汽轮机原理
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长沙理工大学能源与动力工程
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第一篇各章单元复习题
绪论及第一章汽轮机级的工作原理 2 第二章多级汽轮机19
第五章凝汽设备26
第七章汽轮机调节系统35
第二篇综合思考题
第一部分汽轮机的热力特性46
第二部分汽轮机的负荷调节47
第三部分汽轮机的经济运行49
第四部分汽轮机的安全运行50
第五部分汽轮机的启动与运行53
第三篇各章练习题
第一章汽轮机级的工作原理55
第二章多级汽轮机58
第三章汽轮机级在变工况下的工作60 第五章汽轮机的凝汽设备61
第七章汽轮机调节系统61
练习题参考答案
62
第一篇各章单元复习题
绪论及第一章级的工作原理
问答题:
1．按工作原理、热力过程特性、蒸汽流动方向、新蒸汽参数等对汽轮机进行分类，汽轮机可分为哪些类型按新蒸汽参数分类时，相应类型汽轮机的新汽压力等级是什么2．国产汽轮机型号的表示方法是什么
3．根据国产汽轮机型号的表示方法，说明下列汽轮机的型号提供了汽轮机设备的哪些基本特征
4) 537/537
4．汽轮机中哪些部件是转动的哪些部件是静止不动的
5．汽缸的作用是什么
6
．
简述蒸汽在汽轮机中的能量转换过程
7．试绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图
8．蒸汽对动叶片冲动作用原理的特点是什么
9
．
蒸汽对动叶片反动作用原理的特点是什么
机级的类型各种类型级的特点是什么
11．什么是动叶的速度三角形
12
．
如何根据喷嘴汽流出汽角计算速度级、纯冲动级与反
动级的最佳速比
13
．
汽轮机的调节级为什么要采用部分进汽如何选择合适
的部分进汽度
14
．
试述汽轮机级内有哪些损失造成这些损失的原因是什
15
．
如何减小级内漏汽损失
16．简述轴向推力的平衡方法。
17
．
简述汽封的工作原理
18
．
何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失在热
力过程线（焓- 熵图）上表示出来。
名词解释
1．汽轮机的级
2．反动度。
3．滞止参数
4．临界压比
5．轮周效率。
6．级的余速损失
7．最佳速度比。
8．部分进汽度。
9.级的相对内效率
单项选择
A.离心式
D.周流式
A. 支持轴承 D.推力轴承
A.靠背轮 D.推力轴承
A. 将热能转化成电能
B. 将热能转化成机械能
C. 将电能转化成机械能
D. 将机械能转化成电能
A. 压力下降，速度下降
B. 压力上升，速度下降
C. 压力下降，速度上升
D. 压力上升，速度上升
A. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个
级的滞止理想焓降之比。
B. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个
级的理想焓降之比。
1. 电厂常用汽轮机属于下列那种类型
2.
保证转子相对于静子的正确轴向位置的是:
3.
汽轮机的轴向位置是依靠
确定的
4.
火力发电厂汽轮机的主要任务是:
5.
具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时
6.
级的反动度是:
B.轴流式
C.辐流式
B.轴封
C.汽缸
C.支持轴承
B.轴封
A. 9.5 m/s
B. 81.3 m/s
C. 81.9 m/s
D. 320 m/s
C. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个
级的滞止理想焓降之比。
D. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个
级的理想焓降之比。
7.
通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用:
A.纯冲动级
B.带反动度的冲动级
C.复速级
D.反动级
8.
汽轮机的级中做功能力最大的级为:
A.纯冲动级
B.带反动度的冲动级 9.
C.复速级
D.反动级
反动级动叶入口压力为
P l ,出口压力为 P 2,贝y P l 和P 2
有 _____ 关系。
A. P i V P 2
B. P 1> P 2
C. P1 = P2
D. P 仁
10.已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为
40 kJ/kg ,
该级的反动度为，则喷嘴出口的理想汽流速度为:
A. 8 m/s
B. 122 m/s
C. 161 m/s
D. 255 m/s 11.假设喷嘴前的蒸汽滞止焓为
3350 kJ/kg ，喷嘴出口蒸
汽理想比焓值为 kJ/kg ，则喷嘴实际出口速度为:
12 ． 蒸汽在某反动级喷嘴中的滞止理想焓降为
30 kJ/kg ，
则蒸汽在动叶通道中的理想焓降为：
出口蒸汽流速 C 1 ：
B. C 1 =C cr D. C1 < Ccr
14.当渐缩喷嘴出口压力 P 1小于临界压力P cr 时，蒸汽在喷
嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的
A. 只要降低 p1 ，即可获得更大的超音速汽流
B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有
限的
15 ． 蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是
A. 喷嘴后压力小于临界压力
B. 喷嘴后压力等于临界压力
C. 喷嘴后压力大于临界压力
D. 喷嘴后压力大于喷嘴前压力
16 ． 下列哪个说法是正确的
A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大；
A. 0 kJ/kg
B. 15 kJ/kg
C. 30 kJ/kg
D. 45 kJ/kg
13.当喷嘴的压力比￡ n 大于临界压力比
cr
时，则喷嘴的
A. C 1
C. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度
C cr D. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度 C cr
