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1、第一节 汽轮机设备的组成及工作过程n原动机：拖动发电机旋转发电的机械或设备。原动机：拖动发电机旋转发电的机械或设备。原动机：拖动发电机旋转发电的机械或设备。原动机：拖动发电机旋转发电的机械或设备。n汽轮机：把蒸汽的热能转换为机械能，拖动其它机械转汽轮机：把蒸汽的热能转换为机械能，拖动其它机械转汽轮机：把蒸汽的热能转换为机械能，拖动其它机械转汽轮机：把蒸汽的热能转换为机械能，拖动其它机械转动的原动机。动的原动机。动的原动机。动的原动机。n汽轮发电机组：汽轮机与发电机的组合体。汽轮发电机组：汽轮机与发电机的组合体。汽轮发电机组：汽轮机与发电机的组合体。汽轮发电机组：汽轮机与发电机的组合体。n汽轮机
2、设备：汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连汽轮机设备：汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连汽轮机设备：汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连汽轮机设备：汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连成的一个整体。成的一个整体。成的一个整体。成的一个整体。第1页/共35页一、汽轮机的基本结构静子静子转子：主轴、叶轮（或转鼓）、转子：主轴、叶轮（或转鼓）、动叶栅、联轴器及其紧固件等动叶栅、联轴器及其紧固件等组成。将蒸汽的动能转换汽轮组成。将蒸汽的动能转换汽轮机旋转的机械能。机旋转的机械能。静子：汽缸、喷嘴室、静叶栅、静子：汽缸、喷嘴室、静叶栅、隔板、隔板套（或静叶持环）、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承
3、、轴承座、机座、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统及有关紧固件等组成。滑销系统及有关紧固件等组成。将蒸汽的热能转换为蒸汽的动将蒸汽的热能转换为蒸汽的动能。能。由凝汽设备、循环由凝汽设备、循环供水设备、回热加供水设备、回热加热设备、给水除氧热设备、给水除氧设备、汽封设备、设备、汽封设备、供油设备、旁路设供油设备、旁路设备、调节保护系统备、调节保护系统等组成。等组成。转子转子汽轮机机组汽轮机机组汽轮机本体汽轮机本体附属设备附属设备图图9-1 9-1 汽轮机的基本结构汽轮机的基本结构第2页/共35页n n汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机本体本体本体本体:将蒸汽的热能转化为机械能。将蒸汽的热能转化为机械能。将
4、蒸汽的热能转化为机械能。将蒸汽的热能转化为机械能。n n凝汽设备：造成汽轮机排汽口的高度真空，凝汽设备：造成汽轮机排汽口的高度真空，凝汽设备：造成汽轮机排汽口的高度真空，凝汽设备：造成汽轮机排汽口的高度真空，减少能源损失减少能源损失减少能源损失减少能源损失；回收工质；一定的真空除氧作用。回收工质；一定的真空除氧作用。回收工质；一定的真空除氧作用。回收工质；一定的真空除氧作用。n n循环供水设备：将汽轮机凝汽器使用的冷却水经冷却装置循环供水设备：将汽轮机凝汽器使用的冷却水经冷却装置循环供水设备：将汽轮机凝汽器使用的冷却水经冷却装置循环供水设备：将汽轮机凝汽器使用的冷却水经冷却装置冷却降温后输入凝
5、汽器再循环使用。冷却降温后输入凝汽器再循环使用。冷却降温后输入凝汽器再循环使用。冷却降温后输入凝汽器再循环使用。n n回热加热设备：利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，使部分工回热加热设备：利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，使部分工回热加热设备：利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，使部分工回热加热设备：利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，使部分工质的汽化潜热重新在循环中得到利用，减少工质冷源损失，质的汽化潜热重新在循环中得到利用，减少工质冷源损失，质的汽化潜热重新在循环中得到利用，减少工质冷源损失，质的汽化潜热重新在循环中得到利用，减少工质冷源损失，提高循环效率提高循环效率提高循环效率提高循环效率。n n给水除氧设备：用来
