核电汽轮机结构与特点
汽轮机结构介绍
汽轮机结构介绍一、汽轮机的基本结构汽轮机是一种能够将热能转化为机械能的热能机械装置，其基本结构包括以下几个主要部分。
1. 燃烧系统：汽轮机的燃烧系统用于将燃料燃烧产生的高温高压气体引入汽轮机的工作部分。
燃烧系统由燃烧室、燃料供应系统和点火系统等组成。
2. 压气机：压气机是汽轮机的核心部件之一，用于将大气中的空气压缩，并将压缩空气送入燃烧室。
压气机通常采用多级式结构，每一级都由转子和定子组成，通过转子的高速旋转将空气压缩。
3. 燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的主要工作部分，其通过高温高压气体的膨胀驱动轴的旋转，从而产生机械能。
燃气轮机由转子和定子组成，转子上装有叶片，当高温高压气体通过叶片冲击转子时，转子开始旋转。
4. 透平：透平是汽轮机中的一个关键部件，其主要作用是将燃气轮机输出的高速旋转运动转化为有用的功。
透平通常由多级叶片组成，通过叶片的反作用力使得透平旋转，并将旋转能转化为动力输出。
5. 发电机：发电机是汽轮机的输出部分，其将汽轮机产生的机械能转化为电能。
发电机通常由转子和定子组成，转子通过汽轮机输出的轴的旋转驱动，从而使定子中的线圈产生感应电动势，最终输出电能。
二、汽轮机的工作过程汽轮机的工作过程可以分为以下几个步骤。
1. 压缩过程：在汽轮机的工作过程中，压气机将大气中的空气进行压缩，使得空气的压力和温度升高。
2. 燃烧过程：经过压缩后的空气进入燃烧室，与燃料进行燃烧，产生高温高压气体。
3. 膨胀过程：高温高压气体进入燃气轮机，推动燃气轮机的转子旋转，从而产生机械能。
4. 发电过程：燃气轮机输出的轴通过透平的旋转将机械能转化为电能，最终输出为电力。
三、汽轮机的应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。
1. 发电：汽轮机在发电领域中的应用非常广泛，特别是在火力发电和核电站中，汽轮机是主要的发电设备。
2. 航空：航空领域中的喷气式飞机通常采用燃气涡轮发动机，其基本结构和汽轮机类似，通过燃烧产生的高温高压气体推动飞机的前进。
核电汽轮机的特点及选型
核电汽轮机的特点及选型发表时间：2017-08-08T19:28:58.050Z 来源：《电力设备》2017年第10期作者：李阳[导读] 摘要：本文首先分析了核电汽轮机的几个特点，即蒸汽参数低、节流调节、蒸汽湿度大、以及设置有汽水分离再热器。
（山东核电有限公司山东烟台 265116）摘要：本文首先分析了核电汽轮机的几个特点，即蒸汽参数低、节流调节、蒸汽湿度大、以及设置有汽水分离再热器。
文章结合这几个特点来分析核电汽轮机应如何选型，以促进核电设备有效运行，降低投资资金，将核电特长充分发挥出来。
关键词：核电；汽轮机；特点；选型前言随着我国核电事业不断发展，规模不断壮大，汽轮机的使用量也随之增加。
在核电运行系统中，汽轮机属于重要组成部分，常分作两种机型，即全速汽轮机和半速汽轮机。
我国在运核电厂中，秦山三期为半速汽轮机，除此之外的其他核电厂，均采用全速汽轮机。
通常情况下，半速汽轮机主要应用于一些百万千瓦级以上的项目中，而目前我国这类项目较少。
随着核电事业的不断发展，建设规模不断扩增，核电项目百万千瓦级的越来越多，汽轮机的合理选择成为了核电企业首要考虑的问题之一。
文章首先分析了核电机组汽轮机的特点，然后根据这些特点分析汽轮机正确选型的方法。
一、分析核电运行系统中汽轮机的几个特点（一）参数低现如今，多数核电站都属于压水堆核电站，受于反应堆的压力容器强度限制，一回路冷却剂参数较低，导致二回路主蒸汽的参数也相对较低。
现选择国内常用的1000MW级机组作为实际案例来展开分析，机组中一回路冷却剂的平均压力约为15.5MPa、平均温度约310℃，二回路中，蒸汽发生器出口压力约为6.7MPa，温度约 283℃，蒸汽湿度约0.2-0.4%。
这种机组和功率相同的火电汽轮机对比，因蒸汽参数低，做功时焓降较小，所以需要的主蒸汽流量则较大[1]。
（二）节流调节汽轮机调节主要有两种方式，一种是喷嘴调节，一种是节流调节。
两种调节方式的差别在于节流调节没有设计调节级，具有较高的设计工况效率，而变工况的效率则偏低；喷嘴调节的设计与节流调节则恰好相反，设计工况效率较低，变工况效率较高。
核电汽轮机组特点分析
１ 核 电汽 轮机 分类
（） 电汽轮 机 分为 全 速核 电汽 轮机 和半 速 核 电汽 轮 机 。 １核
．
（） 门 子 、 屋 、 菱 、 ２西 西 三 日立 、 芝 生 产 的 百 万 千 瓦 级 东
以上 的 核 电 汽 轮 机 组 全 部 为 半 速 机 组 ， Ｂ 和 ＡＬ Ｔ ＡＢ Ｓ ０Ｍ 既 生 产 半 速机 组 又 生 产 全 速 机 组 。 俄 罗 斯 生 产 全 转 速 机
面积要 大于火 电机组 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（） ３在不 同的 工 况下 ， 电汽 轮 机 的蒸 汽流 量 ， 核 一般 保 持不
变 。而 火 电汽轮 机 的蒸 汽 流量 ， 着 工况 的 不 同在 变 化 。 随
作、 保管并 向集 团内各 单位和社 会 市场 开放租 贷业 务 ， 即保 选择 合理的方式 ， 比如某种周 转材 料使 用期 过 长 ， 贷 费用 租 证 了施工 用料 ， 又可 以有 一笔 可 观的 收人 。在 库存 周转 材 过 高 且 本 身 价 值 偏 低 ， 么 就 对 其 进 行 采 购 。 相 反 ， 在 一 那 仅 料 与 施 工 场地 相 距 较 远 的 情 况 下 ， 行 长 途 运 输 会 消 耗 大 小 段 时 间 内使 用 的 周 转 材 料 ， 向 材 料 公 司 进 行 租 贷 更 为 进 则 购 量资金 ， 利用本有 的库 存 周转 材 料 与其 他公 司进 行 资 源共 节 约 。在 购 买 材 料 时 还 要 考 虑 目前 公 司 的 资 金 状 况 ， 买
组 。从 当前 核 电 机 组 的 发 展 趋 势 来 看 ， 于 Ｉ ０ ＭＷ 及 其 对 Ｏ０ 以上 等 级 的 汽 轮 发 电机 组 ， 多 采 用 半 速 机 组 。 大
浅谈核电同火电汽轮机的比较
浅谈核电同火电汽轮机的比较我国第一座核电站始建于上世纪50年代，核电发展历经60年。
我国核电发展在前期速度较慢，随着近年来经济的飞速发展科学技术的不断进步，核电发展速度正逐渐提升。
由于核电汽轮机的配套反应湿蒸汽参数低，具有放射性的特点，因此，需要将核电汽轮机组与火电汽轮机组加以区别。