一、 填空题 1. 汽轮机按热力过程可分为：①凝汽式 汽轮机；②背压式 汽轮机； ③调节抽汽式 汽轮机；④抽汽背压式 汽轮机；⑤多压式 汽轮机等。 2. 汽轮机是一种将蒸汽 的热能 转变为机械功 的旋转式原动机。 3. 当M ＜1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐缩 ；要想扩压通流截面应渐扩 。 当M ＞1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐扩 ；要想扩压通流截面应渐缩 。 4. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为：纯冲动级 ，反动级 ，带反动度的冲动级 三种。 5. 蒸汽在动叶中的理想焓降 与这一级总的理想焓降 之比，称为汽轮机的反动度。 6. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的反动度 来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就越大 。 7. 为了减小余速损失，在设计时一般要求动叶片出口绝对排汽角接近于90? 。 8. 习惯上把圆周速度 与喷嘴出口速度 的比值称为速度比；通常把对应轮周效率 最大时的速比称为最佳速比。 9. 反动级、纯冲动级的最佳速比分别为：r 1op 1()cos x α= 、c 1op 1()cos /2x α= 。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的喷嘴 损失、动叶 损失、余速 损失外，还有叶高 损失、扇形 损失、部分进汽 损失、叶轮摩擦 损失，湿汽 损失以及漏汽 等损失。 11. 汽轮机转子主要包括主轴 、叶轮(或转鼓) 、动叶栅 、联轴器 以及其他转动零件。 12. 汽轮机的轴承分推力 轴承和径向支承 轴承两大类。 13. 汽轮机的损失可分为内部损失和外部损失。外部损失包括：端部漏汽 损失、机械 损失。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生进汽结构中的节流 损失和排汽管中的压力 损失。 15. 汽轮机采用中间再热，可以提高循环热效率 ；又能减小排汽的湿度 。 16. 危急遮断器的动作转速通常应在额定转速的110%~112% 范围内。 17. DEH 控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是：汽轮机转速 信号、发电机输出电功率 信号以及调节级后压力 信号。 二、选择题 1. ... 某台汽轮发电机组的新蒸汽参数为3.43MPa 、435℃,该机组属于：( B ) A. 高温高压机组 B. 中温中压机组 C. 低温低压机组 2. ... 若要蒸汽在通道中膨胀加速，必须(C )。 A. 提供压降 B. 提供压升 C. 提供压降并使通流截面渐变 3. ... 动叶中的焓降越大，级的反动度就( B )。 A. 越小 B. 越大 C. 可能大也可能小 4. ... 对于纯冲动式汽轮机，蒸汽( A )。 A. 仅在喷嘴中膨胀 B. 仅在动叶栅中膨胀 C. 在喷嘴和动叶栅中都膨胀 5. ... 汽轮机汽缸的膨胀死点是由以下两个部件中心线的交点形成的。( C )
汽轮机原理 第一章汽轮机的热力特性思考题答案 1．什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？ 解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。 各类级的特点： （1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；Dhb =0；Ωm=0。 （2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 > p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。 （3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；Dhn >Dhb >0；Ωm=0.05～0.35。 （4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。 2．什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？ 解答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。 当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。 3．说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。 解答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定
第一章 1.工程大气压Pat=10mH2O 相对压力Px 真空度Pz 绝对压力Pj 表压力Pe： Px=Pj-Pat Pz=Pat-Pj Pj=pe+Pamb(当地大气压力) 2.水头=位置水头+压力水头+流速水头：E=z+p/γ+αv2/(2g) γ=9810N/m3 第二章 1.H≈Hm-h wy工作水头=毛水头-引水管道水头损失 2.水轮机出力：Nt=γQHηt 发电机出力：Ng=Ntηg 3.最有工况：①切口进入：水流沿着叶片骨线进口点的切线方向流进转轮，水流对叶片头部的冲角最小，进口水头损失最小。②发向进口：转轮出口切向分速度为0时，转轮进、出口切向分速度改变最大，则转轮输出水动力矩最大，转轮对水流能量利用最彻底。 第三章1.主阀的作用：①当由一根压力钢管同时向两台或两台以上机组供水时，每台水轮机进口必须设置主阀，这样在一台机检修时，关闭该机组的主阀，其他机组能照常工作②导叶全关时的漏水是不可避免的，当较长时间停机时关闭主阀可减少导叶漏水量③水电厂由于起停快，在电网中经常作为备用机组。当压力管道较长时，尽管是一根压力管道向一台机组供水，也设置主阀，这样可以保持压力管道始终充满压力水，机组处于热备用状态，可以减少机组开机准备时④作为机组防飞逸的后背保护。 2.透明油系统的用途：透明油系统的用户有机组轴承用油和油压装置用油。透明油在机组轴承中起润滑和冷却的作用，将摩擦面的热量带走，否则瓦温过高会发生烧瓦事故；油压装置包括调速器油压装置和主阀油压装置，透明油起传递压能的作用。 3.调相运行（过励）：同步电机在电网中作为同步电动机运行时，如果再将转子励磁电流调到大于正常励磁电流，此时的同步电机在电网中消耗少量的有功功率，发出大量的无功功率，可以提高电网的功率因数，这种运行方式成为调相运行。 第四章1.水轮机调节的任务：根据机组所带的负荷及时调节进入水轮机的水流量，使输入水轮机的水流功率与发电机的输出电功率保持一致，保证机组的转速不变或在规定的范围内变化。 2.电网中负荷的性质及机组的分类：①基本负荷：对于电网中的发电机组来讲，用户负荷没有变化，这部分负荷成为电网的基本负荷。（核电、火电，基荷机组）②可预见负荷：这部分可预见负荷的用户对象组成是不确定的，不不断在变化的，只不过负荷变化的趋势可预见。（小型水电，调峰机组）③不可预见负荷：在这一时段内对于某个瞬间，该瞬间以后的负荷变化时不可预见的。