Щегляев А. В. Паровые турбины (теория теплового процесса и конструкции турбин). Учебник для студентов энергомашиностроительных и теплоэнергетических специальностей вузов. Изд. 5-е, доп. и подгот. к печати проф. Б. М. Трояновским. М., «Энергия», 1976. 368 с. с ил.


В книге рассматриваются теория теплового процесса и конструкции стационарных паровых турбин, главным образом турбин, применяемых на Злектростанциях, работающих на органическом и ядерном топливе.
Значительное внимание уделено переменным режимам работы турбин; даны методы расчета и проектирования элементов турбин, □ том числе всей проточной части турбины. Четвертое издание учебника вышло в 1967 году. Добавления в новое издание относятся к турбинам атомных электростанций, новым вопросам переменных режимов, профилированию турбинных решеток, ступеням большой веерности. Рассмотрены теплофикационные турбины со ступенчатым отбором пара; расширены главы с описанием конструкций новых и модернизированных турбин.
Книга предназначена в качестве учебника для политехнических и энергетических вузов и факультетов. Она также может оказаться полезной работникам турбостроительных заводов и электростанций. Основой этого учебника является курс лекций, который читается студентам теплоэнергетического и энергомашиностроительного факультетов Московского ордена Ленина энергетического института.
В учебнике освещается лишь часть программы курса, а именно вопросы общей теории теплового процесса конденсационной паровой турбины, теория переменного режима турбины и особенности расчета турбин, предназначенных для комбинированной выработки тепла и электрической энергии. Параллельно с изложением расчета теплового процесса турбины приводится описание конструкций современных паровых турбин, а также их отдельных элементов.
Расчет деталей турбин на прочность, рассмотрение процессов регулирования и специальных типов турбин не вошли в предлагаемый учебник, хотя эти вопросы и освещаются в лекциях. Пособием по механическим расчетам является книга профессора Г.С.Жи-рнцкого «Конструкции и расчет на прочность деталей паровых турбин», по регулированию— книга А. В. Щегляева и С. Г. Смельницкого «Регулирование паровых турбин».
Для того чтобы создать современную высокоэкономичную турбинную установку, необходимо решить две самостоятельные задачи: выбрать достаточно рациональный и экономичный термодинамический цикл; обеспечить высокий к. п. д. самой турбины и вспомогательных устройств. Нельзя рассматривать эти направления развития современных турбинных установок оторванно друг от друга. Поэтому в гл. 1 сжато разбираются тепловые циклы турбинной установки, влияние параметров процесса на экономичность теплового цикла, дается анализ экономических выгод, которые возникают при комбинированной выработке тепла и электрической энергии. Наряду с этим приводится классификация к. п. д. турбин. Кроме того, гл. 1 содержит перечень основных типов паровых турбин и, в частности, турбин, выпускаемых отечественными заводами.
В последующих главах даны основы общей теории истечения. При этом рассматриваются не только процессы истечения в неподвижных соплах и сопловых решетках, но и законы преобразования энергии в рабочей решетке турбинной ступени. При этом дается обзор экспериментальных данных о работе турбин-
ных решеток, причем одновременно приводится классификация возникающих потерь.
В течение последних лет в Советском Союзе разными организациями накоплен значительный экспериментальный материал, характеризующий работу турбинной ступени. В книге приводятся преимущественно данные экспериментов, проведенных в лаборатории кафедры МЭИ. Ряд ценных работ других организаций не мог быть подробно перечислен из-за ограниченного объема учебника. Сведения о некоторых работах содержатся в прилагаемом перечне литературы.
Вопросы изменения теплового процесса турбины и ее отдельных ступеней при изменениях нагрузки имеют большое значение как для инженеров, работающих в области эксплуатации паровых турбин, так и для инженеров-конструкторов. Эти вопросы излагаются в соответствующих главах, где даются анализ условий работы единичной ступени при нерасчетном режиме, распределение давлений и тепловых перепадов в группе ступеней, рассматривается переменный режим при различных способах парораспределения. Теория теплового процесса дополняется несколькими примерами расчетов турбин при переменном режиме.
Курс паровых турбин, читаемый в Московском энергетическом институте и послуживший основой предлагаемого учебника, формировался в течение многих лет. В основе этого курса лежат работы проф. Г. С. Жирицкого и написанный под его редакцией коллективный труд «Паровые турбины».
При переработке курса для четвертого издания были широко использованы экспериментальные и литературные работы коллектива кафедры паровых и газовых турбин МЭИ, в частности работы М. Е. Дейча, Г. С. Самой-ловича, Б. М. Трояновского.
