超全汽轮机考试复习题,考点,

1、90一、概念1. 汽轮机的型号：P3？2. 最佳速比多少，级的轮周效率最高；纯冲动级和反动级最佳速比下所能承担的焓降关系（ P22P25）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：/ =（）im/（）re=（）/=/=1/2：上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍。反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小。3. 蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀 P15当喷嘴出口断画上的压力比n大于或等于临界压力比cr时，喷嘴喉部断面AB上的流速小于或等于音速，喉部断面上的压力与喷嘴的背压p1相等。这时，汽流仅在喷嘴的渐缩部分中膨胀，在斜切部分中不膨胀，斜切部分对汽流只起导流作用；当喷嘴出口断面上压力比

2、n小于临界压力比cr时，喷嘴喉部断面AB上的流速等于临界速度，压力为临界压力。在喷嘴斜切部分中汽流将继续膨胀，即从喉部断面的临界压力膨胀到喷嘴出口处压力Pl。4. 级的轮周效率：P211kg/s的蒸汽在级内所做的轮周功Pul与蒸汽在该级中所具有的的理想能量E0之比；u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u 增大最佳速度比 p22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x1轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比纯冲动级，；反动级；复速级：级的相对内效率 P39级的相对内效率：级的有效比焓降与级的理想能量E0之比，表明级的能量转换的完善程度。级的相对

3、内效率是衡量汽轮机的一个重要经济指标（最终指标），它的大小与所选用的叶型、反动度、速度比和叶高有密切的关系，也与蒸汽的性质和级的结构有关。？评价汽轮机热功（能量）转换效率的指标：汽轮机相对内效率盖度P29、P41 在汽轮机级的设计中，动叶进口的高度总是大于喷嘴出口的高度，这两者之间的高度差称为盖度。在叶顶和叶根部分的差值分别称为叶顶盖度和叶根盖度。压力反动度压力反动度是指 喷嘴后与级后蒸汽压力之差 和 级前与级后压力之差 之比。(P1-P2)/（P0-P2）滞止状态：具有一定流动速度c0的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为0时的状态，该状态为滞止状态绝对电效率：P671kg蒸汽理想比焓降中转

4、换成电能的部分与整个热力循环中加给1kg蒸汽的热量Q比；绝对电效率是评价汽轮发电机组工作完善程度的另一个重要指标；（经济性指标之一）用a,el表示h0为新蒸汽比焓；h'c为凝结水比焓，有回热抽汽时， 则为给水比焓hfw极限真空：凝汽器真空达到低压缸末级动叶斜切部分膨胀极限压力下的真空，该真空称为凝汽器的极限真空。在其它条件不变的情况下，如增加冷却水量，则凝汽器的真空就会提高，汽轮发电机组输出的功率就会增加，但同时循环水泵的耗功也会增加，当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时，就说凝汽器达到了最佳真空。也就是说，凝汽器的最佳真空是由汽轮发电机组输出功率的增加量

5、与循环水泵耗功的增加量之差来确定的。凝汽器在最佳真空时，机组经济性最好，当超过最佳真空时，随真空提高机组经济性下降。汽轮机的工况图：汽轮机的工况图是功率与流量之间变化关系一条的一条曲线；凝汽器的汽阻 、水阻 P239汽阻：凝汽器入口压力Pc与空气抽出口的压力Pc的差值是蒸汽空气混和物的流动阻力; 汽阻越大，凝汽器入口的压力就越高，汽轮机的运行经济性就越低； 汽阻变大，凝结水的过冷度变大，含氧量就越多；水阻：冷却水在凝汽器的循环通道中受到的阻力； 水阻主要包括：进出冷却水管产生的局部阻力、管内流动阻力、进出水室的阻力； 水阻越大，循环水泵耗功就越大，对管道布置也有影响；调节系统的动态过渡时间 P

6、124；扰动作用于调节系统后，从响应扰动开始到被调量达到基本稳定所经历的时间称为过渡过程调整时间。节流损失 P64 节流损失包括：进气损失+排气损失汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓 不变进汽阻力损失蒸汽进入汽轮机工作级前必须先经过主汽阀、调节阀和蒸汽室。蒸汽通过这些部件时就会产生压力降，主汽阀和调节阀最为严重。由于通过这些部件时蒸汽的散热损失可 忽略图2-2进汽阻力损失不计，因此蒸汽通过汽阀的热力过程是一个节流过程，即蒸汽通过汽阀后虽有压力降落，但比焓值不变，如图2-2所示。从图中也可看出，如果没有汽阀的节流，则全机的理想比焓降为，由于汽阀的节流作用，实际的理想比焓降为，二者差-为汽轮机进汽

