汽轮机原理复习习题及
答案
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第一章汽轮机级的工作原理
三、简答题
1．速度比和最佳速比
答：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
2．假想速比
答：圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。
3．汽轮机的级
答：汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。
4．级的轮周效率
答：1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。
5．滞止参数
答：具有一定流动速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态，该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。
6．临界压比
答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。
7．级的相对内效率
答：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。
8．喷嘴的极限膨胀压力
答：随着背压降低，参加膨胀的斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力。
9．级的反动度
答：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。
10．余速损失
答：汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功，这种损失为余速损失。
11．临界流量
答：喷嘴通过的最大流量。
12．漏气损失
答：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。
13．部分进汽损失
答：由于部分进汽而带来的能量损失。
14．湿气损失
答：饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区，从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。
15．盖度
答：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。
16．级的部分进汽度
答：装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。
17．冲动级和反动级的做功原理有何不同在相等直径和转速的情况下，比较二者的做功能力的大小并说明原因。
答：冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流动方向，动叶中只有动能向机械能的转化。
反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且还进行膨
胀加速。
动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。 在同等直径和转速的情况下，纯冲动级和反动级的最佳速比比值：
op x )(1/ op x )(1=（
1c u ）im /（1c u ）re =（1cos 2
1α）/1cos α=re t h ?21/im t h ? re t h ?／im
t h ?=1/2
上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍 18．分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失
答：高压级内：叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶
轮摩擦损失等；
低压级内：湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失，扇形损失、漏气损失、叶
轮摩擦损失很小。
19．简述蒸汽在汽轮机的工作过程。
答：具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度不断降低，速度不断升高，使蒸汽的热能转化为动能，喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中，汽流给动叶片一作用力，推动叶轮旋转，即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。
20．汽轮机级内有哪些损失造成这些损失的原因是什么 答：汽轮机级内的损失有：
喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。
造成这些损失的原因：
（1）喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦，产生的损失。
（2）动叶损失：因蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。
（3）余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称为余速损失。
（4）叶高损失：由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸汽流动时，在端面附面层内产生摩擦损失，使其中流速降低。其次在端面附面层内，凹弧和背弧之间的压差大于弯曲流道造成的离心力，产生由凹弧向背弧的二次流动，其流动方向与主流垂直，进一步加大附面层内的摩擦损失。
（5）扇形损失：汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上，为环形叶栅。当叶片为直叶片时，其通道截面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另外，由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作用，将汽流向叶栅顶部挤压，使喷嘴出口蒸汽压力沿叶高逐渐升高。而按一元流动理论进行设计时，所有参数的选取，只能保证平均直径截面处为最佳值，而沿叶片高度其它截面的参数，由于偏离最佳值将引起附加损失，统称为扇形损失。
（6）叶轮摩擦损失：叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧的蒸汽发生摩擦，为了克服摩擦阻力将损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一起转动，并受离心力的作用产生向外的径向流动，而周围的蒸汽将流过来填补产生的空隙，从而在叶轮的两侧形成涡流运动。为克服摩擦阻力和涡流所消耗的能量称为叶轮摩擦损失。
（7）部分进汽损失：它由鼓风损失和斥汽损失两部分组成。在没有布置喷嘴叶栅的弧段处，蒸汽对动叶栅不产生推动力，而需动叶栅带动蒸汽旋转，从而损耗一部分能量；另外动叶两侧面也与弧段内的呆滞蒸汽产生摩擦损失，这些损失称为鼓风损失。当不进汽的动叶流道进入布置喷嘴叶栅的弧段时，由喷嘴叶栅喷出的高速汽流要推动残存在动叶流道内的呆滞汽体，将损耗一部分动能。此外，由于叶轮高速旋转和压力差的作用，在喷嘴组出口末端的轴向间隙会产生漏汽，而在喷嘴组出口起始端将出现吸汽现象，使间隙中的低速蒸汽进入动叶流道，扰乱主流，形成损失，这些损失称为斥汽损失。
（8）漏汽损失：汽轮机的级由静止部分和转动部分组成，动静部分之间必须留有间隙，而在间隙的前后存在有一定的压差时，会产生漏汽，使参加作功的蒸汽量减少，造成损失，这部分能量损失称为漏汽损失。
（9）湿汽损失：在湿蒸汽区工作的级，将产生湿汽损失。其原因是：湿蒸汽中的小水滴，因其质量比蒸汽的质量大，所获得的速度比蒸汽的速度小，故当蒸汽带动水滴运动时，造成两者之间的碰撞和摩擦，损耗一部分蒸汽动能；在湿蒸汽进入动叶栅时，由于水滴的运动速度较小，在相同的圆周速度下，水滴进入动叶的方向角与动叶栅进口几何角相差很大，使水滴撞击在动叶片的背弧上，对动叶栅产生制动作用，阻止叶轮的旋转，为克服水滴的制动作用力，将损耗一部分轮周功；当水滴撞击在动叶片的背弧上时，水滴就四处飞溅，扰乱主流，进一步加大水滴与蒸汽之间的摩擦，又损耗一部分蒸汽动能。以上这些损失称为湿汽损失。
21．指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用。
答：蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换，通过动叶将动能转化为机械功。22．据喷嘴斜切部分截面积变化图，请说明：
（1）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0大于或等于临界压比时，蒸汽的膨胀特点； （2）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0小于临界压比时，蒸汽的膨胀特点。 答：（1）p 1/p 0大于或等于临界压比时，喷嘴出口截面AC 上的气流速度和方向与喉部界面AB 相同，斜切部分不发生膨胀，只起导向作用。
（2）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0小于临界压比时，气流膨胀至AB 时，压力等于临界压力，速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC 的稍前面部分继续膨胀，压力降低，速度增加，超过临界速度，且气流的方向偏转一个角度。
23．什么是速度比什么是级的轮周效率试分析纯冲动级余速不利用时，速度比对轮周效率的影响。
答：将（级动叶的）圆周速度u 与喷嘴出口（蒸汽的）速度c 1的比值定义为速度比。
1kg 蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比称为轮周效率。
在纯冲动级中，反动度Ωm =0，则其轮周效率可表示为：
ηu =2()????