（大型水电，调频机组） 3.有差特性机组的优点：①在电网中对负荷的承担明确②在电网中对变化负荷的承担量明确，承担量与ep成反比。缺点：只有机组参与了调节，机组重新稳定后的转速肯定不是原来的转速。 4.无差特性机组的优点：在机组的出力范围内，无论多少负荷，机组重新稳定后的转速肯定是原来的转速。缺点：①在一个电网中如果有两台或两台以上的无差特性机组并列运行，则机组对负荷的承担量不明确。由于每台机组在电网中的负荷承担量可多可少，机组之间会出现负荷来回转移，造成电网频率不稳定②在一个电网中如果有两台或两台以上的无差特性机组并列运行，则机组对变化负荷的承担量不明确。 5.电网的二次调频的原理：当变化负荷小于调频机组调节容量时，变化负荷全由调频机组承担，调节结束后网频不变。当变化负荷大于调相机组调节容量时，调节机组无法承担的部分负荷，电网中所有调峰机组都会自动积极参与调节，进行一次调频。一次调频结束后的网频肯定变，再有调度命令调峰机组进入或退出电网，将网频拉回到原来值，进行二次调频。 6.信号的输入：从二次操作回路输入给CPU的开关量输入信号有开关量位置信号、信号继电器的开关量信号和操作指令信号等。 7.信号的输出：从ＣＰＵ输出的信号分为开关量信号和数字量信号两类。 ８.故障检测及主从及奇幻如何工作：如果CPU工作正常，CPU会不停地向单稳电路a发送周期为T1的脉冲，因为T1<τ，所以单稳电路a的输出Q’来不及翻转回到稳态高电平而总是处于暂态低电平，则单稳电路b的输出Q始终处于稳态低电平，非门G输出始终为高电平；一旦检测到错误或程序发生混乱，则CPU停止向单稳电路a发生脉冲。单稳电路a的输出Q’经延时时间τ后翻回到稳态高电平，此时Q’上升前沿的正跳变出发单稳电路b，使单稳电路b的输出Q翻转为暂态高电平，经延时时间τ’后恢复为稳态低电平。单稳电路b的输出端Q两次翻转产生的正脉冲经非门G反相后，成为负脉冲，送至ＣＰＵ的ＲＥＳＥＴ端子，给ＣＰＵ一个复位脉冲，重新启动、执行程序。与此同时，单稳电路ａ的输出Ｑ也发生翻转，从而驱动切换板中的三极管ＶＴ和继电器Ｋ，进行主从及的切换。 第五章1.机组正常开机的操作步骤：①如果主阀处于关闭状态，则首先应打开旁通阀向蜗壳充水，当主阀两侧压力相近时，开启主阀②检测风闸是否在退出位置③检测气压是否正常④投入机组技术供水⑤检查调速器的压力油的压力是否正常并打开调速器压力油箱的总油阀⑥拔出接力器锁锭⑦手动或自动将导叶打开到空载开度稍微大一点的开度，机组升速⑧转速上升到９５％额定转速时灭磁开关合闸，发电机励磁升压⑨手动或自动调机组频率与网频一致及调发电机电压与电网电压一致⑩手动同期或自动准同期合断路器，将机组并入电网⑾手动或自动将开度限制调到所要限制的开度⑿手动或自动开导叶带上有功功率及升励磁带上无功功率⒀全面检查机组及辅助设备的运行状况。 2.机组正常停机操作步骤：①检查气压是否正常⑵手动或自动关导叶将有功功率卸到零及减励磁将无功功率卸到零⑶手动或自动跳断路器将机组退出电网⑷灭磁开关跳闸，发电机降压到零⑸手动或自动将导叶从空载开度关到零⑹当转速下降到额定转速的３０％左右时，手动或自动投入风闸制动刹车⑺落下接力器锁锭⑻关闭调速器压力邮箱的总油阀⑼关闭机组技术供水⑽检查风闸是否在退出位置⑾需较长时间停机时，应关闭主阀⑿全面检查机组及辅助设备 3.作为事故停机处理的三个条件：①机组各轴承的温度只有一个超过７０℃②电器保护继电器动作③发电机励磁消失。 4.事故停机操作流程：①事故停机继电器动作②发电机断路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发电机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到空载开度⑤等候运行人员的命令，重新并网运行或停机检查事故原因。 5.紧急停机处理的四个条件：①机组过速达１４０％，转 速信号器动作②在事故停机过程中，导叶剪短销剪短③调 速器油压消失或导叶拒动④运行人员发布的认为必须作 紧急停机处理的命令 6.紧急停机操作流程：①紧急停机继电器动作②发电机的 断路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发 电机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到全关位置⑤ 主阀动水条件下紧急关闭⑥当转速下降到额定转速３ ０％左右时，手动或自动投入风闸制动刹车。 火电厂 1.开口系恒定流热力系统的能量方 程;Q-W=0.5m(C22-C12)mg(Z2-Z1)+(U2-U1) 2.卡诺循环：过程1→2，共质等温吸热过程，共质的温度 不变，比熵从S1增大到S2，吸热量q1=T1(S2-S1);过程2 →3，共质绝热膨胀过程，共质的比熵不变，温度从T1下 降到T2；过程3→4，共质等温放热过程，共质的温度不 变，比熵从S2减小到S1，放热量q2=T2（S2-S1）； 过程4→1，共质绝热压缩过程，共质的比熵不变，温度从 T2上升到T1。 3.朗肯循环：过程1→2，在汽轮机中绝热膨胀做工；过程 2→3，在凝汽器中等温放热；过程3→4，在给水泵中绝热 压缩；过程4→5，在省煤器中和冷水壁的中下部定压预热； 5→6，在冷水壁的上部等温气化；6→1，在过热器中等压 过热。 4.会热循环热力设备：设进入汽轮机做工的新蒸汽质量为 1kg，将做了部分功的蒸汽从汽轮机气缸中间抽出akg，送 到回热加热器中用来家人锅炉的给水，其余（1-a）kg的 蒸汽继续做工。Akg蒸汽的热能一部分对汽轮机做工，其 余的汽化潜热全部传递给锅炉给水，自己却成了冷却水。 一级回热加热抽汽能提高循环热效率1%-2%，一般中压机 组火电厂采用2—5级回热加热抽汽，高压机组火电厂采 用5-8级回热加热抽汽。 4.粗粉分离器：作用是将煤粉中颗粒偏大的不合格粗粉分 离出来送回到磨煤机中重新研磨。 5.细粉分离器：作用是将细粉与一次风进行分离。 6.不同反动度工作级的应用：在相同条件下，纯冲动级的 做工能力最大，汽轮机的级数最少，但效率最低；反动级 的做功能力最小，汽轮机的级数最多效率最高；冲动级介 于两者之间；因此冲动级在中小型汽轮机中得到广泛应 用。在大中型汽轮机中，较多的考虑工作级的效率而较多 地采用反动级。 5.紧急停机处理的四个条件：①机组过速达１４０％，转 速信号器动作②在事故停机过程中，导叶剪短销剪短③调 速器油压消失或导叶拒动④运行人员发布的认为必须作 紧急停机处理的命令 6.紧急停机操作流程：①紧急停机继电器动作②发电机的 断路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发 电机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到全关位置⑤ 主阀动水条件下紧急关闭⑥当转速下降到额定转速３ ０％左右时，手动或自动投入风闸制动刹车。 火电厂 1.开口系恒定流热力系统的能量方 程;Q-W=0.5m(C22-C12)mg(Z2-Z1)+(U2-U1) 2.