7、阻力损失（进气节流损失）。减小进气损失：改进蒸汽在通过气阀时的流动特性（用带扩压管的单座阀）排气损失汽轮机的排汽从末级动叶流出后通过排汽管进人凝汽器。蒸汽在排汽管中流动时，由于存在摩擦、涡流、转向等产生的阻力，造成蒸汽的压力降落。这部分蒸汽压降并没有做功，形成损失，称为排汽管阻力损失。排汽阻力损失=-的大小取决于蒸汽在排气管中的流速、排气部分的结构形式、型线的好坏；二次调频二次调频 就是在电网周波（功率）不符合要求时，操作电网中的某些机组的同步器，增加或减少他们的功率，使电网周波恢复正常。并列运行时，用同步器可以改变汽轮机的功率，并把负荷在各机组间进行重新分配，保持电网频率基本不变，这个过程就

8、是二次调频；旁路 P139当汽轮机的空载流量与锅炉最低负荷不一致时，为了保护再热器，回收工质，中间再热式机组应设置旁路系统；旁路系统的功能是，当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器。此外，有的旁路还承担着将锅炉的主蒸汽经减温减压后直接引入再热器的任务，以保护再热器的安全。旁路系统的这些功能在机组启动、降负荷或甩负荷时是十分需要的。I级旁路：高压旁路，减温减压后进入才再热器，保护再热器；II级旁路：低压旁路III级旁路 ：大旁路；汽轮机低于锅炉负荷时，冷凝器热应力 P252答：因热量传递，在汽轮

9、机零件和零件之间，或零件内部形成温差，使其膨胀或收缩受阻，被强行拉伸或压缩而产生的应力称为热应力。由于温度的变化而引起物体的变形，热变形受到某种约束时会产生物体的内力，这种内力所对应的应力称为热应力；汽缸和转子产生热应力的原因是其内部存在温差。在启动、停机和负荷变化时，各级蒸汽温度发生变化，蒸汽与汽缸和转子金属表面产生热量交换。热量在零件内部传递，其金属温度沿半经方向和轴向都有变化，在零件内部出现温差。温度高的部分膨胀受阻，被压缩而出现的热应力为压应力；低温部分被高温部分膨胀所拉伸，出现的热应力为拉应力。影响热应力大小的因素有零件表面与介质之间的换热强度和零件的结构。在零件结构和材料已经确定的

10、条件下，蒸汽温度的变化率愈大，零件表面与介质之间的换热量愈大，零件内部温差也愈大，热应力也愈大。蒸汽温度的变化取决于主蒸汽和再热蒸汽温度的变化率，以及升速率和升负荷率。在相同的换热强度下，零件在传热方向的尺寸愈大，传热温差愈大，热应力也愈大。在零件形状突变的部位，存在应力集中现象，热应力较大。热应力过大，可能使合成应力大于许用应力。另外，热应力为交变应力，其值过大，使材料的疲劳损伤加大，使用寿命缩短，提前出现裂纹。在运行中，控制主蒸汽和再热蒸汽温度的变化率，以及升速率和升负荷率，可以控制热应力的大小。在运行中，由于存在散热损失，汽缸和转子内部总存在温差，除个别部位外，热应力不会为零。只有在长期

11、备用、零件温度等于室温，内部温差为零时，其热应力才都等于零。调节级最危险工况 P94最危险工况：不是最大负荷时，而是第1阀全开，第2阀未开时。速度变动率 范围（3%6%） P119汽轮机空负荷时所对应的最大转速nmax 与额定负荷时所对应的最小转速nmin 之差，与额定转速n0的比，称为调节系统的速度变动率，通常用表示，=（nmax-nmin）/n0速度变动率表示了单位转速变化所引起的汽轮机功率的增(减)量。 300MW并网运行的机组的=6%，在电网频率从49.8Hz升到50Hz时，机组的功率变化为20MW一台机组带额定负荷与电网并列运行，机组的额定转速为3000r/min，由于电网事故，该机

12、组甩负荷至零，如果调节系统的速度变动率=5%，则该级组甩负荷后的稳定转速应是 3150r/min 。迟缓率 范围（<电液调节系统：0.2%； 机械液压调节系统：<0.6%）P120在同一功率下，在增负荷和减负荷特性曲线之间的转速偏差n =n1-n2和额定转速n0之比的百分数，称为调节系统的迟缓率。=(n/n0)*100%计算：如果迟缓率=0.5%，则对应的转速波动的幅度n=3000*0.5%=15r/min; 相当于供电频率有15/60=0.25HZ的波动；静态特性曲线的定义及 应用？。 P118什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：表达汽轮机转速

13、n变化与功率P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5. 多级汽轮机重热系数定义、计算 P61重热现象：上一级的损失(客观存在)造成比熵的增大将使后面级的理想比焓降增大，即上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用重热系数：各级的累计理想比焓降与理想比焓降之差与没有损失时全级总的理想比降之比 （会代数计算）重热系数永远是一个正值 在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200 kJ/kg，各级的理想焓降之和为1230 kJ/kg ，则重热系数为 2.5% 。重热系数越大说明前面各级级内损失越大，各级相对内效率越