?
?ψ+-121112cos cos 1cos ββχαχ? 叶型选定后，φ、ψ、α1、β1数值基本确定，由公式来看，随速比变化，轮周效率存在一个最大值。同时，速比增大时，喷嘴损失不变，动叶损失减小，余速损失变化最大，当余速损失取最小时，轮周效率最大。
24．什么是汽轮机的最佳速比并应用最佳速度比公式分析，为什么在圆周速度相同的情况下，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小 答：轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
对于纯冲动级，()2
cos 1
1αχ=
OP ；反动级()11cos αχ=OP ；在圆周速度相同的情况下，
纯冲动级△h t =22a c =2
12cos 212121?????
? ??=???? ??αχu u a 反动级△h t =22
a c =2
1212cos 21221221???
?
???=???? ???=???? ??αχu c u u a 由上式可比较得到，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小。
25．简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点，并比较它们的效率及作工能力。
答：冲动级介于纯冲动级和反动级之间，蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中，只有少部分发生在动叶中；反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等；复速级喷嘴出口流速很高，高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶栅，其方向与第二列动叶进汽方向一致后，再流经第二列动叶作功。
作功能力：复速级最大，冲动级次之，反动级最小； 效率：反动级最大，冲动级次之，复速级最小。 26．减小汽轮机中漏气损失的措施。
答：为了减小漏气损失，应尽量减小径向间隙，但在汽轮机启动等情况下采用径向和轴向轴封；对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄，缩短动叶顶部和气缸的间隙；还有减小叶顶反动度，可使动叶顶部前后压差不致过大。 27．什么是动叶的速度三角形
答：由于动叶以圆周速度旋转，蒸汽进入动叶的速度相对于不同的坐标系有绝对速度和相对速度之分，表示动叶进出口圆周速度、绝对速度和相对速度的相互关系的三角形叫做动叶的速度三角形。
28．简述轴向推力的平衡方法。
答：平衡活塞法；对置布置法，叶轮上开平衡孔；采用推力轴承。
29．简述汽封的工作原理
答：每一道汽封圈上有若干高低相间的汽封片（齿），这些汽封片是环形的。蒸汽从高压端泄入汽封，当经过第一个汽封片的狭缝时，由于汽封片的节流作用，蒸汽膨胀降压加速，进入汽封片后的腔室后形成涡流变成热量，使蒸汽的焓值上升，然后蒸汽又进入下一腔室，这样蒸汽压力便逐齿降低，因此在给定的压差下，如果汽封片片数越多，则每一个汽封片两侧压差就越小，漏汽量也就越小。
30．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
答：在汽轮机的调节级中，蒸汽比容很小，如果喷嘴整圈布置，则喷嘴高度过小，而喷嘴高度太小会造成很大的流动损失，即叶高损失。所以喷嘴高度不能过小，一般大于15mm。而喷嘴平均直径也不宜过小，否则级的焓降将减少，所以采用部分进汽可以提高喷嘴高度，减少损失。
由于部分进汽也会带来部分进汽损失，所以，合理选择部分进汽度的原则，应该是使部分进汽损失和叶高损失之和最小。
31．汽轮机的级可分为哪几类各有何特点
答：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；h b =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；h n≈h b≈h t；Ωm=。
（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；h n >h b >0；Ωm=～。
（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。
32．什么是汽轮机的相对内效率什么是级的轮周效率影响级的轮周效率的因素有哪些答：蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的理想焓降的比值称为汽轮机的相对内效率。
一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮周效率。
影响轮周效率的主要因素是速度系数?和ψ，以及余速损失系数，其中余速损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失和余速损失系数最小时，级具有最高的轮周效率。
第二章多级汽轮机
三、简答题
1.汽轮发电机组的循环热效率
答：每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发电机组的循环热效率。
2.热耗率
答：每生产电能所消耗的热量。
3.汽轮发电机组的汽耗率
答：汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。
4.汽轮机的极限功率
答：在一定的初终参数和转速下，单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。
5.汽轮机的相对内效率
答：蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比。
6.汽轮机的绝对内效率
答：蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。
7.汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率
答：1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。
1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。
8.轴封系统
答：端轴封和与它相连的管道与附属设备。
9.叶轮反动度
答：各版和轮盘间汽室压力与级后蒸汽压力之差和级前蒸汽压力与级后压力之差的比值。
10.进汽机构的阻力损失
答：由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流，从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小，称为进汽机构的阻力损失。
11.简答多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法
答：多级汽轮机每一级的轴向推力由
（1）蒸汽作用在动叶上的轴向力
（2）蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力
（3）蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力
（4）蒸汽作用隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成。
平衡汽轮机的轴向推力可以采用：
（1）平衡活塞法；
（2）对置布置法；
（3）叶轮上开平衡孔；
（4）采用推力轴承。
12.大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机在h-s图上说明什么是多级汽轮机的重热现象
答：（1）大功率汽轮机多采用多级的原因为：多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽轮机；多级汽轮机的相对内效率相对较高；多级汽轮机单位功率的投资大大减小。
（2）如下图：
第一级存在损失，使第二级进口温度由升高到，故5-4的焓降大于2-3的焓降。也就是在前一级有损失的情况下，本级进口温度升高，级的理想比焓降稍有增大，这就是重热现象。
13.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。
答：由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小，称为进汽机构的节流损失。
汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后，由于排汽要在引至凝汽器的过程中克服摩擦、涡流等阻力造成的压力降低，该压力损失使汽轮机的理想焓降减少，该焓降损失称为排汽通道的阻力损失。
14.
