汽轮机原理完整版本

级的发动度Ωm：动叶内理想比焓降Δhb与级滞止理想比焓降Δht0之比，表示蒸汽在动叶内的膨胀程度。速度比：（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值临界速度：当流速达到本地音速的速度。轮周功率：单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所做的机械功，称为轮周功率。轮周效率：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。内功率：汽轮机的进汽量与有效焓降的乘积。相对内效率：级的有效焓降与级的理想焓降的比。压比：汽轮机喷嘴后的压力与喷嘴前的滞止压力之比。余速损失：气流离开动叶通道时具有一定的速度C2，且这个速度对应的动能在该级内已不能转换为机械功，这种损失叫做余速损失。最佳速比：对应于最高轮周效率的速比。重热现象：上一级损失造成的比熵增大将使后面级的理论比焓降增加，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：级内有损失时各级理想比焓降之和与全机理想比焓降之差，即增大的那部分比焓降与没有损失时全机总的理想比焓降之比，称为重热系数。汽轮机相对内效率：蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比。汽轮机的绝对内效率：蒸汽实际比焓降与整个热力循环中1kg蒸汽所吸收的热量之比。汽轮发电机组的相对电效率：1kg蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率。汽轮发电机组的绝对电效率：1kg蒸汽理想比焓降中转化为电能的部分与整个热力循环中1kg蒸汽所吸收的热量之比。机械效率：轴功率与内功率的比。发电机效率：电功率与轴功率的比。汽耗率：机组每生产1kW.h电能所消耗的蒸汽量。热耗率：机组每生产1kW.h电能所需的热量。极限功率：在一定的初终参数和转速下，单排汽凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。定压运行：通过改变主蒸汽流量来适应外界负荷变化的运行方式。在该方式下，在汽轮机负荷变化范围内，主蒸汽压力和温度参数都保持额定值，不予改变。滑压运行：机组在额定出力以下运行，调汽门全开或者开度不变。调节进入锅炉的燃料量、给水量、空气量，进汽压力、流量随负荷的升降而增减，以调节汽轮机的功率。蒸汽负荷传热端差：凝汽器压力下的饱和温度（凝结水温）与循环冷却水出口温度之差称为端差。汽阻：蒸汽在凝汽器汽侧流动时的阻力称为汽阻。水阻：循环水在凝汽器进口处和出口处的压差。过冷度：凝结水温度低于凝汽器入口蒸汽温度的温差称为过冷度。论述级内损失：轮周损失（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。轴向推力的组成：冲动式：1.作用在叶轮面上的轴向推力2.作用在轴肩上的轴向推力3.作用在转子凸肩上的轴向推力。反动式：1.作用在动叶片上的轴向推力2.作用于轮毂锥形面上的轴向推力3.作用于转子阶梯上轴向推力。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。曲径轴封的工作原理：当蒸汽通过环形孔口时，由于通流面积变小，蒸汽流速增加，压力降低。当蒸汽进入环形汽室时，通流面积突然变大，流速降低，汽流转向，产生涡流。蒸汽流速近似降到零，但压力不变。蒸汽原来的动能变成热能，重新加到蒸汽中，对蒸汽的溢出起到阻碍作用。轴封系统的作用是什么？答：A.利用轴封漏汽加热给水或到低压处作功。B.防止蒸汽自汽封处漏入大气；C.冷却轴封，防止高压端轴封处过多的热量传出至主轴承而造成轴承温度过高，影响轴承安全；D.防止空气漏入汽轮机真空部分。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：。