14、低，整机效率也越低重热现象是从前面各级损失中回收的一小部分热能重热现象使得多级汽轮机的理想焓降有所增加重热现象使机组的相对内效率大于各级的平均相对内效率更不应从上式中简单地得出越大，全机效率越高的结论，这是因为的提高是在各级存在损失，各级效率降低的前提下实现的；在多级汽轮机中重热系数越大，说明各级的损失越大；6.机组轴向推力的概念及计算，轴向推力的影响因素 P68概念：1）在轴流式汽轮机中，通常是高压蒸汽由一端进入，低压蒸汽由另一端流出，从整体上看，蒸汽对转子施加了一个由高压端指向低压端的轴向力，使汽轮机有一个向低压端移动的趋势，这个力就称为轴向推力；2）蒸汽通过汽轮机通流部分膨胀作功时，对叶

15、片的作用力由圆周分力和轴向分力所组成。其中，圆周分力推动叶轮作功，而轴向分力则对转子产生一个轴向推力。某机组在最大工况下通过的蒸汽流量G=130.2 T/h，得到作用在动叶上的轴向推力Fz1=104339 N，作用在叶轮上的轴向推力Fz2=56859 N, 作用在各凸肩上的轴向推力Fz3=-93901 N，则机组总的轴向推力为 67297N 轴向推力的影响因素：1.负荷升高，则主蒸汽流量增大，各级蒸汽压力差增大，使机组轴向推力增大 。2.主蒸汽参数降低，各级反动度增大，使轴向推力增大。3.隔板汽封磨损，漏汽量增大，使各级压力差增大。4.机组通流部分因蒸汽品质不佳而结垢，相应级叶片和叶轮的前后压

16、力差增大， 使轴向推力增大。5.发生水冲击事故。冲动式汽轮机轴向推力：3个 作用在动叶片上、叶轮面上、轴的凸肩上的轴向力轴向推力的平衡方法： 1）设置平衡活塞2）叶轮上开设平衡孔3）多缸反向布置，相反流动布置方法4）采用推力轴承7. 汽轮机经济性评价指标 P661) 相对电效率el 表示了在lkg蒸汽所具有的理想比焓降中有多少能量最终被转换成电能，称为汽轮发电机组的相对电效率，汽轮发电机组中，以全机理想比焓降为基础来衡量设备完善程度的效率为相对电效率。相对电效率是评价汽轮发电机组工作完善程度的一个重要指标。2) 绝对点效率a，el1kg蒸汽理想比焓降中转换成电能部分与整个热力循环中加给1kg蒸

17、汽的热量比；绝对点效率是评价汽轮发电机组工作完善程度的另一个重要指标；用a，el表示h0为新蒸汽比焓；h'c为凝结水比焓，有回热抽汽时， 则为给水比焓hfw3）汽耗率d机组每生产lkW.h电能所消耗的蒸汽量称为汽耗率；汽耗率不适宜用来比较不同类型机组的经济性，而只能对同类型同参数汽轮机评价其运行管理水平。4）热耗率q每生产lkW.h电能所消耗的热量称为热耗率； 对于不同参数的汽轮机可用热耗率来评价机组的经济性。8. 汽封焓降关系 ？ P71 蒸汽在流经汽封时压力逐渐降低，但其焓降、比容却 逐渐增大。任何一片轴封孔口的汽流速度必然比前一片孔口的流速大，而比下一片孔口的流速小。由于蒸汽流速

18、大时比焓降也大；故：任何一片轴封孔口的比焓降必然比前一片孔口的比焓降大，而比下一片孔口的比焓降小为了减少汽封的漏汽量，汽封的齿数应该是（ ）9. 凝结水过冷度、传热端差、凝汽器的真空变化影响因素 P2361凝结水的过冷度:就是凝汽器压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值 过冷度的影响：1）凝结水过冷度过大,会使凝结水中的含氧量增加,不利安全运行。2）凝结水过冷时，传给冷却水的热量增大，凝结水本身的热量额外地被冷却水带走一部分，降低汽轮机的热经济性。过冷度的影响因素（原因）： 1）冷却水管外边面水膜增厚形成的液滴温度低于所处压力下的饱和温度； 2）凝汽器的气阻过大，造成下部蒸汽压力低于上部蒸汽

19、压力，下部凝结水温低于上部产生过冷度 3）空气漏入凝汽器，造成蒸汽分压力下降，使凝结水温度降低产生过冷度； 4）凝汽器水位过高；2传热端差 指凝汽器排汽温度与冷却水出口温度的差值；传热端差t与冷却面积Ac、传热量Q、总体传热系数K有关；传热系数K又与冷却水进口温度tw、冷却水流速、管径、流程数、管子材料、冷却表面洁净度、空气含量、蒸汽速度、管子的排列方式等有关系；凝汽器的传热端差与循环水进口温度、凝汽器单位面积的蒸汽负荷(凝汽量与冷却面积之比)、循水流量及冷却表面的清洁程度等因素有关；传热端差t减小，冷却水温度升高，蒸汽温度ts降低，真空度提高；凝汽器传热端差 冬季 的比夏季大；在其它条件不变