答：(1) (2) (3) 影响轴承安全；(4) 2
1
P 3
s
节流损失
15.何为多级汽轮机的重热现象和重热系数
答：所谓多级汽轮机的重热现象，也就是说在多级汽轮机中，前面各级所损失的能量可以部分在以后各级中被利用的现象。因重热现象而增加的理想焓降占汽轮机理想焓降的百分比，称为多级汽轮机的重热系数。
16.说明汽轮机轴封间隙过大或过小对汽轮机分别产生什么影响
答：减小轴封漏气间隙，可以减小漏气，提高机组效率。但是，轴封间隙又不能太小，以免转子和静子受热或振动引起径向变形不一致时，汽封片与主轴之间发生摩擦，造成局部发热和变形。
17．什么叫余速利用余速在什么情况下可被全部利用
答：蒸汽从上一级动叶栅流出所携带的动能，进入下一级参加能量转换，称为余速利用。如果相邻两级的直径相近，均为全周进汽，级间无回热抽汽，且在下一级进口又无撞击损失，则上一级的余速就可全部被下一级利用，否则只能部分被利用。
当上一级的余速被利用的份额较小时，视为余速不能被利用。
第三章汽轮机在变动功况下的工作
三、简答题
1.凝汽器的极限真空
答：凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时，该真空称为凝汽器的极限真空。
2.滑压运行
答：汽轮机的进汽压力随外界的负荷增减而上下“滑动”。
3.汽耗微增率
答：每增加单位功率需多增加的汽耗量。
4.汽轮机的工况图
答：汽轮机发电机组的功率与汽耗量间的关系曲线。 5.级的临界工况
答：级内的喷嘴叶栅和动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度。 6.级的亚临界工况
答：级内喷嘴和动叶出口气流速度均小于临界速度。 7.级组的临界工况
答：级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度。 8.汽轮机的变工况
答：汽轮机在偏离设计参数的条件下运行，称为汽轮机的变工况。 9.阀点
答：阀门全开的状态点，汽流节流损失最小，流动效率最高的工况点。 10.节流配汽
答：进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门，然后进入汽轮机的配汽方式。 13.写出分析汽轮机变工况运行的弗里格尔公式，并说明其使用的条件。
答：弗留格尔公式为：2
2
02
12011g
g p p P P G
G
--=
。
使用条件为：保持设计工况和变工况下通汽面积不变。若由于其他原因，使通汽面积发生改变时应进行修正；同一工况下，各级的流量相等或成相同的比例关系；流过各级的汽流为一股均质流（调节级不能包括在级组内）。
第四章 汽轮机的凝汽设备
三、简答题
1.凝汽器的冷却倍率
答：进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量的比值称为凝汽器的冷却倍率。
2.凝汽器的过冷度
答：凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值，称为凝汽器的过冷度。
3.凝汽器的汽阻
答：凝汽器入口压力与空气抽出口的压力的差值是蒸汽空气混和物的流动阻力。
4.多压凝汽器
答：有两个以上排气口的大容量机组的凝汽器科制成多压凝汽器，汽侧有密封的分隔板隔开。
6.汽轮机在负荷不变的情况下运行，凝汽器真空逐渐下降，分析可能存在哪些原因答：汽轮机在运行过程中引起凝汽器真空缓慢下降的原因有：
（1）冷却水量缓慢减少
（2）冷却水管结垢或脏污
（3）冷却水温缓慢升高
（4）凝汽器的真空系统漏入空气
（5）抽气器效率下降
（6）部分冷却水管被堵
7.画图并说明汽轮机凝汽设备的组成及其任务。
答：汽轮机凝汽设备的组成图如下所示：
1
4——凝结水泵
任务：
(2)
10.
