汽轮机的基本概念

1、汽轮机的基本概念 p 1883年瑞典工程师拉伐尔设计第一台年瑞典工程师拉伐尔设计第一台3725W的汽轮机的汽轮机 p 1884年英国工程师巴森斯设计第一台反动式汽轮机年英国工程师巴森斯设计第一台反动式汽轮机 p 目前目前,已出现超超临界参数已出现超超临界参数(初压初压35MPa,初温初温649)汽轮机汽轮机, 单机容量单机容量1300MW 我国我国: 1956年上海汽轮机厂第一台容量年上海汽轮机厂第一台容量6MW 凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机 1974年上海汽轮机厂制造我国第一台年上海汽轮机厂制造我国第一台300Mw汽轮机汽轮机 1990年哈尔滨汽轮机厂设计制造第一台年哈尔滨汽轮机厂设计制造第一台

2、600MW汽轮机汽轮机 第一节 汽轮机的基本工作原理 一单级汽轮机和多级汽轮机的概念一单级汽轮机和多级汽轮机的概念 汽轮机的级汽轮机的级是由是由一列喷嘴一列喷嘴和其后的和其后的一列或几列动一列或几列动 叶片叶片组成的汽轮机的基本做功单元，它分为单列级和组成的汽轮机的基本做功单元，它分为单列级和 双列级两种。双列级两种。 二、汽轮机的基本工作原理二、汽轮机的基本工作原理 1 1、蒸汽的冲动作用原理、蒸汽的冲动作用原理 2 2、蒸汽的反动作用原理、蒸汽的反动作用原理 几个基本概念几个基本概念 l 由由喷嘴喷嘴和与其配合的和与其配合的动叶片动叶片构成的作功单元称为级，级是汽轮机中构成的作功单元称为级

3、，级是汽轮机中 最基本的作功单元。最基本的作功单元。 l 采用冲动原理工作的级称采用冲动原理工作的级称冲动级冲动级，采用反动原理工作的级称，采用反动原理工作的级称反动级反动级。 l 冲动级和反动级的区别在于蒸汽的热能转变为动能的部位不同，冲冲动级和反动级的区别在于蒸汽的热能转变为动能的部位不同，冲 动级中只在喷嘴内进行，而反动级中一部分在喷嘴内进行，另一部动级中只在喷嘴内进行，而反动级中一部分在喷嘴内进行，另一部 分在动叶片内进行。分在动叶片内进行。 l 我们把蒸汽在动叶片中的膨胀程度占级中总的膨胀程度的比例数，我们把蒸汽在动叶片中的膨胀程度占级中总的膨胀程度的比例数， 或蒸汽在动叶片中的理想

4、焓降与级中总的焓降之比称为级的或蒸汽在动叶片中的理想焓降与级中总的焓降之比称为级的反动度反动度， 纯冲动级纯冲动级反动度为反动度为零零，反动级反动级的反动度为的反动度为0.50.5，带反动度的冲动级带反动度的冲动级反反 动度动度介于介于0 0和和0.50.5之间之间。 l 近代带不大反动度的冲动级使用最广泛，它可以提高冲动式汽轮机近代带不大反动度的冲动级使用最广泛，它可以提高冲动式汽轮机 的效率。的效率。 汽轮机中的级汽轮机中的级 只有一个级组成的汽轮机叫单级汽轮机，由一个冲动级组成只有一个级组成的汽轮机叫单级汽轮机，由一个冲动级组成 的汽轮机叫的汽轮机叫单级冲动式汽轮机单级冲动式汽轮机，由一

