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汽轮机本体基础文稿


汽轮机的分类

级是汽轮机中最基本的工作单位 级由静叶栅(喷嘴栅)和动叶栅组成

1、按工作原理分

冲动式汽轮机 反动式汽轮机 凝汽式汽轮机 背压式汽轮机 抽汽式汽轮机 抽汽背压式汽轮机

2、按热力特性分

多压式汽轮机

3、按主蒸汽压力分

轮机类别 低压汽轮机 中压汽轮机 主蒸汽压力(MPa) 0.12~1.5 2~4

高压汽轮机
超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机 超超临界压力汽轮机

6~10
12~14 16~18 >22.1 >32

二、汽轮机型号的表示方法
汽轮机型号的组成为:

Δ XX - XX - XX
型式 额定功率

变型设计次序
蒸汽参数

例:N300-16.7/538/538
300MW凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为16.7MPa,温度为 538? C,再热蒸汽温度538? C。 汽轮机型式代号见下表: 代号 N B C CC 型式 凝汽式 背压式 一次调整抽汽式 两次调整抽汽式 代号 CB CY Y HN 型式 抽汽背压式 船用 移动式 核电汽轮机

喷嘴能量损失、动叶能量损失和余速损失

? 喷嘴能量损失和动叶能量损失又称为叶栅损失,叶栅损失 又可分为: ? ? ? (1)叶型边界层的磨擦损失 (2)边界层脱离引起的涡流损失 (3)尾迹损失

?

(4)流道中有超音速时可能存在激波损失

基本假设: (1)蒸汽在级内的流动是稳定流动 (2)蒸汽在级内的流动是一元流动 (3)蒸汽在级内的流动是绝热流动
临界压力比 : 只取决于蒸汽本身的性质,与喷嘴的结构无关。

对于过热蒸汽: 对于干饱和蒸汽:

? cr ? 0.546 ? cr ? 0.577

通过喷嘴的最大蒸汽流量(即临界流量),在喷嘴出口面积和蒸汽性质确定后,

只与蒸汽的初参数有关;只要初参数已知,则通过喷嘴的临界流量即为定值。

当蒸汽以速度c2离开本级时,蒸汽所带走的动能不能本级利用,称为该级余速损失。

多级汽轮机的优缺点 1、多级汽轮机每级的焓降较小,有可能使速度比设计在最佳速度比附近,同时c1小、 u也小, 即直径小,叶高或部分进汽度相应大,这些都是效率增大; 2、各级余速动能可以部分的被利用; 3、多级汽轮机可以实现回热循环和中间再热循环; 4、由于重热现象,多级汽轮机前面级的损失部分的被后面各级所利用。 反动式汽轮机的轴向力有100~200T,冲动式汽轮机的轴向力有40~80T。 轴封类型:1、高低齿曲径轴封;2、平齿光轴轴封。 当级在临界状态下工作时,不论临界状态是发生在喷嘴中还是动叶中, 其流量均与级前压力成正比,而与级后压力无关。当级在亚临界状态 下工作时,通过级的流量与级前、后的压力均有关。 焓降减小,速度比增大,级内反动度增大; 焓降增大,速度比减小,级内反动度减小;

试验证明: 工况变动时,机组前后的压力与流量的关系可用斯托多拉流量锥表示,即?0、?2、?m 组成流量锥; 级数越多,机组的临界压力比就越小; 初参数不同的同一级组具有相同的临界压力比。

汽轮机的配汽方式和调节级的变工况
目前常用的配汽方式有:喷嘴配汽和节流配汽。 喷嘴配汽 ?工作过程:
G 1

?主要特点:
①机组在部分负荷时,效 率较高。
2 2 2 2

②机组的高压部分在工况 变化时温度变化很大,从 而引起较大的热应力。

3 3 3 3

p

1
?? p0

3
??? p0

5
?V p0

7

简 化 的 调 节 级 的 压 力 与 流 量 的 关 系

6
p
? 0

调节级出口压力线
4 2

0 G1

8 G Q U

G 0.8G L M I 0.4G J K GⅡ N V

(三)节流配汽
工作过程: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。调节汽门控制流量大小。
p0 G P0,t0 主汽门 h0 p ’
0

p”
0

t0

调节汽门

汽轮机

h

pc

s

工作特点:
1)机组在低负荷时调节汽门中节流损失较大,使扣除进汽机 构节流损失后的理想比焓降减小得较多。(节流效率ηth )

2)没有调节级,结构比较简单;
3)在工况变动时,各级比焓降变化不大,同时级前温度变化 也较小。


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