汽轮机排汽
答：空气的来源有：新蒸汽带入汽轮机的空气；处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密处漏入的。
空气的危害有：空气阻碍蒸汽放热，使传热系数降低，从而使t 升高，真空降低；空气分压力P a使P c升高，使真空降低；空气使凝结水过冷度增大；凝结水中溶入氧量增大，使管道腐蚀加剧。
第五章汽轮机零件强度与振动
一、简答题
1.调频叶片
答：对于有些叶片要求其某个主振型频率与某类激振力频率避开才能安全运行，这个叶片对这一主振型称为调频叶片。
2.不调频叶片
答：对有些叶片允许其某个主振型频率与某类激振力频率合拍而处于共振状态下长期运行，不会导致叶片疲劳破损，这个叶片对这一主振型成为不调频叶片。
3.耐振强度
答：表示材料在承受动应力时的一种机械性能。在某一温度和某一静压力下试件在空气环境中，作弯-弯试验，循环107次不被破坏可承受的最大动应力。
4.安全倍率
答：表征叶片抵抗疲劳破坏的系数。
5.叶片的动频率
答：考虑离心力影响后的叶片震动频率。
第六章汽轮机调节
三、简答题
2.调节系统的动态过渡时间
答：调节系统受到扰动后，从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间称为调节系统的动态过渡时间。
4.调速系统的迟缓率
答：在同一功率下，转速上升过程与转速下降过程的特性曲线之间的转速差和额定转速之比的百分数，称为调节系统的迟缓率。
5.影响调节系统动态特性的主要因素有哪些并简述其影响趋势
答：影响调节系统动态特性的主要因素包括：
(1) 转子飞升时间常数；
(2) 中间容积时间常数；
(3) 速度变动率；
(4) 油动机时间常数；
(5) 迟缓率。
6.什么是调节系统的静态特性曲线衡量调节系统静态特性性能的指标有哪些
答：表达汽轮机速度变化与功率之间的单值对应关系的曲线叫静态特性曲线。
衡量调节系统静态特性性能的指标有：
（1）速度变动率；
（2）迟缓率；
（3）同步器工作范围。
7.常用评价调节系统动态特性的指标及其定义是什么
答：稳定性——汽轮机甩全负荷时，其转速随着时间的增长最终趋于由静态特性曲线决定的空负荷转速，这样的过程称为稳定的过程。要求调节系统必须是稳定
的。
超调量——汽轮机甩全负荷时，其转速在过渡过程中的最大转速与最后的稳定转速之差称为转速超调量。
过渡过程时间——调节系统受到扰动后，从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间，称为过渡过程时间。
9.试述同步器的主要作用。
答：同步器的主要作用是通过平移调节系统特性而实现人为改变调节阀开度，做到（1）使孤立运行机组改变转速，起到转速给定作用；
（2）使并网运行机组改变负荷，起到功率给定的作用。
10.说明汽轮机调节系统速度变动率过大或过小对汽轮机工作的影响。
答：若速度变动率过小，即曲线很平坦，则在不打得转速变化范围内，机组负荷的变化很大，机组进汽量的变化也相应很大，机组内部各部件的受力、温度应力等变
化也很大，可能损坏
部件；同时速度变动率过大，负荷的较小变化都会引起速度的很大幅度的变化，不利于机组的超速保护，而影响机组的安全运行。
12.简单说明下列三种静态特性线分别使机组处于怎样的运行工况。
答：（1）用于机组并网。当机组转速与电网频率不一致时，可通过偏差信号调整，故不应有死区和限幅。
（2）用于并网运行。考虑到中间再热机组的负荷适应性受锅炉限制，所以有一定限幅。
（3）用于大功率机组。在不影响机组出力的情况下，存在死区。 16．汽轮机运行对其调节系统的基本要求有哪些 答：汽轮机运行对其调节系统有如下基本要求：
（1）能控制汽转机转速，按要求从零逐步升高到额定转速；并入电网后，能使机组功率在零和额定值之间任一负荷下稳定运行；外负荷不变时，能保持机组功率和转速不变。
（2）在外负荷变化时，能迅速改变机组输出功率与外负荷相适应，从原稳定工况过渡到新的稳定工况，保证机组转速的变化在允许范围内。
（3）在机组甩负荷（主汽门全开，突然与电网解列，负荷降至零）时，能维持机组转速在3000r/min 左右空负荷运行。
（4）能按要求控制机组正常停机；当出现危及机组安全的情况时，能迅速切断汽源，实行事故停机。
17．汽轮机调节系统一般由哪些机构组成各自的作用分别是什么
答：汽轮机的调节系统，由感应机构、传动放大机构、执行机构和定值机构组成。
它们各自的作用如下：感应机构接受调节信号的变化，并将其转换为可传递的信号。采用转速变化为调节信号时，感应机构称为调速器。传动放大机构将感应机构送来
的调节信号进行幅值放大和功率放大，并进行综合处理，传递给执行机构进行调节。汽
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（1
（2
（3
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》 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η u 【 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 =0.5P 2 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 】
第一章绪论 一、单项选择题 1.新蒸汽参数为13、5MPa的汽轮机为( b ) 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 2.型号为N300-16、7/538/538的汽轮机就是( B )。 A、一次调整抽汽式汽轮机 B、凝汽式汽轮机 C、背压式汽轮机 D、工业用汽轮机 第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 3.在反动级中,下列哪种说法正确?( C ) A、蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B、蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C、蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D、蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4.下列哪个措施可以减小叶高损失?( A ) A、加长叶片 B、缩短叶片 C、加厚叶片 D、减薄叶片 5.下列哪种措施可以减小级的扇形损失?( C ) A、采用部分进汽 B、采用去湿槽 C、采用扭叶片 D、采用复速级 6.纯冲动级动叶入口压力为P1,出口压力为P2,则P1与P2的关系为( C ) A.P1
第一章 绪论 一、单项选择题 1．新蒸汽参数为的汽轮机为（ b ） 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 2．型号为538/538的汽轮机是( B )。 A.一次调整抽汽式汽轮机 B.凝汽式汽轮机 C.背压式汽轮机 D.工业用汽轮机 第一章 汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 3．在反动级中，下列哪种说法正确( C ) A.蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B.蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C.蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D.蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4．下列哪个措施可以减小叶高损失( A ) A.加长叶片 B.缩短叶片 C.加厚叶片 D.减薄叶片 5．下列哪种措施可以减小级的扇形损失( C ) A.采用部分进汽 B.采用去湿槽 C.采用扭叶片 D.采用复速级 6．纯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的关系为（ C ） A ．P 1