6、除去锅炉给水中的氧气及其他气体，给水除氧设备：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，给水除氧设备：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，给水除氧设备：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质。同时，又能保证给水的品质。同时，又能保证给水的品质。同时，又能保证给水的品质。同时，又能加热给水提高给水温度加热给水提高给水温度加热给水提高给水温度加热给水提高给水温度。n n汽封设备：阻止汽封设备：阻止汽封设备：阻止汽封设备：阻止汽缸高压部分的蒸汽泄出汽缸高压部分的蒸汽泄出汽缸高压部分的蒸汽泄出汽缸高压部分的蒸汽泄出和和和和汽缸低压部分汽缸低压部分汽缸低压部分汽缸低压部分漏入空气漏入空气漏入空气漏
7、入空气，回收工质和热量。，回收工质和热量。，回收工质和热量。，回收工质和热量。汽轮机设备的组成：第3页/共35页n n供油设备：供给机组调节、保安、轴承润滑和顶轴等处的供油设备：供给机组调节、保安、轴承润滑和顶轴等处的供油设备：供给机组调节、保安、轴承润滑和顶轴等处的供油设备：供给机组调节、保安、轴承润滑和顶轴等处的工作用油。工作用油。工作用油。工作用油。n n旁路设备：机组启动期间，使蒸汽和再热蒸汽参数尽快达旁路设备：机组启动期间，使蒸汽和再热蒸汽参数尽快达旁路设备：机组启动期间，使蒸汽和再热蒸汽参数尽快达旁路设备：机组启动期间，使蒸汽和再热蒸汽参数尽快达到汽轮机冲转要求；机组正常运行期间，
8、协调机炉之间蒸到汽轮机冲转要求；机组正常运行期间，协调机炉之间蒸到汽轮机冲转要求；机组正常运行期间，协调机炉之间蒸到汽轮机冲转要求；机组正常运行期间，协调机炉之间蒸汽量；机组甩负荷或运行工况急剧变化时，排出锅炉产生汽量；机组甩负荷或运行工况急剧变化时，排出锅炉产生汽量；机组甩负荷或运行工况急剧变化时，排出锅炉产生汽量；机组甩负荷或运行工况急剧变化时，排出锅炉产生的过量蒸汽。旁路系统还可用于保护锅炉再热器。的过量蒸汽。旁路系统还可用于保护锅炉再热器。的过量蒸汽。旁路系统还可用于保护锅炉再热器。的过量蒸汽。旁路系统还可用于保护锅炉再热器。n n调节保护系统：控制汽轮机转速，使汽轮机发电机能并入调节
9、保护系统：控制汽轮机转速，使汽轮机发电机能并入调节保护系统：控制汽轮机转速，使汽轮机发电机能并入调节保护系统：控制汽轮机转速，使汽轮机发电机能并入电网；在外界负荷变化时及时地调节汽轮机功率，以满足电网；在外界负荷变化时及时地调节汽轮机功率，以满足电网；在外界负荷变化时及时地调节汽轮机功率，以满足电网；在外界负荷变化时及时地调节汽轮机功率，以满足用户用电量变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转用户用电量变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转用户用电量变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转用户用电量变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转速在正常允许范围内。速在正常允许范围内。速在正常允许范
10、围内。速在正常允许范围内。汽轮机设备的组成：第4页/共35页图图9-2 9-2 汽轮机设备动画汽轮机设备动画汽轮机设备动画：第5页/共35页图图9-3 9-3 汽轮机设备的组成示意图汽轮机设备的组成示意图汽轮机设备的组成示意图：第6页/共35页二、汽轮机的工作过程n n来自锅炉过热器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽来自锅炉过热器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽来自锅炉过热器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽来自锅炉过热器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。轮机。轮机。轮机。n n由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个
11、由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个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，部分压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能逐级转换为汽轮机转子旋转的机械能。热能逐级转换为汽轮机转子旋转的机械能。热能逐级转换为汽轮机转子旋转的机械能。热能逐级转换为汽轮机转子旋转的机械能。n n作完功的蒸汽称为排汽作完功的蒸汽称为排汽作完功的蒸汽称为排汽作完功的蒸汽称为排汽(或称乏汽或称乏汽或称乏汽或称乏汽)，从排汽口排入凝汽器，从排
