1、西安交通大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院 熱動(dòng)力工程系 王新軍,熱力葉輪機(jī)械原理 Principle of Thermal Turbomachinery,4.5 濕蒸汽級(jí)的能量轉(zhuǎn)換 （多級(jí)汽輪機(jī)特殊問(wèn)題之四）, 濕蒸汽：,干蒸汽與水滴的混合物。, 濕蒸汽汽輪機(jī)（級(jí)）：,在濕蒸汽區(qū)域工作的汽輪機(jī)（級(jí)）。,包括：多級(jí)汽輪機(jī)最后幾級(jí)、地?zé)崞啓C(jī)、 核電汽輪機(jī)（壓水堆：飽和蒸汽）、核動(dòng)力汽輪機(jī), 水份將對(duì)汽輪機(jī)（級(jí)）的工作產(chǎn)生兩個(gè)方面的影響：,1）濕汽損失：,2）動(dòng)葉和汽缸 材料的磨蝕：,水份使干蒸汽的工作受到一定的影響。 透平（級(jí)）效率降低。,水滴高速?zèng)_擊動(dòng)葉和汽缸表面， 造成葉片或汽缸材料表面脫落水蝕。,

2、一、濕蒸汽在透平中的流動(dòng)過(guò)程和濕汽損失產(chǎn)生的原因,1）濕蒸汽的流動(dòng)過(guò)程, 蒸汽按等熵過(guò)程方程規(guī)律膨脹， 始終處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)；, 隨著膨脹進(jìn)行，濕度理應(yīng)不斷增大，與i-s 圖相一致；, 但蒸汽分子凝結(jié)成水珠的過(guò)程是需要一定的條件的；, 當(dāng)兩個(gè)或更多氣態(tài)分子偶然碰在一起就可能形成熱力學(xué) 平衡的、具有一定半徑的凝結(jié)核；, 這樣，在膨脹汽流中蒸汽的凝結(jié)就需要一定的時(shí)間；, 因此，膨脹噴管中 各點(diǎn)實(shí)際狀態(tài)， 不可能與i-s 圖上 bc 點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。, 當(dāng)自發(fā)生成的凝結(jié)核數(shù)目足夠多時(shí)， 其它蒸汽分子才能很快地以此為核心 大量地凝結(jié)；, 也就是說(shuō)，當(dāng)過(guò)熱度不大的蒸汽在噴管中膨脹進(jìn)入濕蒸汽區(qū)域時(shí)， 如果蒸汽

3、非常潔凈，蒸汽不會(huì)立即凝結(jié)產(chǎn)生水分； 蒸汽仍然按照過(guò)熱蒸汽的膨脹規(guī)律進(jìn)行膨脹， 這種現(xiàn)象稱為過(guò)飽和現(xiàn)象。, 蒸汽狀態(tài)稱為過(guò)飽和狀態(tài)或過(guò)冷狀態(tài)，在熱力學(xué)上是不平衡的狀態(tài)。, 蒸汽中產(chǎn)生自發(fā)凝結(jié)（幾乎是突然地）， 恢復(fù)到熱力學(xué)上的平衡態(tài)；, 當(dāng)過(guò)飽和蒸汽繼續(xù)膨脹到過(guò)飽和極限位置點(diǎn) （濕度約為3.54%）時(shí)，才會(huì)發(fā)生蒸汽的突然凝結(jié)， 有凝結(jié)水珠產(chǎn)生。水珠直徑約為：0.01m, 蒸汽以濕蒸汽平衡狀態(tài)等熵膨脹。 點(diǎn)的濕度則與 c點(diǎn)d點(diǎn) 的濕度對(duì)應(yīng)。,2）濕汽損失產(chǎn)生的原因,濕蒸汽的流動(dòng)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，涉及到蒸汽的過(guò)飽和現(xiàn)象、自發(fā)凝結(jié)以 及水滴運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等。水滴的產(chǎn)生過(guò)程和引起損失的原因大致如下：, 過(guò)