P 2
C．P 1＝P 2 D．P 1 ≥P 2 7．当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率的主要因素( A ) A.余速损失 B.喷嘴能量损失 C.动叶能量损失 D.部分进汽度损失 8．下列哪项损失不属于汽轮机级内损失( A ) A.机械损失 B.鼓风损失 C.叶高损失 D.扇形损失 9．反动级的结构特点是动叶叶型( B )。 A. 与静叶叶型相同 B. 完全对称弯曲 C. 近似对称弯曲 D. 横截面沿汽流方向不发生变化10．当汽轮机的级在( B )情况下工作时，能使余速损失为最小。 A. 最大流量 B. 最佳速度比 C. 部发进汽 D. 全周进汽 1.汽轮机的级是由______组成的。【 C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1
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
《汽轮机原理》习题 1. 已知：渐缩喷嘴进口蒸汽压力MPa p 4.80=，温度4900=t ℃，初速s m c 500=；喷嘴后蒸汽压力MPa p 8.51=，喷嘴速度系数97.0=φ。求 （1） 喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力； （2） 喷嘴出口的实际速度； （3） 当喷嘴后蒸汽压力由MPa p 8.51=下降到临界压力时的临界速度。 2. 已知：某汽轮机级的进汽压力MPa p 96.10=，温度3500=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 47.12=。速度比5 3.011==c u x ，级的平均反动度15.0=Ωm ，又知喷嘴和 动叶栅的速度系数分别为97.0=φ， 90.0=ψ，喷嘴和动叶的出口汽流角为o 181=α，o 612?=?ββ。 （1） 求解并作出该级的速度三角形； （2） 若余速利用系数00=μ，11=μ，流量h t D 960=，求级的轮周效率u η和轮 周功率u P ； （3） 定性绘制级的热力过程曲线。 3. 某机组冲动级级前蒸汽压力MPa p 96.10=，温度3500=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 47.12=。该级速度比45.01=x ，喷嘴出口汽流角为o 131=α，动叶的进口汽流角与出口汽流角相等（?=21ββ），喷嘴和动叶栅的速度系数分别为95.0=φ，87.0=ψ；该级的平均反动度0=Ωm 。试求解：同题2（1）、（2）、（3）。 4. 国产某机组第三级设计工况下级前蒸汽压力MPa p 13.50=，温度 5.4670=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 37.42=，进口汽流的初速动能kg kJ h c 214.10=Δ全部被利用。设 计中选定该级的平均直径mm d m 5.998=，级的平均反动度%94.7=Ωm ，喷嘴出口汽流角为74101′=o α，动叶的出口汽流角相等45172′=?o β。又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为97.0=φ，935.0=ψ，汽轮机的转速min 3000r n =，11=μ。试作出该级的速度三角形，求级的轮周效率u η，定性绘制级的热力过程曲线。
汽轮机课设心得总结文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
汽轮机课设心得总结经过两个星期的汽轮机课设,对我们而言收获颇丰。整个过程我们都认真完成，其中不免遇到很多问题，经过大家的齐心协力共同克服了它们，不仅从中熟悉了汽轮机的工作原理及流程，而且还获得了许多心得体会。 汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能的回转式原动机，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电。在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。 就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。 除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。 在设计刚进行时，我们也参考了从研究生那里借来的《设计宝典Xp》，但在使用过程中发现此软件只适用于单列级的计算而不适用于双列级，虽然如此，但我们在计算时也参考了其中的部分步骤。我们这次在设计之前又重新温习了《汽轮机原理》中所学的知识，因为汽轮机的热工转换是在各个级内进行的，所以研究级的工作原理是掌握整个汽轮
机工作原理的基础，而级的定义是有一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅构成的工作单元。在第一章第七节介绍了级的热力计算示例，书上是以国产N200-12.75/535/535型汽轮机某高压级为例，说明等截面直叶片级的热力计算程序，主要参考了喷嘴部分计算、动叶部分计算、级内损失计算和级效率与内功率的计算。为了保证汽轮机的高效率和增大汽轮机的单机功率就必须把汽轮机设计成多级汽轮机，使很大的蒸汽比焓降由多级汽轮机的各级分别利用，即逐级有效利用，驶各级均可在最加速比附近工作。这一章也讲解了进气阻力损失和排气阻力损失、轴封及其系统，我们也参考了其中的内容。 通过本课程设计，加深、巩固《汽轮机原理》中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握每级焓降以及有关参数的选取，熟练各项损失和速度三角形的计算，通过课程设计以期达到对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零部件的作用与位置。具体要求就是按照某机组存在的问题，根据实际情况，制定改造方案，通过理论与设计计算，解决该汽轮机本体存在的问题，达到汽轮机安全、经济运行的目的。 数据的处理 这次汽轮机课设我们负责的是数据的处理，这是一个非常庞大而繁重的工作。接下来就着重说说我们在处理数据时候遇到的一些问题。 刚开始的时候，我们和其他组一起根据课本上的计算公式和焓熵表等编了我们汽轮机课设计算所需要的excel表格，这其中将近耗了接近一周的时间，最后完成时大家觉得很有成就感。接下来我们看汽轮机课
《汽轮机原理》 目录 第一章汽轮机级的工作原理 第二章多级汽轮机 第三章汽轮机在变动工况下的工作 第四章汽轮机的凝汽设备 第五章汽轮机零件强度与振动 第六章汽轮机调节 模拟试题一 模拟试题二 参考答案