12、汽口排入凝汽器，从排汽口排入凝汽器，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水。在较低的温度下凝结成水。在较低的温度下凝结成水。在较低的温度下凝结成水。n n凝结水由凝结水泵抽出送往低压加热器和除氧器，再经给凝结水由凝结水泵抽出送往低压加热器和除氧器，再经给凝结水由凝结水泵抽出送往低压加热器和除氧器，再经给凝结水由凝结水泵抽出送往低压加热器和除氧器，再经给水泵升压进入高压加热器，进入锅炉的省煤器，完成封闭水泵升压进入高压加热器，进入锅炉的省煤器，完成封闭水泵升压进入高压加热器，进入锅炉的省煤器，完成封闭水泵升压进入高压加热器，进入锅炉的省煤器，完成封闭的热力循环。的热力循环。的热力循环。的热力
13、循环。第7页/共35页三、汽轮机本体n转子的主要部件：转子的主要部件：转子的主要部件：转子的主要部件：主轴主轴主轴主轴叶轮（或转鼓）叶轮（或转鼓）叶轮（或转鼓）叶轮（或转鼓）动叶栅动叶栅动叶栅动叶栅联轴器联轴器联轴器联轴器n静子的主要部件：静子的主要部件：静子的主要部件：静子的主要部件：汽缸汽缸汽缸汽缸喷嘴室喷嘴室喷嘴室喷嘴室静叶栅（或喷嘴）静叶栅（或喷嘴）静叶栅（或喷嘴）静叶栅（或喷嘴）隔板和隔板套隔板和隔板套隔板和隔板套隔板和隔板套(或静叶持环或静叶持环或静叶持环或静叶持环)汽封汽封汽封汽封轴承和轴承座轴承和轴承座轴承和轴承座轴承和轴承座滑销系统滑销系统滑销系统滑销系统第8页/共35页1.
14、1.汽缸n定义：汽轮机的外壳。定义：汽轮机的外壳。定义：汽轮机的外壳。定义：汽轮机的外壳。n位置：位置：位置：位置：内壁：支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件；内壁：支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件；内壁：支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件；内壁：支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件；外部：与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。外部：与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。外部：与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。外部：与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：将工作蒸汽与大气隔开。将工作蒸汽与大气隔开。将工作蒸汽与大气隔开。将工作蒸汽与大气
15、隔开。第9页/共35页2.2.隔板和隔板套(或静叶持环)n定义：汽轮机各级的间壁。定义：汽轮机各级的间壁。定义：汽轮机各级的间壁。定义：汽轮机各级的间壁。n位置：上下两半装在汽缸内或隔板套内。位置：上下两半装在汽缸内或隔板套内。位置：上下两半装在汽缸内或隔板套内。位置：上下两半装在汽缸内或隔板套内。n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：用来固定静叶栅。用来固定静叶栅。用来固定静叶栅。用来固定静叶栅。把多级汽轮机的各个压力级隔开。把多级汽轮机的各个压力级隔开。把多级汽轮机的各个压力级隔开。把多级汽轮机的各个压力级隔开。第10页/共35页3.3.静叶栅（或喷嘴）n静叶栅：固定在隔板上静止不动的
16、叶片。静叶栅：固定在隔板上静止不动的叶片。静叶栅：固定在隔板上静止不动的叶片。静叶栅：固定在隔板上静止不动的叶片。n喷嘴：由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把喷嘴：由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把喷嘴：由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把喷嘴：由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把蒸汽的热能转变为动能的结构元件。蒸汽的热能转变为动能的结构元件。蒸汽的热能转变为动能的结构元件。蒸汽的热能转变为动能的结构元件。n位置：固定在隔板上。位置：固定在隔板上。位置：固定在隔板上。位置：固定在隔板上。n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：把蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀降压，增加流把