卡诺循环：过程1→2，共质等温吸热过程，共质的温度 不变，比熵从S1增大到S2，吸热量q1=T1(S2-S1);过程2 →3，共质绝热膨胀过程，共质的比熵不变，温度从T1下 降到T2；过程3→4，共质等温放热过程，共质的温度不 变，比熵从S2减小到S1，放热量q2=T2（S2-S1）； 过程4→1，共质绝热压缩过程，共质的比熵不变，温度从 T2上升到T1。 3.朗肯循环：过程1→2，在汽轮机中绝热膨胀做工；过程 2→3，在凝汽器中等温放热；过程3→4，在给水泵中绝热 压缩；过程4→5，在省煤器中和冷水壁的中下部定压预热； 5→6，在冷水壁的上部等温气化；6→1，在过热器中等压 过热。 4.会热循环热力设备：设进入汽轮机做工的新蒸汽质量为 1kg，将做了部分功的蒸汽从汽轮机气缸中间抽出akg，送 到回热加热器中用来家人锅炉的给水，其余（1-a）kg的 蒸汽继续做工。Akg蒸汽的热能一部分对汽轮机做工，其 余的汽化潜热全部传递给锅炉给水，自己却成了冷却水。 一级回热加热抽汽能提高循环热效率1%-2%，一般中压机 组火电厂采用2—5级回热加热抽汽，高压机组火电厂采 用5-8级回热加热抽汽。 4.粗粉分离器：作用是将煤粉中颗粒偏大的不合格粗粉分 离出来送回到磨煤机中重新研磨。 5.细粉分离器：作用是将细粉与一次风进行分离。 6.不同反动度工作级的应用：在相同条件下，纯冲动级的 做工能力最大，汽轮机的级数最少，但效率最低；反动级 的做功能力最小，汽轮机的级数最多效率最高；冲动级介 于两者之间；因此冲动级在中小型汽轮机中得到广泛应 用。在大中型汽轮机中，较多的考虑工作级的效率而较多 地采用反动级。 第一章 1.工程大气压Pat=10mH2O 相对压力Px 真空度 Pz 绝对压力Pj 表压力Pe： Px=Pj-Pat Pz=Pat-Pj Pj=pe+Pamb(当地大气压力) 2.水头=位置水头+压力水头+流速水头：E=z+p/γ+α v2/(2g) γ=9810N/m3 第二章 1.H≈Hm-h wy工作水头=毛水头-引水管道 水头损失 3.水轮机出力：Nt=γQHηt 发电机出力：Ng=Ntηg 4.最有工况：①切口进入：水流沿着叶片骨线进口点的切 线方向流进转轮，水流对叶片头部的冲角最小，进口水头 损失最小。②发向进口：转轮出口切向分速度为0时，转 轮进、出口切向分速度改变最大，则转轮输出水动力矩最 大，转轮对水流能量利用最彻底。 第三章1.主阀的作用：①当由一根压力钢管同时向两台或 两台以上机组供水时，每台水轮机进口必须设置主阀，这 样在一台机检修时，关闭该机组的主阀，其他机组能照常 工作②导叶全关时的漏水是不可避免的，当较长时间停机 时关闭主阀可减少导叶漏水量③水电厂由于起停快，在电 网中经常作为备用机组。当压力管道较长时，尽管是一根 压力管道向一台机组供水，也设置主阀，这样可以保持压 力管道始终充满压力水，机组处于热备用状态，可以减少 机组开机准备时④作为机组防飞逸的后背保护。 3.透明油系统的用途：透明油系统的用户有机组轴承用油 和油压装置用油。透明油在机组轴承中起润滑和冷却的作 用，将摩擦面的热量带走，否则瓦温过高会发生烧瓦事故； 油压装置包括调速器油压装置和主阀油压装置，透明油起 传递压能的作用。 4.调相运行（过励）：同步电机在电网中作为同步电动机运 行时，如果再将转子励磁电流调到大于正常励磁电流，此 时的同步电机在电网中消耗少量的有功功率，发出大量的 无功功率，可以提高电网的功率因数，这种运行方式成为 调相运行。 第四章1.水轮机调节的任务：根据机组所带的负荷及时调 节进入水轮机的水流量，使输入水轮机的水流功率与发电 机的输出电功率保持一致，保证机组的转速不变或在规定 的范围内变化。 3.电网中负荷的性质及机组的分类：①基本负荷：对于电 网中的发电机组来讲，用户负荷没有变化，这部分负荷成 为电网的基本负荷。（核电、火电，基荷机组）②可预见 负荷：这部分可预见负荷的用户对象组成是不确定的，不 不断在变化的，只不过负荷变化的趋势可预见。（小型水 电，调峰机组）③不可预见负荷：在这一时段内对于某个 瞬间，该瞬间以后的负荷变化时不可预见的。（大型水电， 调频机组） 4.有差特性机组的优点：①在电网中对负荷的承担明确② 在电网中对变化负荷的承担量明确，承担量与ep成反比。 缺点：只有机组参与了调节，机组重新稳定后的转速肯定 不是原来的转速。 5.无差特性机组的优点：在机组的出力范围内，无论多少 负荷，机组重新稳定后的转速肯定是原来的转速。缺点： ①在一个电网中如果有两台或两台以上的无差特性机组 并列运行，则机组对负荷的承担量不明确。由于每台机组 在电网中的负荷承担量可多可少，机组之间会出现负荷来 回转移，造成电网频率不稳定②在一个电网中如果有两台 或两台以上的无差特性机组并列运行，则机组对变化负荷 的承担量不明确。 6.电网的二次调频的原理：当变化负荷小于调频机组调节 容量时，变化负荷全由调频机组承担，调节结束后网频不 变。当变化负荷大于调相机组调节容量时，调节机组无 法承担的部分负荷，电网中所有调峰机组都会自动积极参 与调节，进行一次调频。一次调频结束后的网频肯定变， 再有调度命令调峰机组进入或退出电网，将网频拉回到原 来值，进行二次调频。 7.信号的输入：从二次操作回路输入给CPU的开关量输入 信号有开关量位置信号、信号继电器的开关量信号和操作 指令信号等。 8.信号的输出：从ＣＰＵ输出的信号分为开关量信号和数 字量信号两类。 ９.故障检测及主从及奇幻如何工作：如果CPU工作正常， CPU会不停地向单稳电路a发送周期为T1的脉冲，因为 T1<τ，所以单稳电路a的输出Q’来不及翻转回到稳态高 电平而总是处于暂态低电平，则单稳电路b的输出Q始终 处于稳态低电平，非门G输出始终为高电平；一旦检测到 错误或程序发生混乱，则CPU停止向单稳电路a发生脉 冲。单稳电路a的输出Q’经延时时间τ后翻回到稳态高电 平，此时Q’上升前沿的正跳变出发单稳电路b，使单稳电 路b的输出Q翻转为暂态高电平，经延时时间τ’后恢复 为稳态低电平。单稳电路b的输出端Q两次翻转产生的正 脉冲经非门G反相后，成为负脉冲，送至ＣＰＵ的ＲＥＳ ＥＴ端子，给ＣＰＵ一个复位脉冲，重新启动、执行程序。 与此同时，单稳电路ａ的输出Ｑ也发生翻转，从而驱动切 换板中的三极管ＶＴ和继电器Ｋ，进行主从及的切换。 第五章1.机组正常开机的操作步骤：①如果主阀处于关闭 状态，则首先应打开旁通阀向蜗壳充水，当主阀两侧压力 相近时，开启主阀②检测风闸是否在退出位置③检测气压 是否正常④投入机组技术供水⑤检查调速器的压力油的 压力是否正常并打开调速器压力油箱的总油阀⑥拔出接 力器锁锭⑦手动或自动将导叶打开到空载开度稍微大一 点的开度，机组升速⑧转速上升到９５％额定转速时灭磁 开关合闸，发电机励磁升压⑨手动或自动调机组频率与网 频一致及调发电机电压与电网电压一致⑩手动同期或自 动准同期合断路器，将机组并入电网⑾手动或自动将开度 限制调到所要限制的开度⑿手动或自动开导叶带上有功 功率及升励磁带上无功功率⒀全面检查机组及辅助设备 的运行状况。 