20、的情况下，凝汽器中空气分压力的升高将使得传热端差增大3凝汽器最佳真空的影响因素：凝汽器赃污程度、汽轮机排汽阻力、锅炉补充水、抽气器(或真空泵)耗功率、凝结水溶氧量、循环水的费用、循环水、最低流速、凝结水过冷度。10. 凝汽器冷却水温升定义及计算 P236冷却倍率（或循环倍率）表示凝结单位蒸汽量所需要的冷却水量。m值越大，则冷却水的温升越小，凝汽器内压力越低，会使整机理想焓降增加，从而可以提高电厂热效率。但是，m大则冷却水量大，冷却水泵功率大。故m值大小要通过经济技术对比后确定。一般，对于单流程凝汽器，m=80120范围之内；对于双流程凝汽器，m=6070范围之内。为每1kg蒸汽在凝结时所放出的

21、潜热，约2200kJ/kg，变化很小，可将冷却水温升表示为：某凝汽器的冷却倍率为80，汽轮机排汽焓和凝结水比焓分别为2450 kJ/kg和300 kJ/kg，冷却水的定压比热为4.1868kJ/kg, 则其冷却水温升为 6.4 0C；11. 凝汽设备循环水量 （冷却水量）某凝汽设备的循环水倍率m为40，当凝汽量Dc为500t/h时，所需的循环水量为20000t/h； 抽汽器型式 P243抽汽器有 射汽抽汽器 、 射水抽汽器 和 水环式真空泵 三种型式；相同条件下，冬季与夏季相比，凝汽器效果较好的是 冬季 。12. 衡量调节系统静态特性性能、动态特性的主要因素 P119P125静态：P137动态

22、性能指标：稳定性、动态超调量、静态偏差值、过渡过程调整时间；影响统动态特性的主要因素有：转子飞升时间常数Ta、蒸汽中间容积时间常数Tv、油动机时间常数Tm、速度变动率和迟缓率等。其中转子飞升时间常数和中间容积时间常数属于本体设备的特性参数，而油动机时间常数、速度变动率和迟缓率属于调节系统的特性参数。二、思考题1. 级损失 P32P38汽轮机损失包括级内损失和 进汽阻力损失， 排气损失， 轴端漏气损失，机械摩擦损失。级内损失：1叶高损失（原因补偿流动损失、对涡损失；措施：增加叶片高度1采用部分进气2减小直径）2扇形损失(措施>812时，采用等截面直叶片；<812时，采用扭叶片)3叶轮

23、磨擦损失(原因：1速度差、摩擦2径向流动、填补空隙、涡流；措施：1减小粗糙度2减小轴向间隙)4部分进汽损失（第一,鼓风损失：原因：1摩擦2鼓动蒸汽从一侧向另一侧运动；措施：1提高部分进气度2安装护罩；第二，斥汽损失：原因：1把停滞的气体推动并加速2A端漏气B吸气；措施：1提高部分进气度2减少喷嘴组数）5漏气损失（冲动级：隔板、叶顶有漏气损失；反动级：静叶根部、叶顶漏气）6湿气损失（原因：1工质损失2夹带损失3制动损失4绕流损失5过冷损失；措施：1采用去湿装置2提高叶片抗冲蚀能力高压级内：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、叶高损失等；低压级内：喷嘴损失、动叶损失、余

24、速损失，扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小、湿气损失；2. 多级汽轮机的轴向推力 P68P703. 喷嘴斜切部分的压力比不同时，蒸汽的膨胀特点 P154. 最佳速比，并对级做功能力进行分析 P22对于纯冲动级，；反动级；在圆周速度相同的情况下，纯冲动级ht= 2 反动级ht= 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。（冲动级：反动级=2:1）；要使单级汽轮机的焓降大，损失较少，应采用 反动级？5. 级的理想比焓降变化对对应的级的反动度变化影响 P88反比关系6. 汽轮机凝汽设备的组成及其任务。 P234设备组成：表面式凝汽器、抽气器、凝结水泵、循环水泵以及之间的连接管道组

25、成；凝气设备的任务有二：1）在汽轮机排气口建立并维持高度真空； 2）将汽轮机的排气凝结成洁净的凝结水作为锅炉的给水循环利用7. 凝汽器真空变化的影响因素分析 P238?引起机组真空下降的因素有那些？解答：影响凝汽器真空的因素很多，除了凝汽器本身结构因素外，还与真空系统严密性、冷却水量、冷却水入口温度、管束的清洁度、抽气器的性能等有关。凝汽器运行中的常见问题是真空降低，这大多与真空系统严密性和抽气器工作不正常有关。引起机组真空下降的因素主要有：凝汽器管束内表面脏污，传热热阻增加，使传热端差增大；真空系统不严密，漏入空气量过大，或抽空气设备运行不良，使凝汽器汽侧积存过量空气，影响凝汽器内的传热，传