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）。弗留格尔公式：应用条件：1.工况变动前后通流面积不变；2.级组内各级流量相同；3.流过级组内各级蒸汽应是均质流；4.弗留格尔公式适用于具有无穷多级的级组，但一般只要级数多于4-5级就可以得到满意的结果。用于运行分析：1.监视汽轮机通流部分运行是否正常；可以推算不同流量（功率）时各级的压差和比焓降，从而计算出相应的功率、效率及零部件的受力情况，也可以由压力推算出通过各级的流量。配汽方式的种类和特点：配汽方式有节流配汽、喷嘴配汽、旁通配汽等。节流配汽：这种调节方式就是用一个（或两个）调节阀对进入汽轮机的全部进汽量D0进行调节。当功率增加时，开大调节阀的开度（L）。在额定工况下，全开（L=1）。当功率减小时，关小调节阀的开度（L），进入汽轮机的全部进汽量都受到节流作用。当机组功率变化时，流量和焓降都要变化。喷嘴配汽：在这种调节方式中，机组运行时，只有一组喷嘴的蒸汽受到节流作用，节流损失小。第四调节阀一般是在过负荷时（或者在初参数降低而要求发额定负荷时）才使用。轴向推力的变工况规律：（冲动式汽轮机）节流配汽凝汽式：除了最末一、二级外，各级焓降和反动度近似不变，可导出轴向推力与功率（流量）成正比；但最末一、二级焓降和反动度要变化，但对总推力影响不大。因此，最大轴向推力发生在最大功率时；喷嘴配汽凝汽式：在工况变动时，压力级焓降和反动度近似不变，可导出轴向推力与功率（流量）成正比；而调节级的轴向推力变化复杂，但对总的轴向推力影响不大。因此，最大轴向推力发生在最大功率时。背压式汽轮机：（1）调节级的轴向推力变化同上；（2）压力级的轴向推力不与流量成正比，最大轴向推力发生在中间负荷。（反动式汽轮机）对于反动式汽轮机，由于设计反动度大，因此变化小。轴向推力只与动叶前后压力差成正比，最大轴向推力发生在最大功率时。凝汽器内压力的确定及影响因素：主凝结区的蒸汽凝结温度在主凝结区总压力Pc与蒸汽分压力Ps相差甚微，Pc可以用Ps代替，由上式计算出Ts后就可以求出Ts对应的饱和压力Ps,即确定了凝汽器内的压力Pc。影响凝汽器真空的三个因素：1）冷却水进口温度2）冷却水温升3）蒸汽负荷传热端差过冷度：形成原因：1.管子外表蒸汽分压低于管束之间平均蒸汽分压，使蒸汽凝结温度ts0低于管束之间混合气流的温度。2.管子外表面的水膜包括上排管束淋下来的凝结水在内，受管内冷却水冷却，因而使水膜平均温度（tsi+tso)/2低于水膜外表面的蒸汽凝结温度tso。3.汽阻使管束内层压力降低，也使凝结温度ts降低。减小措施：1.合理布局设计冷却水管束。2.加强凝汽器密封，使漏入的空气量减小，检查调整抽气设备使其工作状况良好。3.注意凝汽器中凝结水的水位，不可淹没冷却水管。什么是凝结水的过冷度？过冷度太大对机组运行有何危害？在凝汽器设计和运行中如何减小过冷度？答：（1）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。（2）当过冷度很大时，真空降低，凝结效果较差；同时，过冷度增大还会使凝结水中含氧量增大，增加了对低压管道的腐蚀。（3）为减小凝汽器的过冷度，设计凝汽器时力求冷却水管束排列合理，加强凝汽器的密封性；机组运行时，选用合适的抽气器并监视确保正常工作，减少漏入空气，避免气阻增大，同时还要保证凝结水水位不至过高，使凝汽器处于较好的工作状态。滑压运行的方式：纯滑压运行方式、节流滑压运行方式、复合滑压运行方式滑压运行优缺点（安全性和经济性）：经济性方面优点：1、低负荷时，给水泵转速低，耗功少；2、调节门全开或部分全开，节流损失小；3、容积流量不变，喷嘴和动叶出口流速不变，调节级效率高；4、较低负荷时，蒸汽比热减少，能维持蒸汽额定温度不变。缺点：低负荷时，主蒸汽压力低，循环热效率低。安全方面优点：1、蒸汽温度变化不大，金属热应力、热变形小，允许负荷变化速度大，安