17、蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀降压，增加流把蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀降压，增加流把蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一定的方向喷射出来，推动动叶片而做功。速，按一定的方向喷射出来，推动动叶片而做功。速，按一定的方向喷射出来，推动动叶片而做功。速，按一定的方向喷射出来，推动动叶片而做功。第11页/共35页4.4.汽封n定义：在汽轮机动、静部件的有关部位设有的密封装定义：在汽轮机动、静部件的有关部位设有的密封装定义：在汽轮机动、静部件的有关部位设有的密封装定义：在汽轮机动、静部件的有关部位设有的密封装置。置。置。置。n位置：位置：位置：位置：叶顶汽封：装在动叶栅顶部围带处
18、的汽封。叶顶汽封：装在动叶栅顶部围带处的汽封。叶顶汽封：装在动叶栅顶部围带处的汽封。叶顶汽封：装在动叶栅顶部围带处的汽封。隔板汽封：装在隔板内圆与主轴间的汽封。隔板汽封：装在隔板内圆与主轴间的汽封。隔板汽封：装在隔板内圆与主轴间的汽封。隔板汽封：装在隔板内圆与主轴间的汽封。轴端汽封：装在各转子两端与汽缸之间的汽封。轴端汽封：装在各转子两端与汽缸之间的汽封。轴端汽封：装在各转子两端与汽缸之间的汽封。轴端汽封：装在各转子两端与汽缸之间的汽封。n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：低压缸排汽端轴封用于防止外界空气漏入汽轮机。低压缸排汽端轴封用于防止外界空气漏入汽轮机。低压缸排汽端轴封用于防止外界
19、空气漏入汽轮机。低压缸排汽端轴封用于防止外界空气漏入汽轮机。其他处的轴封用于防止蒸汽外漏其他处的轴封用于防止蒸汽外漏其他处的轴封用于防止蒸汽外漏其他处的轴封用于防止蒸汽外漏。第12页/共35页5.5.轴承n定义：支承相对旋转的轴的部件。定义：支承相对旋转的轴的部件。定义：支承相对旋转的轴的部件。定义：支承相对旋转的轴的部件。n位置：内部与轴接触，外部与轴承座接触。位置：内部与轴接触，外部与轴承座接触。位置：内部与轴接触，外部与轴承座接触。位置：内部与轴接触，外部与轴承座接触。n主要作用：用来承受转子的全部重量并且确定转子在主要作用：用来承受转子的全部重量并且确定转子在主要作用：用来承受转子的全
20、部重量并且确定转子在主要作用：用来承受转子的全部重量并且确定转子在汽缸中的正确位置。汽缸中的正确位置。汽缸中的正确位置。汽缸中的正确位置。径向支持轴承：用于支持转子的重量以及由于转子振径向支持轴承：用于支持转子的重量以及由于转子振径向支持轴承：用于支持转子的重量以及由于转子振径向支持轴承：用于支持转子的重量以及由于转子振动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证转子与静子同心。转子与静子同心。转子与静子同心。转子与静子同心。轴向推力轴承：用于承受转子上的
21、轴向推力，确定转轴向推力轴承：用于承受转子上的轴向推力，确定转轴向推力轴承：用于承受转子上的轴向推力，确定转轴向推力轴承：用于承受转子上的轴向推力，确定转子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件间合理的子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件间合理的子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件间合理的子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件间合理的轴向间隙。轴向间隙。轴向间隙。轴向间隙。第13页/共35页6.6.滑销系统n滑销：布置在汽缸台板上的能让汽缸顺畅膨胀、收缩滑销：布置在汽缸台板上的能让汽缸顺畅膨胀、收缩滑销：布置在汽缸台板上的能让汽缸顺畅膨胀、收缩滑销：布置在汽缸台板上的能让汽缸顺畅膨胀、收缩的