26、热端差和过冷度增大；循环水泵故障或凝汽器铜管被堵塞，或循环水系统阀门未处于全开状态，而导致通过凝汽器的循环水量减少，使循环水温的升高值增大；凝汽器水位过高，淹没了下层管束，冷却面积减小。汽轮机在运行过程中引起凝汽器真空缓慢下降的原因有：冷却水量缓慢减少冷却水管结垢或脏污冷却水温缓慢升高凝汽器的真空系统漏入空气抽气器效率下降部分冷却水管被堵在其它条件不变的情况下，进入凝汽器的蒸汽量减少，则凝汽器的真空度提高在其它条件不变的情况下，冷却水量越大，则凝汽器的真空度越高8. 试给出汽轮机调节系统的静态特性曲线P118P123调节系统静态特性曲线要通过试验或计算求得转速感受机构、传动放大机构和配汽机构的

27、静态特性，然后对应地画在调节系统四方图第二、三、四象限内，利用投影作图法于第一象限内画出调节系统的静态特性曲线；调节系统四方图的四个坐标参数中转速、功率和油动机行程是固定的，而第、III象限的横坐标参数则因系统而异。较合理的静态特性曲线形状：总体要求：连续、平滑、没有突变，沿功率增加方向略向下倾的一条曲线，不允许有 水平或垂直段；总体要求：1.并网容易，起始段(ab段)静态特性曲线斜率较大，容易并网，能够提高机组的稳定性。2.低负荷时负荷变动较小。中间段(bc段)斜率较小，便于机组带低负荷暖机，以及控制升负荷不致太快，避免机组内部各部件因加热太快而产生过大的热应力和胀差，提高了机组运行的安全性

28、3.额定负荷时不会过载。额定功率附近(cd段)斜率也要较大。原因：一当电网频率降低时，可防止机组自动超载过多，以保证机组安全；二是能使机组稳定在经济功率附近，以提高运行的经济性。实践中，只要调节系统有足够的稳定性，对并网不致带来不便，实践中往往采用如图中的虚线所示形状的静态特性线。汽器压力Pc P235凝汽器内压力Pc，近似认为等于蒸汽分压力Ps，可由蒸汽凝结温度ts确定。当冷却水量Dw一定时，t=Dc，则蒸汽负荷降低时，是常数，t正比于Dc降低；另外，由得，当Dw一定，是常数时，随Dc的降低而减小；在水温不变的情况下，可知ts=+t+tw1减小，则蒸汽分压力降低，由总压力Pc与Ps近似相等可

29、知，此时凝汽器内压力降低，真空升高。蒸汽处于饱和状态时，其压力与温度一一对应。所以，凝汽器内压力取决于蒸汽凝结温度ts，故首先要求出排汽温度。排汽温度的高低取决于冷却水的进口温度、冷却水的温升和传热端差。凝汽器内的压力可根据相应的饱和温度求得，而排汽温度可表示： 10.进汽机构节流损失和排汽阻力损失(P64)进汽阀门节流损失：蒸汽进入汽轮机工作级前必须先经过主汽阀、调节阀和蒸汽室。蒸汽通过这些部件时就会产生压力降，主汽阀和调节阀最为严重。蒸汽通过汽阀后虽有压力降落，但比焓值不变. （节流过程） 减小汽轮机进汽阻力损失的主要方法是： 改善蒸汽在汽门中的流动特性 排汽管阻力损失：汽轮机的

30、排汽从末级动叶流出后通过排汽管进人凝汽器。蒸汽在排汽管中流动时，由于存在摩擦、涡流等产生的阻力，造成蒸汽的压力降落。这部分蒸汽压降并没有做功，形成损失，称为排汽管阻力损失。三、计算1. 计算级动叶出口速度、级的喷嘴能量损失，动叶能量损失及级的余速损失；轮周功率, 轮周效率，以及级的有效焓降，级的热力过程线表示；2. 变工况喷管的流量分析简答题1.说明汽轮机型号CB25-8.83/1.47/0.49的含义。答：抽汽背压式汽轮机，额定功率25MW，初压8.83MPa，抽汽压力1.47MPa，背压0.49MPa。2.动叶速度系数和哪些因素有关？其中哪些因素影响最大？答：与动叶片高度，进、出口角，动叶

31、理想出口速度、叶型，反动度以及表面光洁度等因素有关，其中b、m和w2t影响最大。3.何谓轮周功率？答：轮周功率即指周向力在动叶片上每秒所作的功。4.何谓轮周效率？答：所谓轮周效率就是指一千克蒸汽通过汽轮机某级动叶片时所作的功与一千克蒸汽通过该级的理想焓降之比。5.停机后为什么要进行盘车？答案要点：停机后盘车的目的是防止上下汽缸的温差引起轴弯曲，以便汽机随时可以启动，停机后由于热空气比较轻，上升引起转子和汽缸的上部温度高，下部温度低，转子的轴就向上弯曲，这时如不盘车，启动时就可发生动静部分摩擦，经测定停机后412小时轴弯曲度最大。6.简述核电汽轮机主要有哪些特点？答：蒸汽参数低 容积流量大 大多