第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 1.汽轮机的级是由______组成的。【 C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1
电厂汽轮机题库 名词解释： 级- 将热能转换成旋转机械能的最基本的工作单元。 极限压力—蒸汽在减缩喷管的斜切部分达到完全膨胀时出口截面上最低的压力。 最佳速比—轮周效率最高时对应的速比。 重热现象—在多级汽轮机中，前面级的损失可以部分的被以后各级利用，使得各级的理想焓降之和大于汽轮机的理想焓降，这种现象称为重热现象。 极限功率- 指在一定的蒸汽初，终参数和转速下，单排气口凝气式汽轮机所能获得的最大功率。 汽轮机的相对内效率-蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其理想焓降的比值。 汽轮机的变工况：汽轮机在偏离设计参数条件下运行的工况。 节流调节：通过改变一个或几个同时启闭的调节阀开度，从而改变汽轮机进气量及焓降的调节方法。 喷嘴调节：蒸汽通过依次几个启，闭调节阀进入汽轮机的调节方法。 调节级：通流面积随负荷改变而改变的级。 滑压调节：汽轮机的调节汽阀开度不变，通过调整新汽压力来改变机组功率调节方式。 叶片的静频率：叶片在静止时的自振频率。 叶片的动频率：叶片在旋转情况下的自振频率。 转子的临界转速：在汽轮机发电机组的启动和停机过程中，当转速达到某些数值时，机组发生强烈振动，而越过这些转速后，振动便迅速减弱。这些机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界转速。 油膜振荡：机组转速达到转子的第一临界转速两倍时，轴颈中心发生的频率等于转子第一临界转速的大振动。 凝汽器传热端差：汽轮机排气温度与凝汽器循环冷却水出口温度的差值。 凝结水过冷度：凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值。 凝汽器的最佳真空：提高真空后所增加的汽轮机功率与为提高真空使循环水泵多消耗的厂用电之差达到最大值时的真空。 液压调节系统：主要依靠液体作工作介质来传递信息的汽轮机调节系统，主要由机械部件和液压部件组成。 调节系统的静态特征：在稳定工况下，调节系统输入转速和输出负荷之间的关系。 过渡过程时间：调节系统受到扰动后，从原来的稳定状态过渡到新的稳定状态所需要的最少时间。 一次调频：电负荷改变引起电网频率变化时，电网中并列运行的各台机组均自动的根据自身的静态特征线承担一定的负荷变化以减少电网频率改变的调节过程。 二次调频：通过同步器或改变功率给定值，实现电网负荷的重新分配，将电网频率调回到预定的质量范围内的调频过程。 低周疲劳：材料失效应力循环次数小于104-105的疲劳。 胀差：转子与汽缸沿轴向的膨胀差值。 滑参数启动：在启动的过程中，电动主气门前的蒸汽参数（压力和温度）随机组转数或负荷的变化而滑升。 中压缸启动：冲转时高压缸不进汽，中压缸先进汽，待转速升到一定转数或并网并带一定负荷后，高压缸才进汽。 填空题：
绪论 1.确定CB25-8.83/1.47/0.49型号的汽轮机属于下列哪种型式？【 D 】 A. 凝汽式 B. 调整抽汽式 C. 背压式 D. 抽气背压式 2.型号为N300-16.7/538/538的汽轮机是【B 】 A. 一次调整抽汽式汽轮机 B. 凝汽式汽轮机 C. 背压式汽轮机 D. 工业用汽轮机 3.新蒸汽压力为15.69MPa~17.65MPa的汽轮机属于【C 】 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 4.根据汽轮机的型号CB25-8.83/1.47/0.49可知，该汽轮机主汽压力为8.83 ，1.47表示汽轮机的抽汽压 力。 第一章 1.汽轮机的级是由______组成的。【C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1【A 】 A. C1
汽轮机厂汽轮机原理及运行篇 青岛捷能汽轮机厂汽轮机原理及运行篇 1、汽轮机的级:一列喷嘴叶栅和其后相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元。 2、选择填空:在膨胀流动过程中，亚音速汽流的速度变化率大于其比体积变化率，通道截面积将随速度的增大而减小;超音速汽流的速度变化率小于其比体积变化率，通道面积将随速度的增大而增大。 3、填空:(喷嘴损失)是蒸汽在流道内的磨擦而损耗的动能。 4、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(纯冲动机)、(反动级)、(带反动度的冲动级)和(复速级)。 5、纯冲动级:嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级称为纯冲动级。 6、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的级称为冲动级。 7、最佳值使轮周效率达到最大值。 8、最佳速度比为:(x1)op=1/2cosα1 9、反动级的最佳速度比为:(x1)op=cosα1 10、简答:外部损失包括(1)、轴封漏汽损失;(2)机械损失 11、多级汽轮机中的余速利用和重热现象，可以使多级汽轮机的内效率与单级汽轮机的内率之比大于1。 12、填空:汽轮机的内功率减去机械损失，得到(轴端功率) 13、名词:彭台门系数:通过喷嘴的任一理想流量与同一初始状态下临界流量的比值为彭台门系数。
14、填空:当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，(增加进汽量)，机组的轴向推力(相应增大)。 15、汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，(热耗率降低)。 16、排汽压力升高，使(排汽温度)升高。 17、当外负荷增加时，使汽轮发电机组的转速降低。 18、汽轮机内效率的大小主要取决于汽轮机通流部分的结构和机组运行中所带负荷的水平。 19、汽轮机的调节方式有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节。 20、(1)、喷嘴调节在调节过程中，随着各调节阀的逐个依次开启。(2)、节流调节同时改变几个调节阀的开度。(3)、滑压调节，滑压运行在部分负荷下节流损失最小。(4)、复合调节方式是定压运行和滑压运行的组合。 21、名词:调节系统的静态特性:稳定工况时，机组功率与转速的对应关系称为调节系统的静态特性。 22、调节系统设置同步器后不改变其静态特性，只是将静态特性曲线近似平移。 23、名词:迟缓率:是在外负荷变化、机组输出功率未变的时间内，转速的最大变化量与额定转速的比值。 24、调节系统的动态品质:(1)、调节系统的动态稳定性;(2)动态超 调量;(3)过渡时间 25、名词:动态稳定性:是指机组受到扰动时，能由一个稳定工况过渡到新的稳定工况，扰动的动态响应曲线是收敛的。 26、转子飞升时间常数越小，表明转子越易加速，超速可能性越大，转子飞升时间常数的大小与机组额定功率的比值成反比。