2.机组正常停机操作步骤：①检查气压是否正常⑵手动或 自动关导叶将有功功率卸到零及减励磁将无功功率卸到 零⑶手动或自动跳断路器将机组退出电网⑷灭磁开关跳 闸，发电机降压到零⑸手动或自动将导叶从空载开度关到 零⑹当转速下降到额定转速的３０％左右时，手动或自动 投入风闸制动刹车⑺落下接力器锁锭⑻关闭调速器压力 邮箱的总油阀⑼关闭机组技术供水⑽检查风闸是否在退 出位置⑾需较长时间停机时，应关闭主阀⑿全面检查机组 及辅助设备 3.作为事故停机处理的三个条件：①机组各轴承的温度只 有一个超过７０℃②电器保护继电器动作③发电机励磁 消失。 4.事故停机操作流程：①事故停机继电器动作②发电机断 路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发电 机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到空载开度⑤等 候运行人员的命令，重新并网运行或停机检查事故原因。
《汽轮机原理》 课程设计 学号 姓名 指导教师 设计时间 一、课程设计目的 （1）通过课程设计，系统地总结、巩固、加深在《汽轮机原理》课程中已学知识，进
一步了解汽轮机的工作原理。 （2）在尽可能考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的变工况热力计算，掌握汽轮机热力计算的原理、方法和步骤。 （3）通过课程设计对电站汽轮机建立整体的、量化的概念，掌握查阅和使用各种设计资料、标准、手册等参考文献的技巧。 （4）培养综合应用书本知识、自主学习、独立工作的能力，培养与其他人相互协作的工作作风。 二、课程设计内容 以N300型号的汽轮机为对象，在已知结构参数和非设计工况新蒸汽参数和流量的条件下，进行通流部分热力校核计算，求出该工况下级的内功率、相对内效率等全部特征参数，并与设计工况作对比分析。主要工作如下： （1）设计工况及非设计工况下通流部分各级热力过程参数计算。 （2）轴端汽封漏汽量校核计算。 （3）与设计工况的性能和特征参数作比较分析。 三、整机计算步骤 本次课程设计计算方法是将该型汽轮机的通流部分划分为高、中压缸和低压缸2个计算模块，由2个学生组成一个计算小组，一人采用顺算法计算高、中压缸，另一人采用逆算法计算低压缸。2人协同工作，共同商定计算方案和迭代策略。 本人进行的是低压缸部分计算，计算工况为103%。为便于计算，作出如下约定： （1）各级回热抽汽量正比例于主汽流量； （2）门杆漏汽和调门开启重叠度不计； （3）余速利用系数的参考值为：调节级后的第一压力级、前面有抽汽口的压力级利用上一级余速的系数为0.4，其它压力级为0.8； （4）对径高比小于6的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度； （5）第一次计算，用弗留格尔公式确定调节级后压力； （6）假定汽机排汽压力为设计工况下的值，用平移设计工况热力过程线方法初步确定排汽点。 四、汽轮机简介 本机组是按照美国西屋公司的技术制造的300MW亚临界、中间再热式、高中压合缸、双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，如图4-2所示。它由高中压积木块BB0243与低压缸积木块BB074组合而成。为了进一步提高机组的经济性，对原引进技术作了改进设计，而且低压缸末级叶片采用905mm的长叶片。机组型号为N300-16.7/537/537，工厂产品号为D156。
《汽轮机原理》 一、单项选择题 6.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率ηu【 A 】 A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定 9.在多级汽轮机中重热系数越大，说明【 A 】 A. 各级的损失越大 B. 机械损失越大 C. 轴封漏汽损失越大 D. 排汽阻力损失越大 1.并列运行的机组，同步器的作用是【 C 】A. 改变机组的转速 B. 改变调节系统油压 C. 改变汽轮机功率 D. 减小机组振动 5．多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是（D）。A.余速利用系数降低 B.级内损失增大 C.进排汽损失增大 D.重热系数降低 19.关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确：【 C 】 A．喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B．喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关 C．喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关 13.冲动级动叶入口压力为P 1，出口压力为P 2 ，则P 1 和P 2 有______关系。【 B 】 A. P 1＜P 2 B. P 1 ＞P 2 C. P 1 ＝P 2 D. P 1 = 6.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓【 C 】A. 增大B. 减小C. 保持不变 D. 以上变化都有可能 14.对于汽轮机的动态特性，下列哪些说法是正确的？【 D 】 A. 转速调节过程中，动态最大转速可以大于危急保安器动作转速 B. 调节系统迟缓的存在，使动态超调量减小 C. 速度变动率δ越小，过渡时间越短 D. 机组功率越大，甩负荷后超速的可能性越大 27.在反动级中，下列哪种说法正确【 C 】A. 蒸汽在喷嘴中理想焓降为零 B. 蒸汽在动叶中理想焓降为零 C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D. 蒸汽在喷嘴的理想焓降小于动叶的理想焓降 25.在各自最佳速比下，轮周效率最高的级是【 D 】A. 纯冲动级B.带反动度的冲动级 C.复速级D.反动级 26.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是【 A 】A. 喷嘴后压力小于临界压力 B. 喷嘴后压力等于临界压力 C. 喷嘴后压力大于临界压力 D. 喷嘴后压力大于喷嘴前压力 12.下列哪个说法是正确的【 C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大； B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大； C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变； D. 以上说法都不对 8.评价汽轮机热功转换效率的指标为【 C 】A. 循环热效率 B. 汽耗率 C. 汽轮机相对内效率 D. 汽轮机绝对内效率 13.在其它条件不变的情况下，冷却水量越大，则【 A 】A. 凝汽器的真空度越高B. 凝汽器的真空度越低 C. 机组的效率越高 D. 机组的发电量越多 4.两台额定功率相同的并网运行机组A, B所带的负荷相同，机组A的速度变动率小于机组B的速度变动率， 当电网周波下降时，两台机组一次调频后所带功率为P A 和P B ，则【 C 】