4、飽和現(xiàn)象和過(guò)飽和損失, 蒸汽在透平級(jí)葉柵通道中膨脹進(jìn)入濕蒸汽區(qū)域時(shí)， 將產(chǎn)生過(guò)飽和現(xiàn)象。, 由于過(guò)飽和現(xiàn)象的存在， 在給定的壓力范圍（ ）內(nèi)， 理想焓降有所減?。?）， 作功能力也相應(yīng)減小。, 代表一種能量損失 過(guò)飽和損失。, 水珠的形成與生長(zhǎng), 蒸汽由亞平衡過(guò)飽和狀態(tài)迅速變化到熱力學(xué)平衡濕蒸汽狀態(tài)。 水珠溫度與蒸汽溫度十分接近，水珠與蒸汽之間不斷有傳熱傳質(zhì)。 一方面，一部分水珠很快再蒸發(fā)成蒸汽；另一方面，蒸汽又在水珠 上繼續(xù)凝結(jié)形成更大的水珠這個(gè)過(guò)程稱為水珠的生長(zhǎng)。, 蒸汽凝結(jié)形成水珠的過(guò)程很快，可以認(rèn)為是一個(gè)瞬間的現(xiàn)象； 而水珠的生長(zhǎng)過(guò)程則需要較長(zhǎng)的時(shí)間。, 生長(zhǎng)后的水珠直徑在0.011.

5、0m之間 初次霧滴。, 運(yùn)動(dòng)中的水珠可能發(fā)生碰撞。水珠 表面張力作用將合并成一個(gè)較大水珠， 這樣將導(dǎo)致水珠數(shù)目減少。, 水珠的運(yùn)動(dòng)與沉積, 初次霧滴隨著汽流在葉柵通道中運(yùn)動(dòng)，由于水珠的慣性作用和 擴(kuò)散作用，水珠或水滴都程度不同地從蒸汽中分離出來(lái)。, 直徑較大的水滴，慣性力大，保持水滴原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向的能力大， 脫離汽流也早，這種分離導(dǎo)致水滴撞擊并沉積在葉片表面上 慣性沉積；, 直徑較小的水珠，一部分隨主汽流向葉柵下游運(yùn)動(dòng)；另一部分受 汽流旋渦影響被帶入邊界層附近，依靠Brownian運(yùn)動(dòng)而穿越 邊界層，撞擊并沉積到葉片表面上擴(kuò)散沉積；,內(nèi)弧沿葉高的一次水滴相對(duì)沉積量,背弧沿葉高的一次水滴相對(duì)沉積量

6、,內(nèi)弧沿軸向位置的一次水滴相對(duì)沉積量,背弧沿軸向位置的一次水滴相對(duì)沉積量,內(nèi)弧沿葉高的二次水滴相對(duì)沉積量,背弧沿葉高的二次水滴相對(duì)沉積量,內(nèi)弧沿軸向位置的二次水滴相對(duì)沉積量,背弧沿軸向位置的二次水滴相對(duì)沉積量,內(nèi)弧沿葉高的水滴相對(duì)沉積量,背弧沿葉高的水滴相對(duì)沉積量,內(nèi)弧沿軸向位置的水滴相對(duì)沉積量,背弧沿軸向位置的水滴相對(duì)沉積量, 水膜的運(yùn)動(dòng)、撕裂及二次水滴的形成, 從汽流分離出來(lái)的水滴，撞擊并沉積在葉片表面上， 形成厚度為10300m 水膜；, 沉積在靜葉表面上的水膜，受汽流切應(yīng)力作用向靜葉出口邊運(yùn)動(dòng)， 并在靜葉出口邊附近撕裂形成大分散度的粗糙水滴（d10m）， 最大水滴直徑可達(dá)毫米級(jí)粗糙水滴