5、个反动级组成的汽轮机叫，由一个反动级组成的汽轮机叫单级单级 反动式汽轮机反动式汽轮机，实际应用中大多采用单级冲动式汽轮机实际应用中大多采用单级冲动式汽轮机。单级汽轮。单级汽轮 机功率小，通常用来驱动功率不大的设备，如润滑油泵、水泵等。机功率小，通常用来驱动功率不大的设备，如润滑油泵、水泵等。 在单级汽轮机中，有时在叶轮上装两列动叶片，在于两列动在单级汽轮机中，有时在叶轮上装两列动叶片，在于两列动 叶片间的汽缸上还安装有引导蒸汽流向的导向叶片。蒸汽在喷嘴中叶片间的汽缸上还安装有引导蒸汽流向的导向叶片。蒸汽在喷嘴中 膨胀加速后，首先流经第一列动叶片作功，后又由导向叶片引入第膨胀加速后，首先流经第一

6、列动叶片作功，后又由导向叶片引入第 二列动叶片继续作功，然后再排出机外，这样就减少了蒸汽的能量二列动叶片继续作功，然后再排出机外，这样就减少了蒸汽的能量 损失，提高了汽轮机的效率。这种级叫损失，提高了汽轮机的效率。这种级叫双列速度级双列速度级，有时还有三列，有时还有三列 速度级，但常用的还是双列速度级，这种级也可速度级，但常用的还是双列速度级，这种级也可作为多级汽轮机的作为多级汽轮机的 首级首级。 单级汽轮机单级汽轮机 随着机组功率的增大，单级汽轮机满足不了大功率的要求，随着机组功率的增大，单级汽轮机满足不了大功率的要求， 因此出现了多级汽轮机，由多个冲动级组成的汽轮机叫冲动式多因此出现了多级

7、汽轮机，由多个冲动级组成的汽轮机叫冲动式多 级汽轮机，由多个反动级组成的汽轮机叫反动式多级汽轮机。也级汽轮机，由多个反动级组成的汽轮机叫反动式多级汽轮机。也 有些汽轮机中既有冲动级，又有反动级，称冲动和反动组合式汽有些汽轮机中既有冲动级，又有反动级，称冲动和反动组合式汽 轮机。轮机。 在多级汽轮机中，蒸汽依次通过一级级膨胀作功，汽轮机的功在多级汽轮机中，蒸汽依次通过一级级膨胀作功，汽轮机的功 率等于各级功率的总和，因此多级汽轮机的功率可以作得很大。率等于各级功率的总和，因此多级汽轮机的功率可以作得很大。 多级汽轮机多级汽轮机 （a）结构简图；）结构简图； b）冲动作用原理）冲动作用原理 1-轴

8、；轴；2-叶轮；叶轮；3-叶片；叶片；4-喷嘴喷嘴 图图1-1 单级冲动式汽轮机单级冲动式汽轮机 图图1-2 单级冲动式汽轮机示意图单级冲动式汽轮机示意图 1-汽缸；汽缸；2-叶轮；叶轮；3-轴；轴；4-喷嘴；喷嘴；5-动叶片；动叶片；6-排汽口排汽口 图图1-3 火箭工作原理示意图火箭工作原理示意图 图图1-4 蒸汽对反动式汽轮蒸汽对反动式汽轮 机叶片的作用力机叶片的作用力 图图1-5 级的热力过程级的热力过程 1-喷嘴；喷嘴；2-动叶；动叶；3-隔板；隔板；4-叶轮叶轮 按照不同的反动度，汽轮机的级可分为下列类型：按照不同的反动度，汽轮机的级可分为下列类型： （1 1）纯冲动级）纯冲动级

9、（2 2）反动级）反动级 （3 3）带有反动度的冲动级）带有反动度的冲动级 图图1-6 纯冲动级中蒸汽纯冲动级中蒸汽 压力和速度变化示意图压力和速度变化示意图 1-静叶持环；静叶持环；2-动叶；动叶；3-喷嘴喷嘴 图图1-7 反动级中蒸汽压反动级中蒸汽压 力和速度变化示意图力和速度变化示意图 图图1-8 带反动度的冲动级中带反动度的冲动级中 蒸汽压力和速度变化示意图蒸汽压力和速度变化示意图 1-喷嘴；喷嘴；2-动叶动叶3-隔板；隔板；4- 叶轮；叶轮；5-轴；轴； 三、冲动式多级汽轮机三、冲动式多级汽轮机 图图1-9 冲动式多级汽轮机通流部分示意图冲动式多级汽轮机通流部分示意图 1-转子；转子