22、部件。的部件。的部件。的部件。n主要作用：正确引导汽缸部件的热胀冷缩，以保持动、主要作用：正确引导汽缸部件的热胀冷缩，以保持动、主要作用：正确引导汽缸部件的热胀冷缩，以保持动、主要作用：正确引导汽缸部件的热胀冷缩，以保持动、静部件间合理的轴向间隙，保证汽缸和转子中心的一静部件间合理的轴向间隙，保证汽缸和转子中心的一静部件间合理的轴向间隙，保证汽缸和转子中心的一静部件间合理的轴向间隙，保证汽缸和转子中心的一致。致。致。致。第14页/共35页7.7.动叶栅（或动叶片）n定义：装在转子上的叶片称为动叶片。定义：装在转子上的叶片称为动叶片。定义：装在转子上的叶片称为动叶片。定义：装在转子上的叶片称为动
23、叶片。n位置：直接嵌装在转子的外缘上，即安装在转子叶轮位置：直接嵌装在转子的外缘上，即安装在转子叶轮位置：直接嵌装在转子的外缘上，即安装在转子叶轮位置：直接嵌装在转子的外缘上，即安装在转子叶轮或转鼓上。或转鼓上。或转鼓上。或转鼓上。n主要作用：接受静叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动主要作用：接受静叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动主要作用：接受静叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动主要作用：接受静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。能转换成机械能，使转子旋转。能转换成机械能，使转子旋转。能转换成机械能，使转子旋转。第15页/共35页8.8.叶轮（或转鼓）n定义：安装动叶片的轮盘，是冲
24、动式汽轮机转子的组定义：安装动叶片的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组定义：安装动叶片的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组定义：安装动叶片的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。成部分。成部分。成部分。n位置：位置：位置：位置：整锻转子的叶轮与主轴为一体。整锻转子的叶轮与主轴为一体。整锻转子的叶轮与主轴为一体。整锻转子的叶轮与主轴为一体。套装转子的叶轮套在主轴上。套装转子的叶轮套在主轴上。套装转子的叶轮套在主轴上。套装转子的叶轮套在主轴上。轮缘用来固定动叶片。轮缘用来固定动叶片。轮缘用来固定动叶片。轮缘用来固定动叶片。n主要作用：将动叶片的转动力矩传递给主轴。主要作用：将动叶片的转动力矩传递给主轴。主要作用
25、：将动叶片的转动力矩传递给主轴。主要作用：将动叶片的转动力矩传递给主轴。第16页/共35页9.9.主轴n定义：汽轮机转子主要组成部分。定义：汽轮机转子主要组成部分。定义：汽轮机转子主要组成部分。定义：汽轮机转子主要组成部分。n位置：两端支撑在轴承上。位置：两端支撑在轴承上。位置：两端支撑在轴承上。位置：两端支撑在轴承上。n主要作用：接收动叶片通过叶轮传递过来的转动力矩，主要作用：接收动叶片通过叶轮传递过来的转动力矩，主要作用：接收动叶片通过叶轮传递过来的转动力矩，主要作用：接收动叶片通过叶轮传递过来的转动力矩，并带动发电机转子、主油泵转动。并带动发电机转子、主油泵转动。并带动发电机转子、主油泵
26、转动。并带动发电机转子、主油泵转动。第17页/共35页10.10.联轴器n定义：汽轮发电机转子的连接装置，又称靠背轮。定义：汽轮发电机转子的连接装置，又称靠背轮。定义：汽轮发电机转子的连接装置，又称靠背轮。定义：汽轮发电机转子的连接装置，又称靠背轮。n位置：两个转子的连接处。位置：两个转子的连接处。位置：两个转子的连接处。位置：两个转子的连接处。n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：连接汽轮机的高、中、低压转子，及汽轮机与发电机连接汽轮机的高、中、低压转子，及汽轮机与发电机连接汽轮机的高、中、低压转子，及汽轮机与发电机连接汽轮机的高、中、低压转子，及汽轮机与发电机转子，传递扭矩。转子，传递
27、扭矩。转子，传递扭矩。转子，传递扭矩。在多缸汽轮机中，如果几个转子合用一个推力轴承，在多缸汽轮机中，如果几个转子合用一个推力轴承，在多缸汽轮机中，如果几个转子合用一个推力轴承，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则联轴器还将传递轴向推力；如果每个转子都有自己则联轴器还将传递轴向推力；如果每个转子都有自己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的推力轴承，则联轴器应保证各转子的轴向位移互不的推力轴承，则联轴器应保证各转子的轴向位移互不的推力轴承，则联轴器应保证各转子的轴向位移互不干扰，即不