1.名词解释 （1）热耗率：汽轮发电机组每生产1kw·h的电能所消耗的能量。 （2）汽耗率：汽轮发电机组每生产1kw·h的电能所消耗的蒸汽量。 （3）发电标准煤耗率：发电厂生产单位电能所消耗的煤折合成标准煤的数量。 （4）供电标准煤耗率：发电厂向外提供单位电能所消耗的标准煤的数量。 （5）厂用电率：单位时间内厂用电功率与发电功率的百分比。（6）热电联产：在发电厂中利用在汽轮机中做过功的蒸汽的热量供给热用户。在同一动力设备中同时生产电能和热能的生产过程。 （7）高压加热器：水侧部分承受除氧器下给水泵压力的表面式加热器。 （8）低压加热器：水侧部分承受凝汽器下凝结水泵压力的表面式加热器。 （9）混合式加热器：加热蒸汽与水在加热器内直接接触，在此过程中蒸汽释放出热量，水吸收了大部分热量使温度得以升高，在加热器内实现了热量传递，完成了提高水温的过程。 （10）给水泵汽蚀：汽泡的产生、发展、凝结破裂及材料的破坏过程。 （11）热效率：有效利用的能量与输入的总能量之比。 （12）热力系统：将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体。 （13）单元制系统：每台锅炉与相对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管横向联系。 （14）公称压力：管道参数等级。是指管道、管道附件在某基准温度下允许的最大工作压力。 （15）公称通径：划分管道及附件内径的等级，只是名义上的计算内径，不是实际内径。 （16）最佳真空：发电厂净燃料量消耗最小的情况下，提高真空是机组出力与循环水泵耗功之差最大时的真空。 （17）最佳给水温度：汽轮机绝对内效率最大时对应的给水温度。 （18）加热器端差：上端差：加热器汽侧压力下的饱和温度与水侧出口温度之差。 下端差：加热器汽侧压力下的饱和温度与水侧进口温度之差。
课程设计说明书 题目：12M W凝汽式汽轮机热力设计 2014年6月28 日
一、题目 12MW凝汽式汽轮机热力设计 二、目的与意义 汽轮机原理课程设计是培养学生综合运用所学的汽轮机知识，训练学生的实际应用能力、理论和实践相结合能力的一个重要环节。通过该课程设计的训练，学生应该能够全面掌握汽轮机的热力设计方法、汽轮机基本结构和零部件组成，系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，达到理论和实际相结合的目的。 重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 主要技术参数： 额定功率：12MW ；设计功率：10.5MW ； ；新汽温度：435℃； 新汽压力：3.43MP a ；冷却水温：20℃； 排汽压力：0.0060MP a 给水温度：160℃；机组转速：3000r/min ； 主要内容： 1、确定汽轮机型式及配汽方式 2、拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算 3、确定调节级形式、比焓降、叶型及尺寸等 4、确定压力级级数，进行比焓降分配 5、各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实 际热力过程曲线 6、整机校核，汇总计算表格 要求： 1、严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计；设计共计二周。 2、按照统一格式要求，完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确。 3、完成通流部分纵剖面图一张（一号图） 4、计算结果以表格汇总
四、工作内容、进度安排 1、通流部分热力设计计算（9天） （1）熟悉主要参数及设计内容、过程等 （2）熟悉机组型式，选择配汽方式 （3）蒸汽流量的估算 （4）原则性热力系统、整机热力过程拟定及热经济性的初步计算 （5）调节级选型及详细热力计算 （6）压力级级数的确定及焓降分配 （7）压力级的详细热力计算 （8）整机的效率、功率校核 2、结构设计（1天） 进行通流部分和进出口结构的设计 3、绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张（一号图）（2天） 4、编写课程设计说明书（2天） 五、主要参考文献 《汽轮机课程设计参考资料》.冯慧雯 .水利电力出版社.1992 《汽轮机原理》（第一版）.康松、杨建明编.中国电力出版社.2000.9 《汽轮机原理》（第一版）.康松、申士一、庞立云、庄贺庆合编.水利电力出版社.1992.6 《300MW火力发电机组丛书——汽轮机设备及系统》（第一版）.吴季兰主编.中国电力出版社.1998.8 指导教师下达时间 2014 年6月 15 日 指导教师签字：_______________ 审核意见 系（教研室）主任（签字）
核电厂系统与设备知识点 2020年前要新建核电站31座，今后每年平均需要建设两个百万千瓦级核电机组 我国发展核电的基本政策是：坚持集中领导，统一规划，并与全国能源和电力发展相衔接;核电政策：自主，国产化，与压水堆配套；引进的基础上,消化,改进,国产化。 在核电布局上优先考虑一次能源缺乏、经济实力较强的东南沿海地区。 坚持“质量第一，安全第一”，坚持“以我为主，中外合作” 我国确定发展压水堆 核岛:一回路系统及其辅助系统、安全设施及厂房。 常规岛:汽轮发电机组为核心的二回路及其辅助系统和厂房。 配套设施：除核岛、常规岛的其余部分。 压水堆核电厂将核能转变为电能是分四个环节，在四个主要设备中实现的： 1）核反应堆：将核能经转变为热能，并将热能传给反应堆冷却剂，是一回路压力边界的重要部件。 2）蒸汽发生器：将反应堆冷却剂的热量传递给二回路的水，使其变为蒸汽。在此只进行热量交换，不进行能量形态的转变； 3）汽轮机：将蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能； 4）发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。 大亚湾核电厂共有348个系统 核电厂平面布置原则：a.区分脏净,脏区尽可能在下风口.满足工艺要求,便于设备运输,减少管线迂回纵横交叉.反应堆厂房为中心,辅助厂房,燃料厂房设在同一基岩的基垫层上,防止因厂房承载或地震所产生的沉降差导致管线断裂.以反应堆厂房为中心,辅助厂房,燃料厂房,主控制室应急柴油发电机厂房四周.双机组厂可采用对称布置,公用部分辅助厂房.