При написании курса и его переработке для четвертого издания автор учел ряд ценных советов профессора Всесоюзного теплотехнического института Я- М. Рубинштейна, которому приносит сердечную благодарность.
Наконец, автор выражает большую признательность коллективам турбинных заводов, которые предоставили для опубликования чертежи и материалы, относящиеся к новым конструкциям отечественных турбин. В 1967 г. вышло четвертое издание учебника А. В. Щегляева «Паровые турбины». Влияние этой книги на подготовку инженерных кадров для нашей энергетики и энергомашиностроения исключительно велико. Тысячи студентов изучали и изучают паровые турбины по этому учебнику, им широко пользуются работники конструкторских бюро и исследовательских отделов турбинных заводов, электростанций, наладочных организаций. Учебник стал настольной книгой для каждого, в той или иной степени занимающегося паровыми турбинами.
Особенность книги А. В. Щегляева — глубоко и методически продуманная система изложения материала, базирующаяся на многолетнем педагогическом опыте автора, среди учеников которого имеются ведущие работники нашей промышленности и науки, в том числе главные конструкторы турбостроительных заводов, руководители электрических станций и энергетических систем. Важнейшим достоинством книги является изложение материала в свете задач современной энергетики и энергомашиностроения, с которыми автор был тесно связан и на развитие которых он оказывал существенное влияние.
Каждое новое издание книги в значительной мере перерабатывалось А. В. Щегляевым. При этом вносились изменения соответственно новым задачам, стоящим перед турбостроением, учитывались последние разработки турбинных заводов и научных организаций. Большую помощь в работе над книгой, особенно при подготовке 3-го и 4-го изданий, ему оказывали преподаватели кафедры паровых и газовых турбин МЭИ, которой он руководил 35 лет. Коллектив кафедры своими успехами в первую очередь обязан Андрею Владимировичу, создавшему в МЭИ научно-педагогическую школу турбинистов. В 1969 г. А. В. Щегляев начал готовить новое издание учебника, обсуждая с сотрудниками кафедры намечавшиеся изменения и дополнения, стремясь в первую очередь расширить материал, связанный с развитием атомной энергетики, повышением требований по переменному режиму и маневренности турбин, исследованиями в области аэродинамики проточных частей. Опыт преподавания, обновление учебных планов вузов требовали также некоторой методической переработки ряда разделов, главным образом посвященных турбинным решеткам и ступеням большой веер-ности. Осуществить свои намерения по переработке учебника Андрей Владимирович не успел. Кафедра паровых и газовых турбин МЭИ поручила мне подготовить новое, пятое издание в соответствии с намерениями А. В. Щегляева. Эта работа проводилась под контролем всего коллектива кафедры, оказавшего большую помощь в написании книги и детально обсуждавшего ее рукопись.
В предлагаемое читателям пятое издание внесены следующие добавления и изменения. Рассмотрены вопросы, связанные с турбинами атомных электростанций: им полностью или в большой мере посвящены § 1-6, 2-7, 4-5, 5-3, 6-5, 9-4. Существенно расширена глава о переменном режиме работы турбины, главным образом основного ее элемента — ступени (§ 7-1, 7-2, 7-4), представлен материал по регулированию мощности скользящим давлением (§ 7-8). Рассмотрены, хотя и кратко, патрубки турбин, клапаны (§ 5-5), раднально-осевые ступени (§ 3-7). Написан новый §9-1— некоторые общие принципы конструирования турбин, который предваряет рассмотрение примеров конструктивного выполнения агрегатов, добавлен материал по конструкциям и характеристикам новых турбин, как отечественных, так и зарубежных. В специальном § 10-5 разбираются особенности турбинс двумя отопительными отборами, выпускаемых УТМЗ. В отличие от предыдущих изданий некоторое место в книге отведено турбинам, работающим с переменной частотой вращения, в том числе турбинам для привода питательных насосов (§ 7-5 и 11-3). Параллельно с тепловыми расчетами и профилированием лопаток даются оценки прочности, без чего нельзя проектировать ступени и турбину в целом, хотя подробно расчеты прочности и вибрации изложены в других книгах.
Переработке, главным образом методической, а также в соответствии с последними данными подверглись главы, посвященные решеткам и ступеням, в том числе практически заново написаны § 2-5, 3-4 и 3-5.
Естественно, что добавление новых параграфов и новых сведений потребовало сокращения части материала 4-го издания.