28、允许传递轴向推力。干扰，即不允许传递轴向推力。干扰，即不允许传递轴向推力。干扰，即不允许传递轴向推力。第18页/共35页第二节 汽轮机级的工作原理u汽轮机级汽轮机级汽轮机级汽轮机级u冲动级冲动级冲动级冲动级u反动级反动级反动级反动级第19页/共35页一、汽轮机级n n汽轮机的级：一列喷嘴叶栅与一列配套的动叶栅组成的一汽轮机的级：一列喷嘴叶栅与一列配套的动叶栅组成的一汽轮机的级：一列喷嘴叶栅与一列配套的动叶栅组成的一汽轮机的级：一列喷嘴叶栅与一列配套的动叶栅组成的一个能量转换的基本单元。个能量转换的基本单元。个能量转换的基本单元。个能量转换的基本单元。n n级的能量转换：级的能量转换：级的能量转
29、换：级的能量转换：具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能。的动能。的动能。的动能。然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时
30、然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。转机械能。转机械能。转机械能。n n级的分类：根据级的做功原理，可以将级分为两类：级的分类：根据级的做功原理，可以将级分为两类：级的分类：根据级的做功原理，可以将级分为两类：级的分类：根据级的做功原理，可以将级分为两类：冲动级冲动级冲动级冲动级反动级反动级反动级反动级第20页/共35页汽轮机转子的结构图图图9-4 9-4 汽轮机转子的结构
31、图汽轮机转子的结构图第21页/共35页汽轮机级的结构图图图9-5 9-5 汽轮机级的结构图汽轮机级的结构图第22页/共35页二、冲动级的工作原理n n冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为用于叶片上，被称为用于叶片上，被
32、称为用于叶片上，被称为冲动力冲动力冲动力冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作。这时蒸汽在汽轮机的级所作。这时蒸汽在汽轮机的级所作。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。化量。而这种级称为冲动级。化量。而这种级称为冲动级。化量。而这种级称为冲动级。图图9-6 9-6 冲动级工作原理冲动级工作原理第23页/共35页二、冲动级的工作原理图图9-7 9-7 单级冲动级汽轮机结构简图单级冲动级汽轮机
33、结构简图1-1-轴；轴；2-2-叶轮；叶轮；3-3-动叶栅；动叶栅；4-4-喷嘴喷嘴n n单级汽轮机：由一个单级汽轮机：由一个单级汽轮机：由一个单级汽轮机：由一个级构成的汽轮机。级构成的汽轮机。级构成的汽轮机。级构成的汽轮机。n n多级汽轮机：由多个多级汽轮机：由多个多级汽轮机：由多个多级汽轮机：由多个级构成的汽轮机。级构成的汽轮机。级构成的汽轮机。级构成的汽轮机。第24页/共35页三、反动级的工作原理n n反动级：当汽流通过动叶反动级：当汽流通过动叶反动级：当汽流通过动叶反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方通道时，一方面要改变方通道时，一方面要改变方通道时，一方面要改变方向，同时还要
34、膨胀加速，向，同时还要膨胀加速，向，同时还要膨胀加速，向，同时还要膨胀加速，改变方向会对叶片产生一改变方向会对叶片产生一改变方向会对叶片产生一改变方向会对叶片产生一个冲动力，膨胀加速会对个冲动力，膨胀加速会对个冲动力，膨胀加速会对个冲动力，膨胀加速会对叶片产生一个反作用力，叶片产生一个反作用力，叶片产生一个反作用力，叶片产生一个反作用力，即即即即反动力反动力反动力反动力。蒸汽通过这种。蒸汽通过这种。蒸汽通过这种。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通级，两种力同时作功。通级，两种力同时作功。通级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。常称这种级为反动级。常称这种级为反动级。常称这种级为反动级。图图
35、9-8 9-8 反动级工作原理反动级工作原理第25页/共35页第三节 