10、；2-隔板；隔板；3-喷嘴；喷嘴；4-动叶片；动叶片；5-汽缸；汽缸；6-蒸汽室；蒸汽室；7-排汽管；排汽管；8-轴封；轴封；9隔板封隔板封 四、反动式多级汽轮机四、反动式多级汽轮机 1-鼓型转子；鼓型转子；2-动叶片；动叶片；3-静叶片静叶片4-平衡活塞；平衡活塞；5-汽缸；汽缸；6-蒸汽室；蒸汽室；7-连接管连接管 图图1-10 反动式汽轮机通流部分示意图反动式汽轮机通流部分示意图 第二节 汽轮机的分类、型号及 规范规定 一、汽轮机的分类一、汽轮机的分类 1 1、按工作原理划分、按工作原理划分 2 2、按热力过程特性划分、按热力过程特性划分 3 3、按用途划分、按用途划分 4 4、按蒸汽的

11、流动方向划分、按蒸汽的流动方向划分 5 5、按进汽参数的高低划分、按进汽参数的高低划分 v按主蒸汽参数分类 低压汽轮机：低压汽轮机： 小于小于1.47 Mpa； 中压汽轮机：中压汽轮机： 1.96 3.92 Mpa； 高压汽轮机：高压汽轮机： 5.88 9.81 Mpa； 超高压汽轮机：超高压汽轮机： 为为11.77 13.93Mpa； 亚临界压力汽轮机：亚临界压力汽轮机： 15.69 17.65Mpa； 超临界压力汽轮机：超临界压力汽轮机： 大于大于22.12 Mpa； 超超临界压力汽轮机：超超临界压力汽轮机： 大于大于32 Mpa 二、汽轮机的型号二、汽轮机的型号 图图1-11 国产汽轮机

12、型号示意图国产汽轮机型号示意图 表表1-1 汽轮机热力特性或用途的代号表汽轮机热力特性或用途的代号表 代号NBCCCCBHY 形 式 凝 汽 式 背 压 式 一次调 节抽汽 式 二次调 节抽汽式 抽汽 背压 式 船 用 移 动 式 表表1-2 蒸汽参数的表示方法蒸汽参数的表示方法 汽轮机汽轮机 类型类型 蒸汽参数蒸汽参数 表示方法表示方法 汽轮机汽轮机 类型类型 蒸汽参数蒸汽参数 表示方法表示方法 凝汽式凝汽式新蒸汽压力新蒸汽压力 新蒸汽温度新蒸汽温度 一次调节一次调节 抽汽式抽汽式 新蒸汽压力新蒸汽压力 调节抽汽压力调节抽汽压力 中间再中间再 热式热式 新蒸汽压力新蒸汽压力 新蒸汽温度新蒸汽

13、温度 中间再热温度中间再热温度 二次调节二次调节 抽汽式抽汽式 新蒸汽压力新蒸汽压力 高压抽汽压力高压抽汽压力 低压抽汽压力低压抽汽压力 背压式背压式新蒸汽压新蒸汽压 力力/背压背压 抽汽背抽汽背 压式压式 新蒸汽压力新蒸汽压力 抽汽压力抽汽压力/背压背压 N3-2.35N3-2.35 B6-3.43/0.981B6-3.43/0.981 C6-3.43/0.49C6-3.43/0.49 CB6-3.43/0.981/0.49CB6-3.43/0.981/0.49 CC6-3.43/0.981/0.49CC6-3.43/0.981/0.49 N100-13/535/535N100-13/535/535 型号举例型号举例: 蒸汽参数蒸汽参数 功率（MW）新