32、数级处于湿蒸汽区 单排汽口极限功率较小 甩负荷时容易超速7.提高核电站汽轮机单机功率的途径有哪些？答：增大排汽口通流能力 提高排汽压力或增大余速损失 采用半速汽轮机采用给水回热加热8.节流调节有哪些优缺点？答：节流调节汽轮机的优点为：结构简单、制造成本低、负荷变化时级前温度变化较小(与喷嘴调节相比),对负荷变动的适应性较好。另外，与喷嘴调节相比。节流调节汽轮机在满负荷时有更好的经济性，并且对大功率的汽轮机，若采用节流调节则避免了部分进汽损失。节流调节的缺点是在部分负荷下工作时，由于节流损失使效率下降较多，经济性较差。9.核电站汽轮机为何大都采用节流调节？答：喷嘴调节的优点是在部分负荷时因节流损

33、失较小而有较高的效率，而节流调节汽轮机在满负荷时既无节流损失又避免了部分进汽损失故效率高。核电厂主要带基本负荷运行，因而采用节流调节在经济性上更为有利；核电站汽轮机容积流量大，第一级叶片的高度大，弯曲应力较大，因此采用部分进汽困难，故不宜采用喷嘴调节。10,汽轮机调节系统的任务是什么？答：保证汽轮发电机组能根据用户的需要及时地提供足够的电力；调整汽轮机的转速使它维持在规定的范围内。11.简述同步器的作用是什么？答：(1) 在单机运行时，使用同步器可以保证机组在任何负荷下保持转速不变；(2) 在机组并网运行时，通过同步器可以改变汽轮机的功率，使各台机组承担给定负荷，调整电网频率，以维持电网周波稳

34、定，这称为二次调频；(3) 在机组并网前，用同步器可改变汽轮机的进汽量来调整汽轮机的转速，使发电机与电网同步并列。正由于有此用途，故称其为同步器。12.DEH调节系统由哪五大部分组成？答：DEH调节系统由固态电子控制器柜、操作系统、阀门伺服执行机构、EH供油系统及保安系统五大部分组成。13.汽轮机保护系统的功能是什么？答：汽轮机保护系统的功能是：在汽轮机遇到调节系统失灵或其他事故时，能及时动作，迅速停机，避免设备损坏或事故扩大。二、论述题1.什么是汽轮机的级，简述能量在纯冲动级中的转化过程。答案要点：喷嘴和与其配合的动叶栅所构成的汽轮机的基本作功单元称为级。具有一定压力和温度的蒸汽先在固定不动

35、的喷嘴中膨胀加速，蒸汽的压力、温度降低，流速增加，此过程完成了热能到动能的转换。从喷嘴出来的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅中，受叶片作用，汽流改变速度及方向后排出。这样，汽流对叶片产生一作用力，推动叶轮转动作功，完成动能到机械能的转换。2.现代汽轮机如何改进结构设计，以提高机组的变负荷能力和运行安全性？答：设计思想先进的机组采用了窄而高的法兰，使汽缸接近圆筒形，减小了变负荷时法兰处的热应力；同时将法兰螺栓布置得靠近汽缸壁中心线，从而改善了螺栓的受力条件，设计中还将螺栓的节距取得较小，因而法兰螺栓的直径较小，容易被加热。这种设计思想还使法兰中分面的蒸汽严密性得以提高；在低压缸中，尽

36、管其进出口蒸汽的压差很小但温降却并不小。为了分担低压缸中的巨大温压，改善低压缸的膨胀，使汽缸不致产生翘曲变形而影响动、静部分的间隙，大型机组的低压缸往往采用双层甚至三层缸结构。现代大容量汽轮机采用的下猫爪中分面支承方式，综合了下猫爪支承和上猫爪支承的优点，既可使受热膨胀后的汽缸与转子中心保持一致，又可减轻法兰螺栓的负担，同时安装检修也方便。4 什么是最佳速度比？纯冲动级、反动级和纯冲动式复速级的最佳速度比的值是多少？ 解答：轮周速度与喷嘴出口汽流速度的比值，称为速度比。级效率最高时，所对应的速度比称为最佳速度比。 纯冲动级的最佳速度比约为0.40.44；反动级的最佳速度比约为0.650.75；

37、纯冲动式复速级的最佳速度比约为0.210.22。5 汽轮机的能量损失有哪几类？各有何特点？  解答：汽轮机内的能量损失可分为两类，一类是汽轮机的内部损失，一类是汽轮机的外部损失。汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产生的能量损失，可以在焓熵图中表示出来。汽轮机的外部损失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失，无法在焓熵图中表示。 6 汽轮机的级内损失一般包括哪几项？造成这些损失的原因是什么？ 解答：汽轮机的级内损失一般包括：喷嘴损失；动叶损失；余速损失；叶高损失；扇形损失；叶轮摩擦损失；部分进汽损失；漏汽损失；湿汽损失。 造成这些损失的原因：  （