7、（二次水滴）。, 沉積在動(dòng)葉上的水膜，受離心力作用被甩向汽缸壁面而排出；,圖4.12 汽輪機(jī)中水份的圖解形式, 摩擦阻力損失,一般來(lái)看，透平中的水滴大體分為兩類：, 大部分是通過(guò)蒸汽自發(fā)凝結(jié)、生長(zhǎng)過(guò)程而形成的水珠。 直徑d1m ；, 小部分是水膜在靜葉出口邊撕裂而形成的大水滴， 直徑d=5500m ；, 水滴的運(yùn)動(dòng)速度都低于蒸汽的運(yùn)動(dòng)速度（水滴直徑 越大，速度越低），低速運(yùn)動(dòng)的水滴對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的 蒸汽來(lái)說(shuō)，將產(chǎn)生一種摩擦阻力，因而消耗蒸汽的 動(dòng)能 稱為摩擦阻力損失。, 制動(dòng)損失, 直徑較大的粗糙水滴，是在靜葉出口邊 由水膜撕裂而形成的。受到汽流加速 時(shí)間短，因而水滴的運(yùn)動(dòng)速度大大低于 蒸汽流速度

8、。大水滴不能順利進(jìn)入動(dòng)葉 柵流道，而是撞擊在動(dòng)葉背弧進(jìn)口部分。, 直徑較?。╠1m）的水珠，是在流動(dòng) 過(guò)程中產(chǎn)生的，其運(yùn)動(dòng)速度比較接近于 蒸汽速度，且慣性力也小，可以比較 順利地隨蒸汽流通過(guò)動(dòng)葉柵通道；,圖4.13 蒸汽和二次水滴的速度三角形, 這樣就產(chǎn)生兩個(gè)方面的問(wèn)題：,圖4.14 汽輪機(jī)動(dòng)葉水蝕照片圖, 疏水損失, 沉積在動(dòng)葉、靜葉和汽缸表面上的水膜， 被疏水裝置排出透平級(jí)外。 屬于流量損失，使作功的工質(zhì)減小稱為疏水損失。,二、濕汽損失計(jì)算,濕蒸汽在透平級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程將產(chǎn)生濕汽損失，產(chǎn)生損失的原因有四個(gè)：,1）過(guò)飽和現(xiàn)象 - 過(guò)飽和損失；,2）水滴運(yùn)動(dòng) - 摩擦阻力損失。,3）水滴撞擊動(dòng)葉

9、背弧 - 制動(dòng)損失,4）疏水 - 疏水損失,特點(diǎn)：這四項(xiàng)損失都不能準(zhǔn)確、直接計(jì)算； 又不能直接測(cè)量。, 濕汽損失功率的簡(jiǎn)便計(jì)算公式：, 考慮濕汽損失后的級(jí)內(nèi)功率：, 考慮濕汽損失后的級(jí)內(nèi)效率：,其中： y 蒸汽濕度； x 蒸汽干度。, 蒸汽干度（濕度）的選取方法：, 級(jí)的進(jìn)汽狀態(tài)為濕蒸汽狀態(tài), 合理辦法是在進(jìn)口y0和出口y2之間取一個(gè)中間點(diǎn)m ；,幾何平均：使 ，則取ym為計(jì)算用濕度值；,算術(shù)平均：選取, 級(jí)的進(jìn)汽狀態(tài)為過(guò)熱蒸汽狀態(tài)，排汽點(diǎn)在濕蒸汽區(qū), 以進(jìn)汽狀態(tài)濕度值（y0 = 0）計(jì)算,幾何平均：使 ，則取ym為計(jì)算用濕度值；,算術(shù)平均：選取,三、防止動(dòng)葉水蝕的方法,1) 采用中間再熱；,

10、2）對(duì)動(dòng)葉頂部進(jìn)行淬硬處理、加司太立合金護(hù)條， 選用高合金葉片鋼等措施；,圖4.15 加護(hù)條葉片,3）各種去濕裝置和措施, 疏水孔/環(huán)、 外部水分離器、 內(nèi)置式汽水分離器、 空心靜葉開設(shè)去濕縫隙、 空心靜葉內(nèi)部加熱、 空心靜葉縫隙加熱吹掃；,圖4.17 齒形葉片示意圖,軸向推力定義：,在軸流式汽輪機(jī)中，一般情況下： 高壓蒸汽從汽輪機(jī)的一端進(jìn)入； 低壓蒸汽從另一端離開汽輪機(jī)。 整體上看：蒸汽對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子施加 一個(gè)由高壓端指向低壓端 的軸向力， 使轉(zhuǎn)子有向低壓端移動(dòng)的 趨勢(shì)。 這個(gè)力稱為軸向推力。,4.6 軸向推力及其平衡（多級(jí)汽輪機(jī)特殊問(wèn)題之五）,軸向推力的影響：, 單級(jí)汽輪機(jī)：, 多級(jí)汽輪機(jī)：