蒸汽在喷嘴叶栅中的流动和能量转换u蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的分析蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的分析蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的分析蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的分析u蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的假设蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的假设蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的假设蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的假设u蒸汽在喷嘴中的能量转换蒸汽在喷嘴中的能量转换蒸汽在喷嘴中的能量转换蒸汽在喷嘴中的能量转换u喷嘴叶栅的结构喷嘴叶栅的结构喷嘴叶栅的结构喷嘴叶栅的结构第26页/共35页一、蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的分析n n实际流动是三维、非稳定、多相的
36、复杂流动。实际流动是三维、非稳定、多相的复杂流动。实际流动是三维、非稳定、多相的复杂流动。实际流动是三维、非稳定、多相的复杂流动。图图9-99-9蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动第27页/共35页二、蒸汽在喷嘴和动叶流道中流动的假设n n稳定流动：即蒸汽在流道中任一点的参数不随时间变化。稳定流动：即蒸汽在流道中任一点的参数不随时间变化。稳定流动：即蒸汽在流道中任一点的参数不随时间变化。稳定流动：即蒸汽在流道中任一点的参数不随时间变化。n n一元流动：即蒸汽在流道中的参数只沿流动方向变化，一元流动：即蒸汽在流道中的参数只沿流动方向变化，一元流动：即蒸汽在流道中的参数只沿流动方
37、向变化，一元流动：即蒸汽在流道中的参数只沿流动方向变化，而在垂直于流道的方向上是相同的。而在垂直于流道的方向上是相同的。而在垂直于流道的方向上是相同的。而在垂直于流道的方向上是相同的。n n绝热流动：即认为蒸汽在流道中流动速度很高，因而流绝热流动：即认为蒸汽在流道中流动速度很高，因而流绝热流动：即认为蒸汽在流道中流动速度很高，因而流绝热流动：即认为蒸汽在流道中流动速度很高，因而流 经流道的时间很短，来不及与壁面产生热交经流道的时间很短，来不及与壁面产生热交经流道的时间很短，来不及与壁面产生热交经流道的时间很短，来不及与壁面产生热交换。换。换。换。第28页/共35页三、蒸汽在喷嘴中的能量转换.喷
38、嘴中的热力过程n nP P P P0 0 0 0,P,P,P,P1 1 1 1分别是喷嘴进出口压力。分别是喷嘴进出口压力。分别是喷嘴进出口压力。分别是喷嘴进出口压力。n n理想热力过程理想热力过程理想热力过程理想热力过程:01t:01t:01t:01t。n n实际热力过程实际热力过程实际热力过程实际热力过程:01:01:01:01。n n0*0*0*0*点：点：点：点：0 0 0 0的滞止参数点。的滞止参数点。的滞止参数点。的滞止参数点。n nH H H Hntntntnt：喷嘴理想焓降。：喷嘴理想焓降。：喷嘴理想焓降。：喷嘴理想焓降。n nh h h hn n n n：喷嘴损失。：喷嘴损失。
39、：喷嘴损失。：喷嘴损失。s1t1h1thnh00P0P0*0*h0h0*h图图9-109-10喷嘴中的热力过程喷嘴中的热力过程Hnt第29页/共35页.喷嘴出口汽流的理想速度第30页/共35页3.喷嘴出口汽流的实际速度第31页/共35页4.喷嘴流速系数n定义：实际速度与理论流速的比值。也称速度系数，定义：实际速度与理论流速的比值。也称速度系数，定义：实际速度与理论流速的比值。也称速度系数，定义：实际速度与理论流速的比值。也称速度系数，用用用用表示。表示。表示。表示。n影响因素：喷嘴高度、叶型、汽道形状、表面粗糙度、影响因素：喷嘴高度、叶型、汽道形状、表面粗糙度、影响因素：喷嘴高度、叶型、汽道形
40、状、表面粗糙度、影响因素：喷嘴高度、叶型、汽道形状、表面粗糙度、前后压力等。前后压力等。前后压力等。前后压力等。n范围：范围：范围：范围：0.950.950.950.950.970.970.970.97。第32页/共35页5.喷嘴损失n定义：蒸汽在喷嘴中流动由于摩擦而造成的损失。用定义：蒸汽在喷嘴中流动由于摩擦而造成的损失。用定义：蒸汽在喷嘴中流动由于摩擦而造成的损失。用定义：蒸汽在喷嘴中流动由于摩擦而造成的损失。用h h h hn n n n表示。表示。表示。表示。第33页/共35页四、作业（1 1 1 1）汽轮机本体由哪些部件组成？）汽轮机本体由哪些部件组成？）汽轮机本体由哪些部件组成？）汽轮机本体由哪些部件组成？（2 2 2 2）汽轮机的辅助设备主要有哪些？）汽轮机的辅助设备主要有哪些？）汽轮机的辅助设备主要有哪些？）汽轮机的辅助设备主要有哪些？第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页