38、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

39、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

40、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

41、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

42、；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。 7 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？ 解答：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，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。 8 什么叫余速利用？余速在什么情况下可被

43、全部利用？ 解答：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。 9 什么是多级汽轮机的重热现象？由于多级汽轮机内存在重热现象，可以从损失中回收一部分可用能量， 是否可以说重热系数愈大愈好？ 解答：蒸汽在多级汽轮机内进行能量转换时，所有的内部损失都因为摩擦而转变为热量，在绝热条件下被蒸汽吸收，使各级的排汽焓和排汽温度相应增加，下一级的热力过程线向右偏移。此时在下一级的前后蒸汽压

44、力不变的条件下，其级内蒸汽的理想焓降相应增加，这种现象称重热现象。 重热是多级汽轮机所特有的现象。重热现象实质上是从损失中回收部分能量，而在后面各级内继续进行能量转换，故其可以提高多级汽轮机的效率。因汽轮机内部损失愈大、级数愈多，重热系数愈大，故不能说重热系数愈大愈好。 10.  渐缩喷嘴和缩放喷嘴的变工况特性有何差别？  解答：缩放喷嘴与渐缩喷嘴的本质区别，是它的临界截面与出口截面不同，且缩放喷嘴设计工况下背压低于临界压力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面处理想速度等于音速。缩放喷嘴的变工况与渐缩喷嘴的差别是：当出口压力大于设计工况下背压时，在喷嘴出口截面或喷嘴渐扩部分

45、将产生冲波，速度系数大大降低。另外，对应临界流量的压力比小于临界压力比。 20.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。21.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。22.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 。23.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。24.画图并说明汽轮机凝汽设备的组成及其任务。（7分）答：汽轮机凝汽设备的组成图如下所示：汽轮机排汽抽气器工作介质冷却水汽气混合物凝结水1234

46、1凝汽器；2抽气器；3循环水泵；4凝结水泵任务：(1) 在汽轮机的排汽口建立并维持规定的真空度，以提高循环效率； (2) 将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水，回收工质。25.最佳真空答：在其它条件不变的情况下，如增加冷却水量，则凝汽器的真空就会提高，汽轮发电机组输出的功率就会增加，但同时循环水泵的耗功也会增加，当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时，即凝汽器达到了最佳真空。26.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：冷却水量缓慢减少冷却水管结垢或脏污冷却水温缓慢升高凝汽器的真空系

47、统漏入空气抽气器效率下降部分冷却水管被堵29.凝汽器中空气的主要来源有哪些？空气的存在对凝汽器的工作有什么影响？ 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 升高，真空降低；空气分压力Pa使Pc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。30.试述凝汽器的最佳真空是如何确定的。答：在其它条件不变的情况下，如增加冷却水量，则凝汽器的真空就会提高，汽轮发电机组输出的功率就会增加，但同时循环水泵的耗功也会增加，当汽轮发电机组输出功率的

48、增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时，就说凝汽器达到了最佳真空。也就是说，凝汽器的最佳真空是由汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差来确定的。三、简答题 （1）汽轮机的级，冲动级，反动级，速度级；级是汽轮机中最基本的工作单位，由静叶栅（喷嘴栅）和动叶栅组成（1）冲动级：在纯冲动级中，蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀、压力降低，在动叶栅中不膨胀、压力保持不变，其动叶片为对称叶片，动叶进口安装角等于动叶的出口安装角，即气流在动叶栅中的速度（指相对速度）的大小在理论上保持不变，由于叶片形状的弯曲，气流的方向发生了变化，对动叶片产生一个冲击力，使叶轮旋转作功。纯冲动级做功能力大，但流动效率

49、低，现代汽轮机中已不采用。（2）反动级：在反动级中，蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在汽流流经动叶栅通道时，继续膨胀加速，即蒸汽在动叶栅中，不仅气流的方向发生变化，而且其相对速度也有所增加。因此，动叶片不仅受到喷嘴出口高速气流的冲动力作用，而且还受到蒸汽离开动叶栅时的反作用力， 所以反动级既有冲动力做功又有反动力做功。由于蒸汽在动叶栅中膨胀加速，是在冲动力和反动力的合力下使叶轮转动做功的，所以反动级的效率比冲动级高，但做功能力较小。（3）速度级：速度级的特点是在一个叶轮上装有两列或三列动叶栅，在两列动叶栅之间有一列装在汽缸上的、固定不动的导向叶栅。 （2）滞止焓降，反动度，速度系数，彭台门系数；

50、反动度m动叶内理想比焓降hb与级滞止理想比焓降ht*之比，表示蒸汽在动叶内的膨胀程度。 m=0时称为纯冲动级 m=0.5时称为典型反动级当喷嘴进出口压力比处于某个数值时，其相应的流量Gn与同一初状态下的临界流量Gnc之比值称为流量比，也称为彭台门系数，记为。 （3）余速损失，轮周效率，最佳速度比，相对内效率；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，称为该级余速损失单位蒸汽量流过某级所产生的轮周功与蒸汽在该级中理想可用能之比，称为该级的轮周效率纯冲动级的最佳速度比 反动级的最佳速度比 速度级（复速级）的最佳速度比 （4）汽轮机动叶，静叶，叶栅。动叶片安装在转子叶轮(冲动式汽轮机