布置分区：核心区、三废区、供排水区、动力供应区、检修及仓库区、厂前区 核心区布置按反应堆厂房与汽轮机厂房的相对位置,有T型与L型布置：T型:汽轮机叶片旋转平面与安全壳不相交.占地大,单独汽机厂房。 L型:汽轮机叶片旋转平面与安全壳相交,须设置防止汽轮机飞车时汽轮机叶片对安全壳和冲击的屏障.占地少,两台以上机组可公用汽轮机厂房,仅用一台吊车。 我国采用T型布置。 安全分级的目的是正确选择用于设备设计、制造、检验的规范标准 安全功能: 1 安全停堆和维持安全停堆状态； 2 停堆后余热导出； 3 事故后防止放射性物质释放，以保证放射性物质释放不超过容许值。 确定某物项对于安全的重要性有：确定论方法；概率论方法。 安全分为四级1 安全一级：一回路承压边界所有部件；选用设备等级一级，质量A组。按照实际可能的最高标准设计、制造、安装和实验。 2 安全二级：余热去除、安注和安喷系统。 3 安全三级：辅助给水；设备冷却水；乏燃料池冷却系统；为安全系统提供支持的系统和设施。 4 安全四级：核岛中不属于安全三级以上的，但要求按照非和规范和标准中较高要求设计制造。 抗震分为一、二类和非抗震类（）：抗震一类指其损害会直接或间接造成事故的工况以及用来实施停堆或维持停堆状态的构筑物、系统和设备。 安全一、二、三级和和1E级电器设备属抗震一类。抗震一类要求满足安全停堆地震载荷要求 安全停堆地震是分析电厂所在区域地址和地震条件，分析当地地表下物质的特性的基础上所确定的可能发生的最大地震。安全停堆地震通常取当地历史
汽轮机原理及运行 随着工业生产的蓬勃发展，工业污染物的排放，对大气、自然环境的影响和危害越来越大。国家为保护环境，加大了对工业生产污染物排放的监管力度，国务院专门召开会议部署全国节能降耗减排的工作。我省焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业比较多，这些企业在生产过程中必然产生大量焦煤气、热量，而这些能源和热能大都没有被再利用，而以不同的排放方式，白白地浪费掉了，还造成了大气环境污染。事实上，要做到脱硫除尘、净化排放，必须将余热温度降到250゜C以下才能实现，而排放的余热全都在250゜C上，是根本无法脱硫除尘的。那么，唯一的办法就是将余热再利用，首选发电，实现能量再利用，既提高了原材料利用率，又净化了排放物，大大减少CO2、SO2排放量。 一直以来，这样的好事为什麽没有企业做呢？原因就在于，利用余热、余气进行发电的机组功率较小，不易并入大电网，或是地处与系统弱联系的区域，根本无网可并。自发自用，单独运行，又苦于发电机组不能稳定运行。故而形成目前不能不生产、可排放又超标的困难局面。 余热减排发供电微电网稳定运行综合控制系统的研发，是针对利用余热发电、热电联产的自备电厂运行不稳定、耗能高的问题而进行的。主要应用于焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业，利用余热发电、热电联产的自备电厂的微电网设
备在线数字化状态检测与监控的工艺改造，彻底改造通过气门排放蒸汽调节负荷的传统方法，实现了既稳定运行，又节能降耗减排。其适用范围和区域主要是产生余热、余气的高温冶炼企业，电网覆盖薄弱地区、电网末端或电网未到达区域，自建的供、用电微电网。 针对这种状况，山西博赛克电力技术有限公司潜心研究开发余热减排发供电微电网稳定运行综合控制系统技术，彻底解决了这些发电机组的运行不稳定问题，真正实现了无网支撑、无忧运行，被称为“自备电厂的革命性技术”，具有国内领先水平。是一项电力、电网节能降耗技术。 其社会经济意义主要是：能为上述状况提供完整的工艺改造解决方案，可使这些企业的余热自备电厂的发电设施充分发挥效能，既节能又高效，净化污染物排放，而且用电用户可以使用到与大电网等质的电能，满足生产、生活需求。山西省长治地区沁新公司2×6000KW煤矸石自备电厂的工艺改造和2×12MW焦化余热自备电厂建设，都是采用了余热减排发供电微电网自稳定综合控制系统技术。 事实雄辩地说明，应用该技术改造余热自备电厂通过气门排空进行负荷调节的传统方法，彻底解决了自备电厂运行的弊端，使之高效节能、安全稳定运行。肯定可以带动一大批焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业，充分利用余热、余气进行发电。一是由于余热、余气的充分利用，提高了原材料
喷管实际流量大于理想流量的情况：在湿蒸汽区工作时，由于蒸汽通过喷管的时间很短，有一部分应凝结成水珠的饱和蒸汽来不及凝结，未能放出汽化潜热，产生了“过冷”现象，即蒸汽没有获得这部分蒸汽凝结时所应放出的汽化潜热，而使蒸汽温度较低，蒸汽实际密度大于理想密度，从而导致···。 蒸汽在斜切喷管中的膨胀条件：①当喷管出口截面上的压力比大于或等于临界压力比时，喷管喉部截面AB 上的流速 小于或等于声速，喉部截面上的压力与喷管的背压相等，蒸汽仅在喷管收缩部分中膨胀，而在其斜切部分中不膨胀，只起导向作用。②当喷管出口截面上的压力比小于临界压比时，喉部截面上的流速等于临界速度，压力为临界压力，在喉部截面以后的斜切部分，汽流从喉部截面上的临界压力膨胀到喷管出口压力。 分析轮周效率：高 越大，轮周效率也就越和速度系数ψ? 纯冲动： 反动级： 第二章： 为什么汽轮机要采用多级：为满足社会对更高效率的要求，提高汽轮机的效率，除应努力减小汽轮机内的各种损失外，还应努力提高蒸汽的初参数和降低背压，以提高循环热效率；为提高汽轮机的单机功率，除应增大进入汽轮进蒸汽量外，还应增大蒸汽在汽轮机内的比焓降。