11、蒸汽參數(shù)高、級(jí)數(shù)多， 軸向推力相當(dāng)大（23 MN）。,推力軸承無(wú)法單獨(dú)承受， 必須采用其它一些平衡措施。,軸向推力較小， 用推力軸承完全可以承受， 問(wèn)題不突出；,一、沖動(dòng)式汽輪機(jī)軸向推力的三組成部分：,圖4.19 沖動(dòng)級(jí)軸向推力計(jì)算示意圖, 動(dòng)葉片受到汽流的作用力,軸向：,周向：, 蒸汽作用在全部動(dòng)葉上的軸向力, 全周進(jìn)汽級(jí)：, 部分進(jìn)汽級(jí)：, 雙列復(fù)速級(jí)：, 輪盤兩側(cè)的壓力差產(chǎn)生的軸向力, 全周進(jìn)汽級(jí)：,如果 ，有：, 雙列復(fù)速級(jí)：, 部分進(jìn)汽級(jí)：, 全周進(jìn)汽、輪盤上開設(shè)平衡孔：, 部分進(jìn)汽、輪盤上開設(shè)平衡孔：, 隔板汽封處的轉(zhuǎn)子軸向力,假定：1）隔板汽封孔口數(shù)為 2）每個(gè)孔口的壓力差都相同

12、,有：, 各透平級(jí)的軸向推力：, 整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向推力：, 軸向推力的平衡,平衡目的：減小轉(zhuǎn)子軸向推力，使推力軸承能夠承載， 保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。,二、轉(zhuǎn)子上的推力及其平衡,平衡方法： 在透平高壓端安裝平衡活塞；, 開設(shè)平衡孔；, 多缸汽輪機(jī)可以采用特殊布置；, 利用推力軸承承擔(dān)多余的軸向推力。, 在透平高壓端安裝平衡活塞,目的：產(chǎn)生反向（低壓高壓）的推力， 以部分抵消轉(zhuǎn)子的軸向推力。, 開設(shè)平衡孔,目的：減小輪盤受力面積,圖4.21 轉(zhuǎn)子平衡孔照片圖, 多缸汽輪機(jī)可以采用特殊（反向）布置；,目的：使各轉(zhuǎn)子軸向力部分抵消,1-高壓缸；2-中壓缸；3-低壓缸 圖4.22 高中壓缸對(duì)置、低壓缸分流

13、布置示意圖,圖4.23 中間進(jìn)汽兩邊排汽（低壓缸） 照片1,圖4.23 中間進(jìn)汽兩邊排汽（低壓缸） 照片2, 利用推力軸承承擔(dān)多余的軸向推力,圖4.24 中間進(jìn)汽兩邊排汽（低壓缸） 照片圖,4.7 熱力設(shè)計(jì)原理 （多級(jí)汽輪機(jī)特殊問(wèn)題之六）,多級(jí)汽輪機(jī) 的熱力設(shè)計(jì)：,在給定進(jìn)、排汽參數(shù)的條件下，通過(guò)計(jì)算確定： 透平的轉(zhuǎn)速n； 級(jí)數(shù)z； 各級(jí)的型式和主要尺寸（ ）， 以滿足汽輪機(jī)功率和效率要求。,主要是指汽輪機(jī)通流部分 （氣動(dòng)參數(shù)和幾何參數(shù)）的設(shè)計(jì)。,一、熱力設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容,1）設(shè)計(jì)要求, 安全性：保證汽輪機(jī)在所有運(yùn)行工況下， 都具有高度的安全可靠性；, 經(jīng)濟(jì)性：要求汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)工況/其它運(yùn)行工況