51、)或转鼓上，接受喷管叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。动叶片的工作条件很复杂，承受较高的静应力和动应力以外，还因其分别处于过热蒸汽区、两相过渡区(指从过热蒸汽区过渡到湿蒸汽区)和湿蒸汽区内工作而承受高温、高压、腐蚀和冲蚀作用。叶片的结构一般由叶型、叶根和叶顶三部分组成隔板用于固定静叶片，并将汽缸分成若干个汽室。 （1）简述汽轮机的工作过程；具有一定压力和温度的蒸汽流经固定的喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度不断降低，速度不断增加，使蒸汽的热能转化为动能。然后，喷嘴出口的高速汽流以一定的向进入装在叶轮上的动叶通道中， 由于汽流速度的大小和方向改变，汽流给动叶片一定的作用

52、力，推动叶轮旋转做功。 （3）冲动式和反动式汽轮机的区别和联系；反动式汽轮机是指蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度基本相同。此时动叶片不仅受到由于汽流冲击而引起的作用力，而且受到因蒸汽在叶片中膨胀加速而引起的反作用力。由于动叶片进出口蒸汽存在较大压差，所以与冲动式汽轮机相比，反动式汽轮机轴向推力较大。因此一般都装平衡盘以平衡轴向推力 （4）提高汽轮机循环热效率的主要措施；提高新蒸汽温度、提高压力、降低背压 给水回热 再热循环 （5）轮周损失主要包括哪些方面？ （6）大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机？ （7）汽轮机的外部损失主要包括哪些方面？（端部轴封漏汽损失；（汽缸散热损失；（机械损失。 （8）

53、汽轮机主体主要包括哪些部分？转动部分：动叶栅，叶轮，主轴，联轴器固定部分：气缸，蒸汽室，喷嘴，隔板，隔板套，汽封，轴承，机座等；盘车装置：调节和保护系统。（9）汽轮机常用的轴向推力平衡方法有哪几种？1、设置平衡活塞p121 2、采用具有平衡孔的叶轮p117 3、利用汽轮机分缸的反向平衡p121 4、采用推力轴承 （10）盘车装置的作用是什么？(1)在汽轮机冲转前和停机后使转子转动，以避免转子受热和冷却不均而产生热弯曲。(2)盘车前盘动转子，可以检查动静部件间是否有摩擦、润滑油系统工作是否正常及主轴弯曲是否过大等，用来检查汽轮机是否具备正常启动条件。按盘车转速高低，盘车装置可分为高速盘车和低速盘

54、车两种。采用高速盘车时可以加快汽缸内的热交换，减小上、下缸之间及转子内部温差，缩短机组启停时间，并可以在轴承内较好的建立起油膜，保护轴颈和轴瓦。低速盘车时启动力矩小，冲击载荷小，有利于延长部件的使用寿命。 （11）联轴器有何作用？其结构型式有哪几种？联轴器又叫靠背轮，用来连接汽轮机的各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。在多缸汽轮机中，如果几个转子合用一个推力轴承，则联轴器还将传递轴向推力；如果每个转子都有自己的推力轴承，则联轴器应保证各转子的轴向位移互不干扰，即不允许传递轴向推力。联轴器通常有三种型式，即刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。（12）简述多级汽轮机的重热现象；在

55、h-s图上，等压线沿着比熵增大的方向是逐渐扩张的，所以，多级汽轮机中上一级损失的一部分可以在以后各级中得到利用的现象（13）多级汽轮机为何常采用高、中、低压的分缸型式？为了合理利用材料，还常以一个或两个垂直结合面而分为高压、中压、低压等几段。和水平结合面一样，垂直结合面亦通过法兰、螺栓连接，所不同的是垂直结合面通常在制造厂一次装配完毕就不再拆卸了，有的还在垂直结合面的内园加以密封焊（14）汽轮机的转轮式转子和转鼓式转子有何不同？轮式转子装有安装动叶片的叶轮，鼓式转子则没有叶轮(或有叶轮但其径向尺寸很小)，动叶片直接装在转鼓上。通常冲动式汽轮机采用轮式转子。反动式汽轮机为了减小转子上的轴向推力，

56、采用鼓式转子。（15）气封和轴封的主要作用。为了减少蒸汽泄漏和防止空气漏入，需要有密封装置，通常称为汽封。汽封按其安装位置的不同，可分为通流部分汽封、隔板(或静叶环)汽封、轴端汽封。反动式汽轮机还装有高、中压平衡活塞汽封和低压平衡活塞汽封。转子穿过汽缸两端处的汽封，简称轴封。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 =