如果仍然制成单级汽轮机，那么比焓降增大后，喷管出口气流速度必将增大，为使汽轮机级在最佳速比附近工作，以获得较高的级效率，圆周速度和级的直径也必须相应增大，但是级的直径和圆周速度的增大是有限度的，他受到叶轮和叶片材料强度的限制，因为级的直径和圆周速度增大后，转动着的叶轮和叶片的离心力将增大，因此为保证汽轮机有较高的效率和较大的单机功率，就必须把汽轮机设计成多级的。 多级汽轮机各级段的工作特点：1.高压段：蒸汽的压力，温度很高，比容较小，因此通过该级段的蒸汽容积流量较小，所需的通流面积也较小，级的反动度一般不大，各级的比焓降不大，比焓降的变化也不大。漏气量相对较大，漏气损失较多，叶轮摩擦损失较大，叶高损失较大，高压段各级效率相对较低。2.低压段：蒸汽的容积流量很大，要求低压各级具有很大的通流面积，因而叶片高度势必很大，余速损失大，漏气损失很小，叶轮摩擦损失很小，没有部分进气损失。3中压段：蒸汽比容既不像高压段那样很小，也不像低压段那样很大，因此中压段也足够的叶片高度，叶高损失较小，各级的级内损失较小，效率要比高压段和低压段都高。 也可以提高轮周效率和适当减小21βα的变化而变化周效率只随速比的数值也基本确定，轮 和，和叶型一经选定，121x βαψ?变化不随级的喷管损失系数1x n ξ变化最大余速损失系数2c ξ增大而减小随级的动叶损失系数1x b ξm m t m m t a a x c u h u h u c u x Ω-=Ω-=?Ω-Ω-=?==**11211211????2cos 11α＝）（op x 2cos 11α??＝）（）（op op a x x =11cos α＝）（op x 2 cos 1α?=＝）（op a x
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1．目前在汽轮机末级常用的去湿措施是（） A. 采用去湿槽 B. 在叶片背弧镶焊硬质合金 C. 加装护罩 D. 超临界汽轮机 2．新蒸汽初参数为16.7Mpa的汽轮机为（） A. 高压汽轮机 B. 超高压汽轮机 C. 亚临界汽轮机 D. 超临界汽轮机 3．汽轮机内蒸汽流动总体方向大致平行于转轴的汽轮机称为（） A. 向心式汽轮机 B. 辐流式汽轮机 C. 周流式汽轮机 D. 轴流式汽轮机 4．相同平均直径的反动级与纯冲动级保持最高轮周效率时的做功能力比为（） A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:4 5．采用下列哪种措施可以提高凝汽式汽轮机末级的蒸汽干度（） A. 提高背压 B. 提高初压 C. 扇形损失 D. 叶轮磨擦损失 6．采用扭叶片可以减少 A. 湿汽损失 B. 漏汽损失 C. 扇形损失 D. 叶轮磨擦损失 7．设为喷嘴实际压力比，为临界压力比，当时，蒸汽在喷嘴斜切部分有膨胀。（） A. B. C. D. 8．反动级的最佳速比为。（其中为喷嘴出汽角）（） A. B. C. D. 9．目前大型高效机组的电厂效率可以达到（） A. 40%左右 B. 60%左右 C. 70%左右 D. 90%左右 10．以下说法正确的是（） A. 可以通过提高重热系数的办法，画提主多级汽轮机的相对内效率 B. 不能采用提高重热系数的方法来提高汽轮机的相对内效率 C. 提高重热系数，可能提高多级汽轮机的相对内效率，也可能降低多级汽轮机的相对内效率 D. 重热系数与相对内效率无关
汽轮机课程设计 指导老师： 学生姓名： 学号： 所属院系： 专业： 班级： 日期：
课程设计任务书 1.课程设计的目的及要求 任务：N10－4.9/435 冷凝式汽轮机组热力设计 目的：①系统总结巩固已有知识 ②对汽轮机结构、通流部分、叶片等联系 ③对于设计资料的合理利用 要求：①掌握汽轮机原理的基本知识 ②了解装置间的相互联系 2. 设计题目 设计原则：⑴安全性：采用合理结构、安全材料、危险工况校核 ⑵经济性：设计工况效率高 ⑶可加工性：工艺、形状、材料有一定要求 ⑷新材料、新结构选用需进行全面试验 ⑸节省贵重材料的用量与消耗 3. 热力设计内容 ⑴调节级计算速比选用0.35-0.44 d m=1100 mm 双列级承担的比焓降 160-500 kj/kg 单列级承担的比焓降 70-125 kj/kg ⑵非调节级热降分配 ⑶压力级的热力计算 ⑷作h-s 热力过程线，速度三角形 ⑸整理说明书，计算结果以表格呈现 4. 主要参数 ⑴P0=4.9Mpa t0=435℃ ⑵额定功率P e=10000 kw ⑶转速 n=3000 rad/min ⑷背压P C=8kPa ⑸汽轮机相对内效率ηri（范围为：82%～88%） 选取某一ηri值，待各级详细计算后与所得ηri进行比较，直到符合要求为止。机械效率：这里取ηm= 94%～99% 发电效率：这里取ηg=92%～97%
设计参数的选择 1.基本数据：额定功率Pr＝10000kW，设计功率P e＝10000kW，新汽压力P0＝4.9MPa，新汽温度t0＝435℃，排汽压力P c＝0.008MPa。 2.速比选用0.40 3.d m=1100 mm 4.转速 n=3000 rad/min 5.汽轮机相对内效率ηri=86% 6.机械效率ηm= 98% 7.发电效率ηg= 95% 详细设计内容 图1—多级汽轮机流程图 1.锅炉 2.高压回热加热器 3.给水泵 4.混合式除氧器 5.低压回热加热器 6.给水泵 7.凝汽器 8.汽轮机