本文将从热力参数、结构特性、流通设计和运行方式等方面对核电汽轮机和火电汽轮机进行比较分析。
一、热力设计参数不同由于当前大部分核电站采用的是压水堆，压水堆核电站汽轮机的热力设计设计参数特点为：流量大、焓降小、蒸汽参数低、效率低。
反应堆供给汽轮机的蒸汽参数低，通常为5～7MPa，湿度在0.25～0.41%之间，温度在270～285℃之间，显示为略带湿度和蒸汽饱和状态。
当核电汽轮机与火电汽轮机排气压力相同时，核电汽轮机做功是有效焓降低，大约为火电汽轮机焓降的一半。
火电汽轮机窝炉则是采用的燃煤、燃气和燃油等燃料。
主蒸汽高温、高压的过热蒸汽。
二、结构特性不同由于热力设计参数不同，核电汽轮机与火电汽轮机在设计结构也有所不同，具体差异如下：（一）外形尺寸差异相比火电汽轮机，核电汽轮机的进气参数低、比容大，具体进气容量约为相同功率火电的火电汽轮机机的一倍，这就要求核电汽轮机进气管、阀门以及汽缸尺寸比常规汽轮机要大，高压缸叶片要长于一般汽轮机。
另外，在相同功率的条件下，核电汽轮机末级叶片比火电汽轮机的末级叶片药长、外形尺寸大、排气面积大。
（二）汽水分离、再热器（MSR）的设置存在差异核电汽轮机的工作蒸汽为饱和蒸汽，该蒸汽通过高压锅做工之后，产生的排气湿度较大，如果直接将蒸汽排入低压缸，将会导致汽轮机的某些零部件因水侵蚀而损坏。
因此，为了降低汽轮机低压缸的蒸汽湿度，就需要提高低压缸的蒸汽温度，这样就可以确保核电汽轮机具有一定的过热度，热力循环效率得到相应的提高，低压缸的工作环境和条件得到改善。
在汽轮机的高压缸和低压缸设置汽水分离器，这样可以有效的防止和减轻湿蒸汽对汽轮机低压缸零部件的腐蚀与损坏。
核电汽轮机结构设计及运行特点分析_1
核电汽轮机结构设计及运行特点分析发布时间：2022-05-04T10:00:40.659Z 来源：《当代电力文化》2022年1期作者：丁浩[导读] 将核电厂技术特点作为研究的起点，分析压水堆核电站及相应的热力循环系统，丁浩福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要：将核电厂技术特点作为研究的起点，分析压水堆核电站及相应的热力循环系统，通过对核电汽轮机技术特点进行探讨，分析在设计和结构上的应用特点，为理论及实践应用提供有力的支持。
核电厂的工作就是将核燃料轴在反应堆的裂变链式反应中产生的热量转变为电能，是我国目前重要的发电厂。
核燃料发生裂变反应主要通过热能的方式表现出来，通过一次、二次冷却剂的栽带和转变，通过蒸汽驱动汽轮发电机发电。
核电厂根据反应堆的不同可分为轻水堆核电厂、重水堆核电厂、石墨气冷堆发电常等。
轻水堆发电厂还可分为压水堆和沸水堆；石墨气冷堆可分为天然铀气冷堆及高温冷堆。
关键词：核电汽轮机；结构设计；运行特点在压水堆核电厂的运行过程中，向环境排放的放射性物质相比火电厂中粉煤灰排放的放射性物质含量较低，不会产生二氧化硫等有害气体。
相比气冷堆、重水堆、沸水堆等对比，压水堆的特点为功率密度高、结构紧凑、安全、操作简便、技术成熟、造价成分低等，因此成为了目前世界范围中核电厂最常用的类型。
我国的大亚湾、秦山等核电厂都采用的是压水堆类型发电，根据研究，在快中子增殖堆等发展成熟前，压水堆在我国核电厂的应用中有极大的优势。
一、关于压水堆核电厂压水堆核电厂就是通过压水反应堆通过核裂变能转变为热能，然后再形成蒸汽从而发电的核电厂。
压水堆的堆芯放置在压力容器中，水不仅是慢化剂，还是核心内燃料元件的一次冷却剂，能够将堆芯的热量带入蒸汽发生器的一次侧，传递到二次侧的水，在温度降低后再次进入堆芯，从而形成循环。
蒸汽发生器的二次侧中的水吸收热量，形成了具有一定压力的饱和蒸汽或微过热蒸汽，进入到汽轮机中做功。
做功完成后的蒸汽会进入到凝汽器中凝结成水，水泵再传输到蒸汽发生器二次侧，以此完成二回路系统[1]。
核电站主设备结构及工作原理概述
核电站主设备结构及工作原理概述核电站的主要设备包括核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机和发电机。
其工作原理是利用核裂变反应产生的热能来驱动蒸汽发生器产生高温高压的蒸汽，然后通过汽轮机和发电机将蒸汽的热能转化为电能。
核反应堆是核电站的核心设备，它通过控制核裂变反应来产生热能。
核燃料棒中的核燃料在受到中子轰击后发生核裂变，释放出大量热能。
通过控制核反应堆中的中子流量和燃料的放置位置，可以调节核反应堆产生的热能。
蒸汽发生器是核电站中的重要设备，它通常与核反应堆紧密相连，通过核反应堆释放的热能来加热其中的水，产生高温高压的蒸汽。
这些蒸汽会被输送到汽轮机中，驱动汽轮机转动。
汽轮机是由叶片转子组成的装置，其工作原理类似于蒸汽机。
高温高压的蒸汽进入汽轮机后，会使叶片转子旋转，转动过程中的动能会被转化为机械能。
最后，汽轮机会驱动发电机转动，将机械能转化为电能。
发电机是核电站中的电能转化设备，其工作原理是通过电磁感应现象将汽轮机产生的机械能转化为交流电能。
这样，核电站中产生的热能最终被转化为电能，供应给城市和工业使用。
总的来说，核电站的主要设备结构包括核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机和发电机，它们之间通过热能转化和电能转化的方式相互配合，最终实现了核能资源的有效利用，为社会提供清洁能源。
核电站是一种能够将核能资源转化为电能的设施，是当今世界上最为关键的能源供应形式之一。
核电站的主要设备通过精密的协调工作，达到高效地能量转换。
以下将详细介绍核电站主设备的工作原理和结构，并分析核电站在电能生产中的重要作用。
首先，核反应堆是核电站的核心设备，其结构一般由包含燃料棒的反应堆压力容器、控制系统和反应堆冷却系统组成。
核反应堆内的燃料棒通常使用铀235等核裂变材料，当受到中子轰击后，会产生核裂变反应。
这些核裂变反应会释放出大量的热能，从而加热周围的原生水。
控制系统能够调节燃料棒的位置和中子通量，以维持核反应的稳定。
蒸汽发生器是核电站中的关键组件，其结构包括两个相互连接的容器，在其中热交换管道负责将核反应堆释放的热量传导给其周围的水。
AP1000核电汽轮机设计特点分析
·段增辉,高宏喜,陶功新,邱健(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:随着安全性要求的提高,AP1000将会是今后国内市场主力堆型之一,文章详细分析了东方引进的匹配AP1000堆型的核电汽轮机的设计特点。