第一章 绪论 、单项选择题 1．新蒸汽参数为 13.5MPa 的汽轮机为( A ?高压汽轮机 C .亚临界汽轮机 2.型号为 N300-16.7/538/538的汽轮机是(B )。 A. 一次调整抽汽式汽轮机 C.背压式汽轮机 B. 凝汽式汽轮机 D.工业用汽轮机 第一章 汽轮机级的工作原理 、单项选择题 3.在反动级中，下列哪种说法正确 ?( C ) A. 蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B. 蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D. 蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4.下列哪个措施可以减小叶高损失 ?( A ) A. 加长叶片 B.缩短叶片 C.加厚叶片 D. 减薄叶片 5.下列哪种措施可以减小级的扇形损失 ?( C ) A. 采用部分进汽 C.采用扭叶片 6.纯冲动级动叶入口压力为 B.采用去湿槽 D.采用复速级 P 1,出口压力为 P 2,贝U P l 和P 2的关系为( C A . P 1
P 2 A. 余速损失 B. 喷嘴能量损失 C.动叶能量损失 D.部分进汽度损失 8．下列哪项损失不属于汽轮机级内损失 A. 机械损失 B. 鼓风损失 C. 叶高损失 D. 扇形损失 ( A ) 9．反动级的结构特点是动叶叶型 ( B )。 A. 与静叶叶型相同 B. 完全对称弯曲 C . P l = P 2 D . P l > P 2 7．当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率的主要因素 ( A ) b ) B .超高压汽轮机 D ?超临界汽轮机
A. 最大流量 C. 部发进汽 B. 最佳速度比 D. 全周进汽 A. 隔板 +喷嘴 C. 喷嘴+动叶 B. C i =C cr D. C 1 W C cr 3. 当渐缩喷嘴出口压力p i 小于临界压力p cr 时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀, 列哪个说法是正确的？ C. 动叶根部背弧处 8. 降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？ A. 加隔板汽封 1. 汽轮机的级是由 组成的。 2.当喷嘴的压力比& n 大于临界压力比& cr 时, 则喷嘴的出口蒸汽流速 C 1 B. 汽缸 +转子 D. 主轴 +叶轮 A. C 1
汽轮机原理-第一章-习题
第一章汽轮机级的工作原理 一、选择 1．具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时 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 2．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 C. 复速级 D. 反动级3．反动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有______关系。 A. P1＜P2 B. P1＞P2 C. P1＝P2 D. P1=0.5P2 4．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0.187，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
5．当渐缩喷嘴出口压力p1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 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 6．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； 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 7．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： 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 8．蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是______。 A. 轴向力 B. 径向力 C. 周向力 D. 蒸汽压差9．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. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定10．在喷嘴出口汽流角 1和圆周速度u相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下所能承担的焓降之比为 A. 1：2 B. 2：1 C. 1：1 D. 3：1 11．当各种条件相同时，冲动式汽轮机与反动式汽轮机的级数比约为： A. 2 B. 1 C. 1/2 D. 1/3 12．当最小时，级的轮周效率最大。
汽机技术汽轮机运行考试题库及答案 、填空题1 、运行班长（或值长）在工作负责人 将工作票注销退回之前，不准将（检修设备）加入运行；2、 工作票中运行人员补充安全措施”栏，如无补充措施，应 在本栏中填写：（“无补充”）不得（空白）。3、汽轮机的基本工作原理是力的（冲动原理）和（反动原理）；4、汽轮机的 转动部分通常叫（转子），由（主轴）、（叶轮）、（动叶栅）、 联轴器）及其它装在轴上的零部件组成。5、汽轮机的静 止部分通常由（汽缸）、（隔板）、（汽封）、（轴承）等组成。 6、汽轮机的额定参数下的正常停机主要可以分为（减负荷）、 解列发电机）和（转子惰走）几个阶段。7、根据电力法 规要求：汽轮机应有以下自动保护装置：（自动主汽门）、（超速）、（轴向位移）、（低油压）和（低真空）保护装置。8、 汽轮机调速系统的静态试验是在汽轮机（静止）状态，起动 高压）油泵对调速系统进行试验，测定各部套之间的（关 系）曲线，并应与制造厂设计曲线（基本相符）。9 、汽轮机 的内部损失包括（进汽机构的节流）损失、（排汽管压力） 损失、（级内）损失。10、根据设备缺陷对安全运行的影响 程度，设备缺陷分为严重设备缺陷）、（重大设备缺陷）、（ 般设备缺陷）三类。11 、运行设备出现（一、二）类缺陷 应迅速采取（有效）措施，严防扩大，并及时向有关领导汇
报，需要（停机）处理的，及时提出（停机消缺）意见，严禁带病运行、拼设备。12 、汽轮机事故停机一般分为（破坏真空紧急停机）、（不破坏真空故障停机）、（由值长根据现场具体情况决定的停机）13 、汽轮机调节系统一般由（转速感受机构）、（传动放大机构）、（执行机构）、（反馈装置）等组 成。14 、热电厂供热系统载热质有（蒸汽）和（热水）两种， 分别称为（汽网）和（水热网）15、决定电厂热经济性的 三个主要蒸汽参数是（初压力）、（初温度）、（排汽压力）。16、汽轮机按热力特性分类分为凝汽式汽轮机）、（调整抽 汽式汽轮机）、（背压式汽轮机）。17 、对突发事故的处理， 电力工人应具有（临危不惧）、（临危不乱）、（临危不慌）、（临 危不逃）、果断处理的素质。18 、“两票三制中的两票是指（操 作票）、（工作票）；三制是指（交接班）、（巡回检查）及（定 期切换）制度。19 、排汽缸的作用时将（汽轮机末级动叶）动部分）、（静止部分）、（控制部分）组成。21 、汽轮机额定参数下的起动过程包括（新蒸汽管道的暖管）、（冲动转子）、 排出的蒸汽导入（凝汽器）中20 、汽轮机本体主要由（转 升速暖机）、（并列接带负荷）等。22、过冷度增大主要是 由凝结水的（水位）过高、凝汽器内积存（空气量）过多、循环水（入口）温度过底，凝汽器结构不合理等因素造成的。 23、汽轮机凝汽器的铜管结垢，将使循环水出入口温差（减 少），造成凝汽器端差（增大），真空（降低）。24 、凝汽器