14、下， 均具有較高的內(nèi)效率；, 結(jié)構(gòu)性：要求結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 零部件盡量做到系列化和通用化。,2）設(shè)計(jì)內(nèi)容, 確定汽輪機(jī)的基本參數(shù) （包括：蒸汽初壓p0、初溫t0、功率Ne、轉(zhuǎn)速n）；, 汽輪機(jī)的重量、長(zhǎng)度以及材料消耗，進(jìn)行成本比較；, 汽輪機(jī)零部件的通用情況分析；, 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)水平分析、比較；, 詳細(xì)方案圖、通流部分圖以及汽輪機(jī)縱剖面圖。, 汽輪機(jī)的級(jí)數(shù) z 、級(jí)的型式 、 葉片高度 l1 和 l2 ，內(nèi)效率 等；,3）基本參數(shù), 進(jìn)汽參數(shù)（ p0、t0）：,電站汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)已經(jīng)系列化 （目前也有非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)）, 低壓系列: 1.27MPa / 340 2.35MPa / 390, 對(duì)應(yīng)

15、功率：750kW、1500kW 對(duì)應(yīng)功率：1500 / 3000 / 4500 kW, 中壓系列： 3.43MPa / 435 對(duì)應(yīng)功率：6000 / 12000 / 50000 kW, 高壓系列： 8.82MPa / 535 對(duì)應(yīng)功率：50MW、100MW, 超高壓中間再熱系列： 13.23 16.17 MPa 功率：125 MW、200 MW 535 565 300 MW、600 MW, 超臨界系列：初壓 22.2 MPa，初溫565, 超超臨界系列：初壓 25 MPa，初溫600, 排汽參數(shù)（pz）：,分為幾個(gè)選擇范圍,主要與: 凝汽器的換熱面積、 冷卻水溫度（環(huán)境）有關(guān)。, 熱力系統(tǒng)與

16、給水溫度：,熱力系統(tǒng): 與蒸汽的初參數(shù)、機(jī)組容量、抽汽級(jí)數(shù)有關(guān)。 抽汽級(jí)數(shù)與給水溫度: 分為幾個(gè)范圍（可查相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)）。, 轉(zhuǎn)速：,發(fā)電汽輪機(jī) n = 3000 r/min； 或:n = 1500 r/min（雙極發(fā)電機(jī)）； 或:n = 5600 r/min（用變速箱）；, 在滿足汽輪機(jī)功率要求的前提下： 有許多熱力設(shè)計(jì)方案， 但每個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性（如：相對(duì)內(nèi)效率等）、 制造成本各不相同， 需要進(jìn)行方案比較。,驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī) 根據(jù)實(shí)際驅(qū)動(dòng)對(duì)象來(lái)確定； 或采用變轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)。,二、主要參數(shù)之間的關(guān)系,在多級(jí)汽輪機(jī)的熱力設(shè)計(jì)過(guò)程中： 需要考慮的因素是多方面的， 并且這些參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的。

17、 有必要分析各參數(shù)之間的相互關(guān)系。,1）轉(zhuǎn)速 與透平重量 之間的關(guān)系,汽輪機(jī)的重量與 轉(zhuǎn)速的 m 次方成反比：,提高轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)：,1）透平重量越輕，材料消耗越少，制造成本降低；,2）透平級(jí)數(shù) z 和平均直徑 dm 都可以適當(dāng)減小。,n- u- c1- hs- z 或：u- dm,3）葉高 l 和部分進(jìn)汽度 e 增大，汽輪機(jī)效率提高。,n- dm -(A = const) l / e,透平設(shè)計(jì)第一原則：,在多級(jí)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)中， 選擇高轉(zhuǎn)速有利于提高方案的經(jīng)濟(jì)性。,轉(zhuǎn)速選取的限制：轉(zhuǎn)速的選擇還取決于外界負(fù)荷的影響, 發(fā)電用汽輪機(jī), 受發(fā)電機(jī)工作特性限制。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 3000 r/min；,