重点介绍了高中压模块、低压模块、末级叶片等主要部件的结构特点及机组的技术成熟性。
关键词:核电汽轮机,ARABELLE,AP1000,末级叶片中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2020)01-0014-05 Design Characteristics Analysis of AP1000Nuclear Steam TurbineDUAN Zenghui,GAO Hongxi,TAO Gongxin,QIU Jian(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:With higher security requirements,AP1000will be the main reactor in the domestic market in the future.In this paper, the design characteristics of the AP1000nuclear steam turbine is analyzed in detail which is imported by DEC.The structural features of the main components of the HIP module,the LP module,the last stage blade and the technical maturity of the unit are mainly introduced.Key words:nuclear steam turbine,ARABELLE,AP1000,last stage blade1前言近年来,我国核电取得长足发展。
核电厂汽轮机的相关知识
核电厂汽轮机的相关知识核电厂大多数都使用饱和汽，为了降低发电成本，单机容量已增加到1000MW级。
在总体配置上，饱和汽轮机组总是设计成高压缸和一组低压缸串级式配置，在进入低压缸前设置有汽水分离再热器，有的设计在汽水分离再热器和低压缸之间设置中压缸或中压段。
一般情况下，核电厂大功率汽轮机的所有汽缸都设计成双流的，且两个或更多的低压缸是并联设置。
还有在高压缸两端对称地每端布置两个低压缸的设计。
我国田湾核电厂就采用这种汽轮机配置。
大亚湾核电厂的汽轮机为英国公司设计制造的多缸单轴系冲动式汽轮机。
汽轮机的转速为3000r/min，额定功率为900MW，新汽参数为6.63MPa，283℃，低压缸排汽压力0.0075MPa，额定负荷下蒸汽流量为5515t/h,汽轮机为4缸、六排汽口型式。
一个高压缸和3个低压缸皆为双流对分式。
新蒸汽分4路经高压缸汽室后由进汽短管导入高压缸，高压缸的两个排汽口，各通过4根蒸汽管与低压缸两侧的汽水分离再热器相连。
高压缸排汽在汽水分离再热器经汽水分离再热后，进入低压缸，每个低压缸的两个排汽口与一台凝汽器相接，整台汽轮机，共有6个抽汽口，供2组高压加热器和4组低压加热器以及给水泵汽轮机用汽。
除氧器用汽来自高压缸排汽。
高压缸为铬钼材料铸造的单层缸结构，水平对分型式，每一汽流流向各有5级。
其中隔板皆采用隔板套结构，高压缸转子由镍铬钼钒钢锻成，每个流向都有锻成一体的5级叶轮，各级叶片的叶根皆为多*型，叶片长度为91mm,叶片的顶部有预加工的铆钉头，用来装置围带，每一级叶片的围带都由数段组成扇形叶片组。
高压缸的轴封、隔板汽封和通流部分汽封皆采用梳齿形汽封结构。
三台低压缸具有基本相同的结构，皆为双层缸，水平对分式。
内缸包含环形进汽室和所有的隔板。
外缸提供低阻力的蒸汽流道并将内缸的反冲力矩传递给汽轮机基础。
低压缸的内、外缸都由碳钢制造，内缸为焊接结构，外缸为焊接组装结构。
低压缸隔板由铁素体不锈钢制造，隔板的结构为标准的焊接静片和内外围带结构，嵌在隔板套的槽内。
核电汽轮机与火电汽轮机比较分析
核电汽轮机与火电汽轮机比较分析摘要：近年来，我国的核电事业获得了较大的发展，人们对于核电也具有了更高的关注度。
同火电相同，核电在具体工作当中也通过汽轮机的使用发电，但两者在较多方面也存在着一定的不同。
在本文中，将就核电汽轮机与火电汽轮机进行一定的研究与比较。
关键词：核电汽轮机；火电汽轮机；比较分析1引言在近年来科学技术不断发展的过程中，我国的核电事业获得了较为快速的发展，较多的核电站得到了建设。
为了能够更好的掌握核电站运行特点，做好同火电汽轮机间的比较可以说是一项重要的工作，需要能够做好分析比较。
2核电、火电汽轮机比较2.1结构特性对于核电、火电汽轮机来说，两者在设计结构方面存在一定的差异，其主要体现在：第一，外形尺寸。
同火电汽轮机相比，核电汽轮机具有更大的比容以及进气参数，具体进气容量同功率相同的火电汽轮机相比要大出一倍。
该种情况的存在，则使得汽轮机在阀门、气缸尺寸以及进气管方面都要大于常规的汽轮机，且同一般汽轮机相比在高压缸叶片长度方面也具有更长的特点。
而在功率相同的情况下，同火电汽轮机相比，核电汽轮机具有更长的末级叶片，同时具有更大的排气面积以及外形尺寸；第二，汽水分离。
对于核电汽轮机而言，其工作蒸汽类型为饱和蒸汽，蒸汽在经过高压锅做功后，则将产生较大的排汽湿度。
如果在运行当中将该蒸汽直接排入到低压缸当中，则将在侵蚀汽轮机零部件的情况下使其发生损坏。
在该种情况下，为了能够对汽轮机低压缸的蒸汽湿度进行降低，即需要对低压缸蒸汽温度进行提升，在使汽轮机具有一定过热度的基础上获得更高的热力循环效率，同时也是对于低压缸工作条件以及运行环境的积极改善。
同时，在其高低压缸位置具有汽水分离器的设置，以此避免湿蒸汽对零部件造成损坏或者腐蚀；第三，进气截止阀。
对于核电汽轮机来说，其具有较大的比容以及较低的进汽参数，对此，在管道以及高压缸内将存在大量的水与蒸汽，如设备在运行当中发生甩负荷或者机械故障问题，此时主汽阀则将自动关闭，并因此具有更低的压力。
核电汽轮机结构设计及运行特点研究
核电汽轮机结构设计及运行特点研究伍赛特(上海汽车集团股份有限公司，上海200438)摘要：以核电厂的技术特点引入论题，介绍了压水堆核电站及其热力循环系统，重点对核电汽轮机的技术特点进行了研究，阐述了其在设计和结构方面的运用及其运行特点，由此为相关理论研究与工程应用提供了必要的理论依据。