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
第一章汽轮机级的工作原理 三、简答题 1．速度比和最佳速比 答：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。 2．假想速比 答：圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。 3．汽轮机的级 答：汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。 4．级的轮周效率 答：1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。 5．滞止参数 答：具有一定流动速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态，该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。 6．临界压比 答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。 7．级的相对内效率 答：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。
8．喷嘴的极限膨胀压力 答：随着背压降低，参加膨胀的斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力。 9．级的反动度 答：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 10．余速损失 答：汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功，这种损失为余速损失。 11．临界流量 答：喷嘴通过的最大流量。 12．漏气损失 答：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。 13．部分进汽损失 答：由于部分进汽而带来的能量损失。 14．湿气损失 答：饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区，从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。 15．盖度 答：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。 16．级的部分进汽度
第一章 级的工作原理 补1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p 0=，t 0=500℃，c 0=80m/s ，求：初态滞止状态下的音速和其在喷嘴中达临界时的临界速度c cr 。 解: 由p 0=，t 0=500℃查得: h 0=; s 0= 0002 1 c h h h ?+ =*=+= 查得0*点参数为p 0*=；v 0*= ∴音速a 0*=*0*0 v kp = (或a 0*=*0kRT = ; 或a 0*=* 0)1(h k *-= c cr = * 0*1 2a K += 12题. 假定过热蒸汽作等熵流动,在喷嘴某一截面上汽流速度c=650m/s ，该截面上的音速a=500m/s ，求喷嘴中汽流的临界速度 c cr 为多少。 解: 2 222) 1(212112121cr cr cr cr cr cr c k k c v p k k c h c h -+=+-=+=+ Θ )2 1 1(1)1(222c k a k k c cr +-+-= ∴=522 23题. 汽轮机某级蒸汽压力p 0=，初温t 0=435℃，该级反动度Ωm =，级后压力p 2=，该级采用减缩喷嘴，出口截面积A n =52cm 2，计算： ⑴通过喷嘴的蒸汽流量 ⑵若级后蒸汽压力降为p 21=，反动度降为Ωm =，则通过喷嘴的流量又是多少 答:1): kg/s; 2):s 34题. 国产某机组在设计工况下其末级动叶（渐缩）前的蒸汽
压力p 1=，蒸汽焓值h 1=kg ，动叶出汽角β2=38°，动叶内的焓降为Δh b =kg 。问： ⑴汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少 ⑵动叶出口的理想相对速度w 2t 是多少 解: 确定初态:由h 1,p 1查图得s 1= 4.23162000 1 211* 1=+ =w h h 由h *1, s 1查图得p 1*=,x 1*= ∴k= ∴临界压力比:5797.0)1 2(1 =+=-k k cr k ε 极限压力比:347.05985.0*5797.0)(sin *1 221===+k k cr d βεε 流动状态判断:由s 1=,h 2t =h 1-Δh b = 查图得p 2= 动叶压力比εb =p 2/p *1= 显然εb ＜ε1d ，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p 1d =ε 1d *p 1*= 查焓熵图得：h 2dt =,ρ2dt = 7.511)(22*12=-=∴dt t h h w 查临界压力比处的参数： p 2cr =;h 2cr =ρ2cr = ∴2.371)(22*12=-=cr cr h h w =??=+dt t cr cr w w 2222222sin )sin(ρρβδβ 7102.0)sin(22=+δβ
汽轮机工作原理和结构 一、汽轮机工作原理 汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。如图1所示。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。 图1 冲动式汽轮机工作原理图 1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴 二、汽轮机结构 汽轮机主要由转动部分(转子)和固定部分(静体或静子)组成。转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图2所示。套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套(过盈配合)在主轴上，并用键传递力矩。 图2 套装转子结构 1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽 汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。图3为汽轮机设备组成图。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。凝汽设备由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气器组成，它的作用是建立并保持凝汽器的真空，以使汽轮机保持较低的排汽压力，同时回收凝结水循环使用，以减少热损失，提高汽轮机设备运行的经济性。