18、 核電汽輪機(jī)：葉片高度大（保證通流面積和流量、功率） 可采用半轉(zhuǎn)速 n =1500 r/min(發(fā)電機(jī)電極為兩對(duì))；, 小功率汽輪機(jī)：為減小尺寸 采用較高轉(zhuǎn)速 n = 5600 r/min，或n = 900010000 r/min， 但需要減速器將轉(zhuǎn)速降到 n = 3000 r/min與發(fā)電機(jī)連接。, 驅(qū)動(dòng)用汽輪機(jī), 受被驅(qū)動(dòng)負(fù)荷工作特性曲線的影響，選擇范圍很大。 大型艦艇用汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá) n = 60008000 r/min。,2）級(jí)數(shù) 與平均直徑 的關(guān)系：,按照現(xiàn)代蒸汽透平的設(shè)計(jì)實(shí)踐，在轉(zhuǎn)速一定下， 透平級(jí)數(shù)與平均直徑也要保持一定的比例。,原因：, 如果級(jí)數(shù) z 超過(guò)一定限度，將帶來(lái)：,

19、 轉(zhuǎn)子細(xì)長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和振動(dòng)不合適。, 的比值增大，需要更多的扭葉片；, 如果級(jí)數(shù) z 太少 平均直徑增大。將導(dǎo)致：, 葉高 l 和部分進(jìn)汽度 e 大大減小， 嚴(yán)重影響透平效率；, 葉輪（葉片）的離心力增大，受到材料限制。,3）各級(jí)平均直徑的關(guān)系, 等內(nèi)徑整鍛轉(zhuǎn)子,用途：主要用于絕熱焓降較小的背壓透平。,特點(diǎn)：通流部分內(nèi)徑相同， 各級(jí)的平均直徑從高壓到低壓逐漸增大， 各級(jí)的絕熱焓降也逐漸增大。,優(yōu)點(diǎn)：平均直徑逐漸增大，葉高增大不多， 葉片扭曲不劇烈。,缺點(diǎn)：透平徑向尺寸變化劇烈， 易造成汽流脫離，增大氣動(dòng)損失。, 等外徑整鍛轉(zhuǎn)子,用途：主要用于燃?xì)馔钙健?特點(diǎn)：通流部分外徑相同， 各級(jí)的平均直徑

20、和絕熱焓降逐漸減小。,優(yōu)點(diǎn)：機(jī)組徑向尺寸變化較小，流動(dòng)性能好。,缺點(diǎn)：平均直徑逐漸減小，葉片越來(lái)越長(zhǎng)，扭曲劇烈。, 等平均直徑,其優(yōu)、缺點(diǎn)介于等內(nèi)徑轉(zhuǎn)子和等外徑轉(zhuǎn)子之間。, 內(nèi)徑、平均直徑、外徑逐漸增大,對(duì)于蒸汽透平，尤其是大功率凝汽式蒸汽透平， 蒸汽的膨脹程度很大，相應(yīng)的容積流量也越來(lái)越大。 因而通流面積也越來(lái)越大。 需要同時(shí)增大級(jí)的平均直徑和葉高來(lái)保證通流面積。,圖4.22 汽輪機(jī)通流部分變化規(guī)律,4）各級(jí)焓降分配和級(jí)數(shù)的確定, 在最佳速比下，任何一級(jí)的焓降可用公式表示：,其中：,圖4.24 確定汽輪機(jī)級(jí)數(shù)用圖,焓降分配具體過(guò)程和步驟：, 確定多級(jí)汽輪機(jī)的第一級(jí)平均直徑和末級(jí)平均直徑, 初