关键词:核电站；汽轮机;压水堆;半速汽轮机;核反应堆中图分类号:TK269文献标志码:A文章编号：2095-2945(2021)16-0098-04Abstract：Introduce the topic based on the technical characteristics of nuclear power plants,introduce the pressurized water reactor nuclear power plant and its thermodynamic cycle system,focus on the technical characteristics of nuclear power steam turbines,and explain its application in design and structure and its operating characteristics.This provides the necessary theoretical basis for related theoretical research and engineering applications.Keywords:nuclear power plant;steam turbine;pressurized water reactor;half-speed steam turbine;nuclear reactor1核电厂核电厂是将核燃料铀(钚)在反应堆内裂变链式反应中产生的能量转变为电能的发电厂核燃料产生的裂变能主要以热能的形式出现，其经过一次和二次冷却剂的载带和转换,最终以蒸汽驱动汽轮发电机组发电。
核电汽轮机与火电汽轮机的比较
核电汽轮机与火电汽轮机的比较摘要：本文分析了火电与核电汽轮机的差异，介绍了核电汽轮机在热力设计和结构的独特，且与火电汽轮机进行了比较，阐述了核电汽轮机与火电汽轮机的差别。
关键词：火电汽轮机；核电汽轮机；比较一火电与核电汽轮机的差异1.1基本热力参数的差别压水堆核电机组与火电机组相比初参数低得多并且湿度大，主蒸汽为略带湿度的饱和蒸汽（压力一般在6MPa左右，湿度为0.25%～0.5%），核电机组总焓降约为同功率火电机组的三分之二，有效焓降仅为常规火电汽轮机的一半左右，其汽耗显著增加，相应疏水量随之增大。
同等容量核电汽轮机的进汽量是火电机组的两倍，而容积流量则为五倍左右。
蒸汽的容积流量增大，这就要求核电机组的通流面积要大于火电机组。
1.2蒸汽热力过程的差别在常规火电机组中蒸汽大部分处于过热蒸汽状态，只有在低压缸末几级处于湿蒸汽状态下。
核电汽轮机只有低压缸前几级处于过热状态，其余部分都处于饱和线之下的湿蒸气状态.汽状态。
图1表示了蒸汽在汽轮机中的膨胀过程。
（1）图中线段abcdef表示进汽压力24.2MPa的常规超临界中间再热机组的热力过程线，饱和线上方为过热蒸汽区，下方为湿蒸汽区工作，其余均在过热区。
（2）图中线段ABCDE表示进汽压力6.41MPa的饱和蒸汽的膨胀过程曲线，AB表示蒸汽在高压缸中的膨胀，在高压缸作功后排入汽水分离再热器进行去湿再热后达到过热点C，然后进入低压缸膨胀线段CE，图中仅有低压缸中（CD段）前几级处于过热蒸汽状态，大部分处于饱和线以下的湿蒸汽区工作。
从核电与火电热力过程线中，可以明显的看出两者间热力参数的差别。
图1蒸汽在汽轮机中的膨胀过程1.3调节方式的差别大容量的火电汽轮机普遍采用喷嘴调节配汽方式。
这种配汽方式只有在最后开启的那组调节阀的汽流受到节流的影响。
因此，节流导致的能量损失不会很大，所以，对于变工况运行比较频繁的火电机组是最佳的配汽方式。
核电机组蒸汽参数低、流量大，采用喷嘴调节的调节级动叶片的应力很高。
核电厂汽轮机的特点分析
核电厂汽轮机的特点分析摘要：核电汽轮机的参数低，流量及湿度均较大，具备节流调节的特点，其容量匹配主要以机随堆模式为主，通流裕量较小，于火电机组不同。
半速机和全速机比较，前者圆周速度小，所以应力较小，对于水腐蚀方面有较好的性能，但是半速机的制造的成本较全速机高。
所以，选型时主要结合地区实际情况、经济、技术指标，以及机组实际容量等来进行确定，就我国目前核电发展情况来看，对1000MW及以上等级的核电汽轮机机组主要以半速机为主，优势显著。
关键词：核电厂；汽轮机；特点分析1 核电厂汽轮机概述汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
它的主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
在采用化石燃料（煤、石油和天然气）和核燃料的发电厂中，基本上都采用汽轮机作原动机。
有时，汽轮机还直接用来驱动泵，以提高电厂的经济性或安全性。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排气口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排气口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽，从排气口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水。
此凝结水由凝结水泵抽出送往蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保持较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累，必使凝汽器内压力升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功；同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化。
这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。
2 核电站汽轮机特点核电站汽轮机通常采用饱和水蒸汽（或微过热蒸汽）作为工质，并由高压汽缸、低压汽缸、汽水分离再热器、回热加热器和凝汽器等辅助设备组成。
其工作原理与普通电厂汽轮机相同，结构也大体上相近，唯有新蒸汽初参数较低而已（一般新蒸汽初压在5-7MPa范围内，过热度仅20~30℃左右）。
核电站与火电厂汽轮机参数及热力系统的比较分析
核电站与火电厂汽轮机参数及热力系统的比较分析能源是现代社会发展的重要支撑，其中核能和火电是两种常见的发电方式。
核电站和火电厂都应用了汽轮机作为主要发电设备，但它们的参数和热力系统存在一定的差异。
本文将比较和分析核电站和火电厂汽轮机参数及热力系统的异同，以便更好地了解它们各自的特点和优势。
首先，我们来看核电站的汽轮机参数。
核电站采用的汽轮机通常具有较高的转速和较小的容量。
这是因为核电站在核反应堆中通过核裂变产生的热能转化为蒸汽，进而驱动汽轮机发电。
