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1、第一章 汽轮机概述 第一节 汽轮机的基本结构简介一、汽轮机的基本结构简介 汽轮机的作用：将水蒸汽的热能转变为机械能。汽轮机有单级和多级:单级汽轮机 第1页/共35页第2页/共35页多级汽轮机第3页/共35页第4页/共35页第5页/共35页第6页/共35页第7页/共35页 转动部分与静止部分：静叶栅与动叶栅：级：一列静叶栅和一列动叶栅组成的水蒸汽从热能到机械能转换的基本单元。喷嘴：将蒸汽热能转变为动能；从喷嘴出来的高速汽流速度为绝对速度。动叶：将蒸汽动能转变为机械能。汽轮机以转速n工作时，旋转着的动叶栅具有圆周速度u（牵连速度）；蒸汽则以相对速度w1和w2进、出动叶通道。第8页/共35页 动叶中
2、蒸汽的绝对速度c、相对速度w以及动叶的圆周速度u之间的矢量关系为：（二）叶栅的几何特性 叶栅：环形叶栅、直列叶栅、平面叶栅 叶栅的主要几何特性参数：平均直径、叶片高度、叶栅节距第9页/共35页 叶栅的主要相对参数：相对节距、相对高度、径高比 叶栅的汽流角与叶型角：第10页/共35页 二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理 1.冲动作用原理 A.冲动力的产生：如图1-6 第11页/共35页 B.冲动作用的特点：汽流在动叶汽道内不膨胀加速，即w1=w2，而只随汽道形状改变其流动方向 第12页/共35页 2.反动作用原理 A.反动力的产生：如图1-7所示。B.反动作用的特点：蒸汽在动叶汽道内不仅改变方
3、向，而且因继续膨胀、加速，即w2w1。第13页/共35页 三、汽轮机级的反动度 定义：蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降hb和在整个级的滞止理想焓降ht*之比，即 第14页/共35页计算：第15页/共35页 四、汽轮机级的类型及特点 （一）按级反动度的大小分类：冲动级和反动级 1.冲动级 （1）纯冲动级：m0，p1p2，hb=0，hn*ht*。作功能力大，效率 较低。第16页/共35页 （2）带反动度的冲动级 m0.050.20，既有冲动级的特征，又有反动级的因素。作功能力、效率均介于二者之间。第17页/共35页2.反动级 p1p2，w2 w1hnhb=0.5ht，m0.5。特点：效率比冲动级高
4、，作功能力较小；喷嘴叶型与动叶叶型相同。第18页/共35页 （二）按照蒸汽的动能转换为转子机械能的过程分类：压力级和速度级 （1）压力级 （2）速度级 （三）按通流面积是否随负荷而变分类：调节级和非调节级 （1）调节级 （2）非调节级 第19页/共35页第二节 汽轮机的分类及型号 一、汽轮机的分类 1.按工作原理分类 1）冲动式；2）反动式。2.按热力特性分类 1）凝汽式汽轮机；2）背压式汽轮机；3）调整抽汽式汽轮机；4）抽汽背压式汽轮机。背压式、调整抽汽式和抽汽背压式汽轮机统称为供热式汽轮机第20页/共35页3.按主蒸汽参数分类低压：新蒸汽压力小于1.5MPa；中压：新蒸汽压力为24MPa；
5、高压：新蒸汽压力为610MPa；超高压：新蒸汽压力为1214MPa；亚临界：新蒸汽压力为1618MPa；超临界新蒸汽压力超过22.15MPa；超超临界新蒸汽压力超过27MPa 或蒸汽温度600/620以上。4.其他方式分类单缸与多缸；单轴与多轴第21页/共35页 二、汽轮机产品型号 1.汽轮机的型号 用特定的符号来表示汽轮机的基本特征即汽轮机的型号。表示方法如下：变形设计序数蒸汽参数额定功率（MW）汽轮机型式（代号）第22页/共35页2.国产汽轮机类型的代号代号型式代号类型N凝汽式CB抽汽背压式B背压式H船用C一次调整抽汽式Y移动式CC二次调整抽汽式第23页/共35页3.汽轮机型号中参数的表示
6、方法型式参数表示方法凝汽式主蒸汽压力/主蒸汽温度中间再热式主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度一次调整抽汽式主蒸汽压力/调节抽汽压力二次调整抽汽式主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力背压式主蒸汽压力/背压抽汽背压式主蒸汽压力/抽汽压力/背压第24页/共35页 第三节 汽轮机的发展 自1883年瑞典工程师拉瓦尔和1884年英国工程师帕森斯分别创制了第一台实用的单级冲动式和多级反动式汽轮机以来，汽轮机已有一百余年的历史。近几十年汽轮机发展尤为迅速，其发展的主要特点是：1.增大单机功率第25页/共35页 （1）单位功率投资成本低。如前苏联800MW机组的单位功率成本比500MW机组的低17，而12
7、00MW机组的单位功率成本又比800MW机组的低1520。（2）单机功率越大，机组的热经济性越好。如上汽亚临界300MW机组的热耗率7993kJ(kWh)；哈汽超临界600MW机组的热耗率7522kJ(kWh)；上汽超临界1000MW机组的热耗率7353kJ(kWh)；第26页/共35页 （3）加快电站建设速度，降低电站建设投资和运行费用。2.提高蒸汽参数。增大单机功率后适宜采用较高的蒸汽参数 3.普遍采用一次中间再热。采用中间再热后可降低低压缸未级排汽湿度，减轻末级叶片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条件，从而可提高机组内效率、热效率和运行可靠性。第27页/共35页 4.采用燃气一蒸汽联合循环
8、，以提高电厂效率。5.提高机组的运行水平。生产多级轴流冲动式汽轮机的主要制造企业有美国的通用电气公司(GE)、英国的通用电气公司(GEC)、日本的东芝和日立、意大利的安莎多，以及前苏联的列宁格勒金属工厂、哈尔科夫透平发动机厂和乌拉尔透平发动机厂等。第28页/共35页 制造反动式汽轮机的企业有美国西屋公司(WH)、欧洲ABB公司、联邦德国的电站设备联合制造公司(KWU)、日本的三菱、英国帕森斯公司、法国电气机械公司(CMR)公司等。法国的阿尔斯通大西洋公司(AA)，既生产冲动式汽轮机也生产反动式汽轮机。第29页/共35页 我国自1955年开始制造出第一台中压6MW汽轮机，从60年代到70年代初，
9、己生产出12MW、25MW、50MW、100MW、125MW、200MW和300MW汽轮发电机组；80年代初，引进了美国西屋公司300MW和600MW机组的整套制造技术；现在与三菱、日立、西门子等合作生产超临界600MW和超超临界1000MW 机组。第30页/共35页 我国生产汽轮机的主要工厂有上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂，其次有北京重型电机厂、青岛汽轮机厂和武汉汽轮发电机厂等，还有以生产工业汽轮机为主的杭州汽轮机厂和以生产燃气轮机为主的南京汽轮发电机厂。第31页/共35页 第四节 本书的主要内容及学习方法 主要内容：汽轮机的工作原理（前三章）汽轮机本体结构（第四章）汽轮机的凝汽设备（第五章）汽轮机调节系统（第六章）第32页/共35页 学习方法：良好的专业技术基础知识 严谨的学习态度 良好的学习方法和习惯 友好的师生关系 第33页/共35页重点内容级及级的能量转换过程级的能量转换原理：冲动作用与反动作用原理级的反动度级的类型汽轮机的分类及型号第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页