21、步確定通流部分形狀（平均直徑的變化規(guī)律）, 確定（選擇）各級(jí)反動(dòng)度的變化規(guī)律, 將平均直徑、速比、反動(dòng)度的變化按比例畫在圖上, 將圖分為若干等距離段，分別量出各點(diǎn)的dm、x1和,根據(jù)公式：, 計(jì)算所需的級(jí)數(shù),取整, 計(jì)算各級(jí)的平均焓降, 將上圖重新分為z-1段（z個(gè)點(diǎn)），重新查出各級(jí)的焓降。,5）汽輪機(jī)的分缸,汽輪機(jī)的分缸，取決于汽輪機(jī)功率的大小。, 對(duì)小功率汽輪機(jī)： 一般為單缸；, 對(duì)中等功率汽輪機(jī)： 可以分為兩個(gè)汽缸，即高壓缸和低壓缸；, 對(duì)大功率汽輪機(jī)： 可以分為高壓缸、中壓缸和低壓缸雙排汽/四排汽。,6）級(jí)的結(jié)構(gòu)選取, 調(diào)節(jié)級(jí)：,在通流部分最前面， 它通過(guò)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的參數(shù)或流量 來(lái)調(diào)節(jié)

22、汽輪機(jī)功率。,調(diào)節(jié)級(jí)均設(shè)計(jì)成沖動(dòng)式，有單列/雙列調(diào)節(jié)級(jí)：,單列調(diào)節(jié)級(jí):利用的理想焓降約為：84 147 kJ/kg 適用于對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求高的機(jī)組 （如：核電汽輪機(jī)、大功率發(fā)電汽輪機(jī)）。,雙列調(diào)節(jié)級(jí):利用的理想焓降約為：167 418 kJ/kg 適用于對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求較低的中、小汽輪機(jī)組。, 壓力級(jí)：調(diào)節(jié)級(jí)之后的所有壓力級(jí)。有兩種選擇：,沖動(dòng)式/反動(dòng)式：各有優(yōu)、缺點(diǎn)。根據(jù)生產(chǎn)廠習(xí)慣決定。,三、一定轉(zhuǎn)速下的透平極限功率,是指在一定轉(zhuǎn)速和蒸汽進(jìn)、排汽參數(shù)下: 一臺(tái)單排汽口汽輪機(jī)在轉(zhuǎn)子葉片材料所能安全承受 的最大應(yīng)力值時(shí)，所能發(fā)出的最大功率。,1）透平極限功率,對(duì)一臺(tái)單排汽口、無(wú)抽汽的汽輪機(jī)，其內(nèi)功率Ni

23、 為：,三個(gè)影響 功率因素：, 汽輪機(jī)的蒸汽流量 G ；, 汽輪機(jī)的總絕熱焓降 Hs ；, 汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率 。,分析1：總絕熱焓降Hs 汽輪機(jī)功率Ni, 多級(jí)汽輪機(jī)總絕熱焓降: 1680 2100 kJ/kg 與進(jìn)、排汽參數(shù)有關(guān)。, 在汽輪機(jī)進(jìn)、排汽參數(shù)給定下， Hs 已確定。,分析2：透平內(nèi)效率 汽輪機(jī)功率Ni, 透平內(nèi)效率變化很?。?）；, 大功率機(jī)組內(nèi)效率高，小功率機(jī)組內(nèi)效率低。,分析3：蒸汽流量 G 汽輪機(jī)功率Ni, 汽輪機(jī)功率的增大主要是靠流量增大來(lái)實(shí)現(xiàn)的。, 流量極限 Ni極限。,在多級(jí)汽輪機(jī)中： 流量對(duì)各級(jí)基本相同，但容積流量對(duì)各級(jí)卻相差很大。 隨著蒸汽在汽輪機(jī)中的膨脹，汽流壓力逐漸降低， 末級(jí)的壓力最低，比容最大，相應(yīng)容積流量也最大。 顯然，末級(jí)的通流能力決定了整個(gè)透平的功率。, 當(dāng)末級(jí)流量增大到最大流量（極限流量）時(shí)， 末級(jí)的通流面積也增大到最大面積，,末級(jí)連續(xù)方程：,其中：c2 代表末級(jí)排汽速度,c2 G Ni, hc2 , 一般,v2 代表末級(jí)排汽比容：取決于汽輪機(jī)的背壓， 與汽輪機(jī)類型（凝汽式/背壓式）有關(guān)；,pz