核电站中的汽轮机要适应高温高压的工作环境，因此具有较高的温度和压力参数。
同时，核电站汽轮机的转速要求较高，以适应高效率发电的需要。
相比之下，火电厂的汽轮机参数与核电站有所不同。
火电厂中的汽轮机容量通常较大，转速较低。
火电厂燃烧煤炭或天然气等化石燃料，通过燃烧产生的热能转化为蒸汽，驱动汽轮机发电。
火电厂中的汽轮机要适应较低的温度和压力条件，因此其温压参数相对较低。
火电厂汽轮机的转速较低，这是因为火电厂的发电过程相对核电站更为稳定，不需要过高的转速来满足变化的能源需求。
除了汽轮机参数的差异，核电站和火电厂的热力系统也存在一些不同之处。
核电站的热力系统主要由核反应堆、蒸汽发生器和汽轮机组成。
核反应堆中的热能通过蒸汽发生器转化为高温高压的蒸汽，然后进入汽轮机驱动发电。
核电站的热力系统具有较高的效率和较小的废热损失，因为它能更好地利用核能的高温高压特性。
而火电厂的热力系统由锅炉、汽轮机和冷凝器组成。
锅炉中燃烧煤炭或天然气产生高温高压的蒸汽，然后蒸汽进入汽轮机制动发电。
火电厂的热力系统相对核电站而言有一定的热损失，因为燃烧产生的高温废气无法完全回收利用。
但火电厂的燃料比核电站更易获取，且成本更低，因此在发电量较大、能源供应不稳定的情况下，火电厂仍然具有一定的优势。
综上所述，核电站和火电厂的汽轮机参数及热力系统存在一些差异。
核电站的汽轮机参数较高，适应高温高压的工作环境，且转速要求较高。
核电站汽轮机
因为使用环境、性能要求等各方面的不同。
舰船用的蒸汽轮机与电站蒸汽轮机有很大的不同。
舰船蒸汽轮机安装在易变形的船体基座上，还经常受到船体摇摆、冲击的影响，因而对其整体刚度和结构设计带来了很不利的限制。
它的正常运转直接关系到全船的安全，因而对可靠性要求更高。
它的体积、重量也受到船体的严格限制。
船舶在进出港口或执行任务时需要经常变速或倒航，因此对汽轮机的机动性也有特殊的要求。
船用汽轮机除功率小于1万马力的有时用单轴（通常称为单缸）外，一般都是双轴或三轴分轴布置。
这是由于涡轮前后段蒸汽比容变化很大，高低压涡轮叶片高度相差很大。
单轴布置时要避免低压级叶片轮周速度过大、离心应力过大，转速不能太高，这就使得高压级叶片轮周速度比较低，轮轴功小，必须增多级数，这将使蒸汽涡轮的体积和重量增加。
如果加大高压部分轴心直径，虽然能稍为增大单级轮轴功，在一定程度上减少级数，但是由于此时叶片高度过小，相对内损失增加，难以得到高的内效率。
分缸设计时可将高压轴和低压轴设计成不同的转速，高压轴采用较高转速（5000～10000转／分），以缩小转子直径；增加前几级的叶片高度，以提高效率；低压轴采用较低转速（3000～5000转／分），以降低末几级叶片和轮盘的应力。
采用分缸方式还有一个好处就是当汽轮机发生局部损坏时可用单缸运行，提高了船的可靠性。
为了得到尽量高的热效率，在地面电站蒸汽轮机中要让蒸汽尽量充分膨胀，降低排汽背压。
但在舰用蒸汽轮机中则采用较高的排汽背压，以便减少涡轮级数，从而降低装置重量。
电站汽轮机还采用再热、抽汽回热两种方式组成复杂热力循环，以提高热效率。
简单的说，再热就是让蒸汽在高压涡轮中膨胀做功（温度降低）后，回到锅炉再被加热到新蒸汽温度或者更高一点的温度，然后进入中、低压涡轮继续膨胀做功。
再热实际上是提高了工质——水的平均吸热温度，从而可以提高卡诺效率。
抽汽回热则是在涡轮某些级处分别抽出一部分蒸汽，注入到对应压力等级处的给水管路中去加热给水。
图解汽轮发电机组工作原理及结构
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火力发电厂的几个基本概念
1.饱和水：指在一定条件时，水不能再溶解某种物 质而达到此物质的饱和状态，但此饱和水还可以溶 解其他物质，里面物质的溶解度并不会互相影响。 2.饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时 单 位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子 数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态。 3.过热蒸汽：就是在一定压力下，蒸汽达到饱和温 度，继续吸热，温度超过饱和温度。
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喷嘴
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隔板
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汽轮机喷嘴和喷嘴室
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隔板和下汽缸组装
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轴承（轴瓦）
汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向推 力轴承两种。
1.径向支持承轴：支持转子重量 和离心力。 ( 固定式、自立式 、三油楔式、可倾瓦。） 2.推力承轴： 承担汽轮机转子轴向推力， 保证轴向间隙。
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃 烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
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4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的 能量，进行发电。
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中国核电站分布图
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原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳 定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应， 产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射 线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核 裂变反应。
