哈尔滨工程大学核学院汽轮机课程设计

表一：机组预先计算

序号 名称

符号 单位 公式来源 数据结果

1 汽轮机有效功率 N e MW 给定 6.00

2 汽轮机初始蒸汽压力 p 0 MPa 给定 3.4

3 3 汽轮机初始蒸汽温度 t 0 ℃ 给定 435.00

4 初始蒸汽焓 h 0 kJ/kg 由h-s 图查得

3304.66

5 凝汽器压力 p con MPa 给定 0.00

6 排汽管中蒸汽速度 c ex m/s （80~150）m/s 110.00

7 排汽管中能量损失 ΔH ex kJ/kg

6.05 8 汽轮机最末级出口蒸汽压力 p ex MPa 由h-s 图查得 0.0048 9 汽轮机组理想焓降 ΔH a kJ/kg 由h-s 图查得

1183.29

10 汽轮机组有效效率 ηe 给定 0.80 11 汽轮机轴系效率 ηw 给定 0.99 12 齿轮传动效率 ηg 给定 0.98 13 汽轮机机械效率 ηm 给定 0.98 14 不工作级损失效率 ηv 给定 0.98 15 汽轮机组总机械效率 ηmt 0.93 16 汽轮机组内效率 ηit 0.86 17 汽轮机组内焓降 ΔH i kJ/kg 1016.45

18 外部密封漏汽损失系数 k 1.01~1.015 1.00 19 计算内效率 ηitp 0.86 20 计算内焓降 ΔH ip kJ/kg 1016.45

21

汽轮机组总蒸汽流量

G 0 kg/s

6.95

22 调节级出口蒸汽压力 p gov MPa J gov 按表2-1选取

1.48 23 调节级理想焓降 Δh a,gov kJ/kg 246.86 24 调节级内效率 ηi,gov 0.63~0.72 0.50 25 调节级内焓降 Δh i,gov kJ/kg 123.43 26 调节级出口实际蒸汽焓 h gov kJ/kg 由h-s 图查得 3181.23 27 调节级出口实际蒸汽温度 t gov ℃ 由h-s 图查得 351.74 31

非调节级内焓降

ΔH ih '

kJ/kg

893.02

mt

w g m v

ηηηηη=/it e mt

ηηη=a it

H η∆⋅itp it k ηη=a itp H η∆⋅

e a e

N H η∆⋅,,a gov i gov h η∆⋅,ip i gov

H h ∆-∆

33 非调节级理想焓降 ΔH ah ' kJ/kg 由h-s 图查得 1026.52

表二：末级主要尺寸预计算

序号 名称

符号 单位 公式来源 数据

1 流路数目

Z 按2.2.3节定 1.00 2 最末级出口蒸汽压力 P 2z MPa 表1 第8项 0.0048 3 最末级出口蒸汽比容 ν2z m 3/kg 由h-s 图C 点定

25.76 4 流量系数 μ 查图1-2 0.99 5 最末级直径叶高比 λ d/l=4～6 6.00 6 最末级出口蒸汽绝热指数 k k=1.035+0.1x z ，

x z 是出口干度 1.12 7 最末级出口临界速度 w zkp m/s

372.77 8 最末级出口蒸汽相对速度 w 2z m/s w 2z =(0.9～0.92)w zkp 339.22 9 最末级平均直径圆周速度 u z m/s 200～300m/s 280.00 10 最佳末级出口相对气流角 β'2z ° β'2z =arccos(u z /w 2z ) 34.39 11 最末级出口蒸汽相对气流角 β2z ° β2z =β'2z -(3～5)° 30.39 12 最末级出口蒸汽绝对速度 c 2z m/s

速度三角形

171.97 13 最末级余速损失 Δh c2z kJ/kg

保证轴向出汽

14.79 14 最末级出口蒸汽比容 ν'2z M 3/kg 由h-s 图N 点定 25.76 15 最末级动叶栅减窄系数 τbz 0.88～0.93 0.90 16 最末级蒸汽流量 G z kg/s

G 0/Z

6.95 17 最末级出口平均直径 d z m

1.48

18 最末级动叶片高度 l bz m d z /λ 0.25 19

转速

n

r/min

60u z /πd z

3622.43

表三：调节级详细计算

序号 名称

符号 单位 公式来源 数据

1

汽轮机初始蒸汽压力

P 0

MPa

表1第2项

3.43

222z

c

2 汽轮机初始蒸汽温度 t 0 ℃ 表1第3项 435

3 调节级出口蒸汽压力 p gov MPa 由h-s 图得

1.4473 4 调节级理想焓降 Δh agov kJ/kg Ω-∆1,gov n h

246.857143

5 调节级总反动度 Ω 取0.02

0.02 6 调节级级速度 c agov m/s

702.648053

7 调节级级特性速比 x agov 0.25~0.3 选取

0.3

8 调节级圆周速度 u gov m/s 210.794416 9 调节级级平均直径 d gov m n

u gov

π60

1.11193826

10 第一列喷嘴出口压力 p n1 MPa 压比取0.43 1.4749 11

第一列动叶出口压力

p b1 MPa

由h-s 图得

1.4473

14 调节级蒸汽流量 G gov

kg/s

，高压缸按单流计

算

6.945 15 喷嘴理想焓降 Δh n1gov kJ/kg 由h-s 图得

241.92 16 喷嘴出口蒸汽理论速度 c 1t1 m/s 695.586084

17 喷嘴速度系数 φ1 0.96～0.97

0.97 18 喷嘴出口蒸汽实际速度 c 11 m/s

674.718501 19 喷嘴中的损失 Δh nξ1 kJ/kg

14.297472

20 喷嘴出口蒸汽压力 P 11 MPa 由h-s 图得 1.4749 21 喷嘴出口蒸汽比容 v 11 m 3/kg 由h-s 图得

0.1794 22 最小截面处蒸汽压力 p kp MPa 1.87278 23 最小截面前理想焓降 Δh nkgov kJ/kg 由h-s 图得

178.45 24 最小截面处蒸汽速度 c kp m/s 579.488749

25 最小截面处蒸汽比容 v kp m 3/kg 由h-s 图得

0.1467 26 最小截面积 A min m 2

0.00175816

27 喷嘴几何出流角 α11g 。 14º～18° 14 28 喷嘴减窄系数 τn1

0.88～0.93

0.9 29 喷嘴高度判断标准 m

0.0023139

30

喷嘴部分进气度

ε1

选取

0.175

11

n l ε⋅0G