CC50-8.82/0.98/0.118
核电站汽轮发电机组
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汽轮发电机组设备的组成图
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核汽轮机组的布配形式
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大亚湾核电厂的汽轮机基本参数
大亚湾核电厂的汽轮机为英国GEC—A公司设计制造的 多缸单抽冲动式汽轮机。
汽轮机的转速为3000 r/min，额定功率为900 MW，新 蒸汽参数为6．63MPa，283℃，低压缸徘汽压力为 0.0075 MPa，额定负荷下蒸汽流量为5515t/h。
由于新蒸汽是饱和汽，膨胀后即进人湿汽区，为保证 汽轮机安全经济运行，在蒸汽经过高压缸后．对高压缸 排汽进行汽水分离再热，以保证低压缸的效率和安全性。 因而，饱和汽轮机组无例外地设有汽水分离再热器，这 也是与火电机组的重要区别之一。
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（一）核汽轮机组的一般特点
5、易超速
由于核汽轮机组多数级工作在湿蒸汽区，通流 部分及管道表面覆盖一层水膜，导致机组甩负 荷时，压力下降，水膜闪蒸为汽，引起汽流速 骤增，这是核汽轮机组易超速的主要原因。
2024及/8/1 给水泵汽轮机用汽。除氧器用汽来自高压缸排汽。 19
结构图
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大亚湾核电厂汽水分禽再热器主要参数
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电厂净功率为发电机输出电功率扣除厂用电功率。 厂用电包括反应堆冷却剂泵，给水泵以及其他各种 机械、设备的动力消耗，一般占发电机输出功率的4 ％一8％。
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四、核电厂的热经济指标
3．汽耗率d0 定义为汽轮发电机组发出1kw.h电力所消耗的蒸
汽量。汽耗率是汽轮发电机组的一项重要经济性 指标。
核电站汽轮机运行特点及监测分析
核电站汽轮机运行特点及监测分析摘要：在核电站运行当中，汽轮机是重要的组成设备，其运行情况将直接关系到电站整体运行，也是实际工作中需要重点关注的内容。
在本文中，将就核电站汽轮机运行特点及监测进行一定的研究。
关键词：核电站汽轮机；运行特点；监测引言为了保障汽轮机运行安全，做好汽轮机运行情况的监测把握十分关键。
要想保证该项工作的开展效果，即需要能够充分把握汽轮机运行特点，在此基础上有针对性的进行监测工作。
汽轮机运行特点对于核电厂汽轮机来说，其运行特点主要体现在：新蒸汽参数低在典型压水堆核电站中，汽轮机主汽门前整理压力同回路冷却剂参数具有关联。
在一回路中，反应堆压力壳是重要的部件，主要承受高压、高温与强辐射，其正常运行压力为16MPa，为了保证其正常循环、增加传热次数，压水堆冷却剂出口位置不能存在汽相，对此，冷却剂温度不能够达到饱和值。
从安全角度考虑，冷却剂出口温度同一回路压力饱和温度相比要低，且具有一定的过冷度。
当一回路保持该压力时，出口冷却剂温度则需要为 330℃以下，在该温度下，蒸汽发生器中即能够形成 6MPa 左右的饱和蒸汽。
在核电汽轮机运行中，低参数新蒸汽的使用，使得核电汽轮机在运行中具有以下特点：第一，级数少，且没有中压缸设置；第二，在全部功率中，低压缸功率在其中占据有较大的比例，在 50% 左右。
在该情况下，低压缸运行经济水平也将影响到整个汽轮机；第三，汽轮机排汽损失、排气管道的压力损失情况将直接影响到汽轮机运行经济性。
可用焓降低在汽轮机当中，蒸汽的膨胀使高压缸蒸汽膨胀到 1.2MPa 左右，湿度则会逐渐增加到 12% 左右。
根据汽轮机通流侵蚀损耗条件，不能够对该种湿度的蒸汽继续使用。
在该情况下，在蒸汽进入到低压缸前，即需要使用蒸汽分离器对其进行再热以及汽水分离处理。
同火电汽轮机相比，核电汽轮机当中的为饱和蒸汽、蒸汽压力较低，且可用焓降小、级效率又较低、蒸汽压力低、比容大，其在实际运行当中的特点有：第一，汽轮机具有更大的阀门、进汽管道重量与尺寸；第二，具有较高的高压缸叶片，且具有较多的扭叶片数量，以此具有更大的投资。
汽轮机工作原理及结构ppt
反动作用原理
蒸汽得热能转变为动能得过 程,不仅在喷嘴中发生,而且在动 叶片中也同样发生得汽轮机,叫 做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中,蒸汽不 但在喷嘴(静叶栅)中产生膨胀, 压力由p0降至p1,速度由c0增至 c1,高速汽流对动叶产生一个冲 动力;而且在动叶栅中也膨胀,压 力由p1降至p2,速度由动叶进口 相对速度w1增至动叶出口相对速 度w2,汽流必然对动叶产生一个 由于加速而引起得反动力,使转 子在蒸汽冲动力与反动力得共同 作用下旋转作功。
汽轮机剖面图
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不 仅要承受汽流得作用力与由叶片、叶轮本 身离心力所引起得应力,而且还承受着由温 度差所引起得热应力。此外,当转子不平衡 质量过大时,将引起汽轮机得振动。因此, 转子得工作状况对汽轮机得安全、经济运 行有着很大得影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利 用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机得应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机得基本概念
汽轮机就是用具有一定温度与压 力得蒸汽来做功得回转式原动机 。 按其做功原理得不同,可分为冲动式 汽轮机与反动式汽轮机两种类型。
超超临界汽轮机 新蒸汽压力为25、0MPa以上。
汽轮机得结构
汽轮机由转动部分与静止部分所组成。 汽轮机转动部件得组合体称为转子,它包括 主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及 装在轴上得其她零件。蒸汽作用在动叶栅 上得力矩,通过叶轮、主轴与联轴器传递给 发电机或其她设备,并使它们旋转而作功。 汽轮机得静止部分包括基础、台板(机座)、 汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件,但 主要就是汽缸与隔板。
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大亚湾的径向轴承
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推力轴承工作原理
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国产引进型300MW汽轮机推力轴承
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2.2 汽轮机的转动部分
汽轮机的转动部分包括转子和盘车装置。盘车装置在第三章中介 绍，本节只介绍转子。 转子主要由主轴、叶轮(或转鼓 )、动叶栅、联轴器及其他转动零 件组成 转子的作用是汇集各级动叶栅所得到的机械能并把它传递给其他 机械
盘车装臵的投运场合及作用
在停机期间应利用盘车装臵，连续盘车至转子温度低于规定值。因为汽轮机在 停机状态时，汽缸和转子均处于冷却过程，由于汽缸下部较上部冷却得快，使上 下缸之间出现了温差。此时如果转子静止不动，其上下也会出现温差，这将导致 转子的热弯曲，这种弯曲可能会达到很大的数值，不利于汽轮机重新投运。若强 行冲转，势必造成机组振动，甚至引起机组动静部分的碰摩导致大轴出现永久弯 曲。 在汽轮机冲转前，通常需要向轴封供汽以封隔空气，使凝汽器能建立起一定的 真空。此时会有少量蒸汽进入汽缸，为了避免转子和汽缸上下受热不均匀而引起 转子的热弯曲，也需要对转子进行盘车。对中间再热机组，锅炉点火后通常要投 入旁路系统，此时凝汽器内的蒸汽将通过排汽缸进入汽轮机，使汽缸及转子上下 受热不均，为此，也要求在投入旁路系统之前先投入盘车装臵。 在机组冲转之前，通过盘车，还可检查机组是否已具备了正常的冲转条件。如 动静部分是否有碰摩，主轴弯曲度是否超过规定值，润滑油系统是否正常等。在 冬季，还可利用盘车装臵提高润滑油温使其达到冲转要求的温度。
减小作用在推力轴承上的轴向力；
减小轴向间隙； 减小轴系长度和汽缸之间的相对位移； 方便汽轮机进排汽管道的布臵等；
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分缸情况及蒸汽流程实例
核汽轮机组的布臵形式
1一高压缸；2一中压缸；3一汽水分离再热器；4一低压缸 (a)单轴三缸四排汽口；(b)单轴四缸六排汽口；(c)单轴五缸六排汽口；(d)单轴五缸八排汽口
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大亚湾的低压转子
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5、盘车装置
盘车装臵的分类
在汽轮机停机后及冲转前，使转子以一定速度转动起来的装臵，称为盘车装臵
按盘车转速分：盘车装臵一般有2~4r/min的低速盘车和40~70r/min的高速盘车 两种。有些盘车还具有间歇盘车功能，间歇盘车通常是在连续盘车后进行，它能 使转子定期进行翻转，以代替人工操作，消除转子的热弯曲。 按其动力来源可将盘车装臵分为电动盘车和液动盘车；对电动盘车按其结构特 点又可分为具有蜗轮蜗杆的盘车装臵和具有摆动齿轮的盘车装臵等
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2.3.2 核电站湿蒸汽汽轮机的总体配置
大亚湾核电厂的汽轮机为英国通用电器公司设计制造的饱和蒸汽、中间再热、 单轴冲动式汽轮机。额定功率983.8MW，新蒸汽参数：6.63MPa,283℃,5517t/h； 高排：0.783MPa(11.8%p0),169.5℃, 湿度14.2%；低进：0.74MPa,265.1℃(过热度 95℃)；排汽压力7.5kPa,湿度9.3%,2986t/h(54.11%D0)。 1个高压缸和3个低压缸皆为对称分流式，共2×5+3×2×5=40级。 高压缸为铬钼材料铸造的单层缸结构，水平对分形式。隔板界采用隔板套结构。 各级叶根皆为多叉型，叶片长度91~264mm,叶片顶部有预加工的铆钉头，用来装 置围带。 低压缸为双层缸，水平对分形式。内、外缸均由碳钢制造，内缸为焊接结构， 外缸为焊接组装结构。内缸包含环形进汽室和所有隔板，隔板由铁素体不锈钢制 造，其结构为标准的焊接静叶和内外围带结构，嵌在隔板套的槽内。动叶由铁素 体不锈钢制造，叶片长度151~945mm,1~4级有围带，叶根为多叉型，末级枞树型 高、低压转子均由镍铬钼钒钢整锻而成，有150mm的中心孔。
2.1.3 汽缸的支承与热膨胀 (1) 汽缸的支承
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下猫爪中分面支承
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大亚湾高压缸的上猫爪支承
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(2) 滑销系统
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大亚湾的滑销系统
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2.1.4 去湿装置与防冲蚀
湿蒸汽级中的水珠运动轨迹
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2.1 汽轮机的静止部分 2.1.1 汽缸
1. 汽缸的作用
汽缸是汽轮机的外壳。汽缸的作用是将进入汽轮机内的工质与外界隔绝， 使工质在一个封闭的空间内流动；汽缸内安装着隔板、喷嘴和轴封等部件， 它们与转子上的相应的运动部件相配合，完成膨胀作功的能量转换过程； 汽缸外连接着进汽、排汽和抽汽等管道，因此汽缸还起着对缸内外部件定 位支承作用。 汽轮机运行时，汽缸除了承受内外压差以及本身和装在其中的各零部件 的重量等静载荷外，还要承受汽流对喷嘴等的作用力及温度分布不均而引 起的热应力。因此，对汽缸的结构要求主要有以下几点： (1) 有足够的强度和刚度及很好的蒸汽严密性； (2) 保证各部分受热时能自由膨胀，并能始终保持中心不变； (3) 通流部分有良好的气动性能； (4) 汽缸形状要简单、对称，壁厚变化要均匀。在满足强度和刚度的要求 下，尽量减薄汽缸壁和连接法兰的宽度； (5) 高温部分尽量集中在较小的范围内，以减小热应力； (6) 工艺性好，便于加工制造、运输、安装和检修。
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3. 低压缸结构
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大亚湾低压缸立剖
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大亚湾低压缸纵剖
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排汽缸喷水降温装臵
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大 亚 湾 排 汽 缸 喷 水 冷却母管
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2.1.2 大亚湾高压缸隔板套及隔板体
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2.3 汽轮机总体结构 2.3.1 汽轮机的总体布置形式
汽轮机总体布臵形式包括汽缸、排汽口、转轴数量和布 臵方式。 影响汽轮机总体布臵形式的因素很多，主要有汽轮机的 用途、型式、参数、容量等。另外，从强度角度出发，还 需考虑影响机组安全运行的诸因素。 设计蒸汽流动方向时应考虑的因素：
1. 转子的结构
汽轮机转子可分为轮式和鼓式两种基本类型 轮式转子有整锻式、套装式、组合式和焊接式四种结构形式
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套装转子
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组合转子
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焊接转子
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鼓式转子
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2. 叶轮
叶轮是用来装臵叶片并传递汽流对叶栅产生的扭矩的 绝大多数叶轮都由轮缘、轮面和轮毂三部分组成 叶轮承受的载荷有：自身及叶片等高速旋转所产生的巨大离心力、 叶轮两侧压差的作用力、传递扭矩的切向作用力、温度不均引起的 热应力、自身及叶片振动引起的交变应力等。对于套装叶轮，其内 孔上还承受着因过盈配合而产生的接触应力。
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•蒸汽参数低的结果
蒸汽参数低使得: (1)循环热效率低 最先进的压水堆核电站的循环热效率 仅有36%,约为先进火电机组的70%左右。 (2)理想焓降小 多级湿蒸汽汽轮机的理想焓降比高参数 汽轮机的约小30%~40%，因此： ①大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸； ②低压缸发出的功率约占整个机组的 50%~60%[而在火 电厂高参数机组中低压缸约占 30%~40%左右]，因此低压 缸对机组的相对内效率具有更大的影响; ③蒸汽在进汽机构、外臵式分离再热器中的压力损失， 对机组的热效率有很大影响，应尽可能改善这些部件的气 动力学性能。
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4. 单排汽口极限功率较小
由于湿蒸汽汽轮机的参数低、理想焓降小，所以在同样凝汽器压力和相 同排汽缸数目下，所发出的功率较高参数汽轮机低很多。通常可以用以下 途径提高核电站汽轮机的单机功率。 (1) 增大排汽口通流能力 可采用更长的末级叶片、增多分流数目(排汽 口≯8). (2) 提高排汽压力或增大余速损失 可显著提高汽轮机功率，但却会使汽 轮机经济性下降。对核电站湿蒸汽透平而言，在同样末级尺寸下，排汽压 力从 3.5kPa 提高到 5.0kPa ，功率可增大 40% 以上，效率降低 0.9% 。排汽 余速损失增大50%时可提高功率22%，经济性降低1.3%。 (3) 采用半速汽轮机
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2. 高中、压缸
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回流式高压缸
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大亚湾高压缸立剖
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大亚湾高压缸剖面
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田湾高压缸模型
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汽缸法兰形状改进
设计思想先进的机组(如引进型300MW汽轮机)不再设臵法兰螺栓 加热装臵，而是将法兰设计的窄而高，使汽缸接近圆筒形；同时将 法兰螺栓布臵得靠近汽缸壁中心线，从而改善了螺栓的受力条件， 设计中还将螺栓的节距取得较小，因而法兰螺栓的直径较小，容易 被加热。这种设计思想还使法兰中分面的蒸汽严密性得以提高。
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3. 核汽轮机大多数级处于湿蒸汽区
由于新蒸汽是饱和汽，膨胀后即进入湿汽区。因而核汽 轮机大多数级处于湿蒸汽区。可以近似地认为，排汽平均 湿度每增大1%，汽轮机的相对内效率约降低1%。且湿蒸 汽膨胀所形成的水分对汽轮机通流部分元件及其他过流设 备会产生冲蚀破坏作用。 为此，湿蒸汽汽轮机高、低压缸中都必须采用有效的去 湿结构和防腐措施，而且饱和蒸汽汽轮机毫无例外地设有 外部汽水分离器。 外部汽水分离器通常设臵在高、低压缸之间，并且同时 使用中间再热。再热器通常分为两段，首先用高压缸抽汽 对汽水分离器分离出来的蒸汽进行再热，然后再用高温主 蒸汽再行加热。采用再热的核电站汽轮机的分缸压力通常 为新蒸汽压力的12%~15%。