汽轮机--简单提纲

和单级汽轮机相比较，多级汽轮机具有单机功率大和内效率高的特点。
2.重热现象
h—s图上的两条等压线之间的距离（焓降）是随着熵的增加而增加的。这样一来，前一级的损失造成的熵增，能使后一级的理想焓降增加。即前一级的损失，加热了蒸汽本身，使后一级的进汽温度升高，即在后一级得到了利用——这就是多级汽轮机的重热现象。
多级汽轮机的损失：各级级内损失，进、排汽管道的节流损失，前后端轴封的漏汽损失，机械损失
汽轮机的进汽损失：蒸汽进入汽轮机工作级前必须先经过主汽阀、调节阀和蒸汽室。蒸汽通过这些部件时就会产生压力降，主汽阀和调节阀最为严重。
影响因素：管道长短、阀门型线、蒸汽室形状及汽流速度（带扩压管的单座阀）
排汽损失：汽轮机的排汽从末级动叶流出后通过排汽管进人凝汽器。蒸汽在排汽管中时，由于存在摩擦、涡流等产生的阻力，造成蒸汽的压力降落。这部分蒸汽压降并没有做功，形成损失。
10.轮周效率：蒸汽在汽轮机级内所作出轮周功与它在级内所具有的理想能量之比称为级的轮周效率
11.级的理想速度：
12.最佳速度：轮周效率ηu最高时，所对应的速度比称为最佳速度比，此时余速达到轴向排汽。
13.喷嘴和动叶几何参数的确定（见课件或课本P24）
14．级内损失：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、湿汽损失。
9.清洗系统：二次滤网（净水室）、加球室、胶球泵、收球网、阀门管道及自动控制部分。
10.水环式真空泵的工作原理：（P101）
第五章、汽轮机的调节与保护
1.汽轮机调节系统的任务：
1)正常运行：通过改变汽轮机的进汽量，使汽轮机的功率输出满足外界的负荷要求，且调节后的转速偏差在允许的范围内；
2)危机事故工况下：快速关闭调节气阀或主汽阀，使机组维持空转或快速停机。
3.重热系数影响因素：
1)和级数有关，级数多，α大；
2)与各级内效率有关，级内效率低，则α大；
3)与蒸汽状态有关，过热区α大，湿汽区α小。；初温越高，初压越低，α大。
4.多级汽轮机热力过程曲线：组成：进汽机构的节流过程，各级实际膨胀过程,排汽管道的节流过程。
5.多级汽轮机有哪些损失？各是如何产生的？又如何减少？
6.中间再热循环
7.齿形轴封的工作原理：从左图可见到，蒸汽通过一环形齿隙时，由于通道面积减小，速度增加，压力从po降到p1。但是蒸汽进入两齿间的大空间时，容积突然增大，速度大为减小。由于涡流和碰撞，蒸汽动能被消耗而转变成热量，使蒸汽焓值又回到原值，如左下图所示。即蒸汽通过轴封齿隙为一节流过程。其后，蒸汽每通过轴封一齿隙时，都重复这一过程，压力不断降低，直到降低轴封最后一齿后的压力为止。所以，轴封的作用是将一个较大的压差分割成若干个减小的压差，从而达到降低漏汽速度，减小漏汽量的作用。
1)沿叶高圆周速度不同所引起的损失；
2)沿叶高相对节距不同所引起的损失
3)轴向间隙中汽流径向流动所引起的损失
20.冲动级，反动级和调节级
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，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。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化量。而这种级称为冲动级。
（1）当汽流速度小于音速，即M<1时，若要使汽流能继续加速，即dc/dx>0，则必须dA/dx< 0,也就是说喷嘴截面积必须沿流动方向逐渐减小，即做成渐缩喷嘴。
（2）当汽流速度大于音速，即M>1时，若要使汽流能继续加速，即dc/dx>0，则必须dA/dx>0，也就是说喷嘴截面积必须沿流动方向逐渐增加，即做成渐扩喷嘴。
第一章、汽轮机级的工作原理
1.级内能量转换特点
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。
2.喷嘴截面积的变化规律：
喷嘴截面积与汽流速度c和马赫数Ma有wk.baidu.com：
1）当喷嘴出口压力（背压）大于或等于临界压力时，AB截面上的流速小于或等于音速，喉部压力等于背压（ ），汽流通过喷嘴，只在渐缩部分膨胀加速，而在斜切部分ABC处不膨胀加速。斜切部分只起导向作用。从喷嘴流出的汽流与动叶运动方向成一角度(称为喷嘴出汽角 ）。
2）当喷嘴出口压力（背压）小于临界压力时，汽流在AB截面上达临界状态，汽流在斜切部分要继续膨胀加速，蒸汽压力由临界压力下降为，汽流速度由临界速度到大于音速，并且汽流方向要发生扰动和偏转。
2）汽缸的高压端，缸内蒸汽压力大于大气压力，蒸汽必然要从间隙向外泄漏。这样就减少了作功蒸汽量，降低了机组的经济性。
3）在机组的排汽端，缸内为真空运行，蒸汽压力低于大气压力，外界的空气将通过间隙流入汽缸内，破坏真空，也会降低机组的经济性。
减小措施：在汽轮机的两端漏气（汽）处装设汽封，以减少漏气（汽）量
第三章、汽轮机的变工况
1.弗留格尔公式形式：未达临界工况：
达临界工况：
2.弗留格尔公式的应用条件：
1)在同一工况下，通过同一级组各级的流量应相同。但在各级蒸汽流量按比例变化的条件下，公式仍成立；
2)在不同工况下，通过同一级组各级的流量应相同；但在各级叶栅均匀积垢使通流面积近似按比例变化时，仍符合公式表述的规律，但要考虑面积改变的影响；
芬诺曲线：
8.评价指标：汽轮机的相对内效率、内功率、轴端功率、电功率；相对电效率、
循环热效率、绝对电效率；汽耗率、热耗率。（课本P66）
9.轴向推力平衡办法：1）采用平衡孔平衡轴向推力2）设置平衡活塞
3）采用多缸反向布置4）采用推力轴承承担的轴向推力
10.核电站汽轮机有哪些特点，去湿措施有哪些？
特点：初参数低，湿度大；进汽量和容积流量大；单机功率大且承担基本负荷；
5.轮周功：蒸汽通过汽轮机的级在动叶片上所作的有效机械功。
6.轮周功率：单位时间内作出的轮周功。或单位时间内切向力在动叶上所做的功。
7.动叶损失：蒸汽通过动叶栅的能量损失。
8.余速损失：蒸汽在动叶栅中作功之后，最后以绝对速度c2离开动叶，其具有的动能称为余速损失。
9.喷嘴损失：蒸汽在喷嘴通道中流动时动能的损失。
3)流过级组内各级的蒸汽应是一股均质流；
4)严格地讲，弗留格尔公式适合具有无穷多级数的级组，但一般只要级数多于4～5级就可以得到满意的结果。如果只做粗略地估算甚至可运用于一个级。
3.汽轮机进汽调节方式：节流调节、旁通调节、喷嘴调节、滑压调节
4.滑压运行分类：1）纯滑压运行：
2）节流滑压运行：机组稳定运行时，调节阀有一定余量；降负荷时，采用滑压运行；升负荷时，采用定压运行。
2.调节系统的组成：转速感受机构、传动放大机构、执行机构、调节对象
3.调节系统的基本工作原理：（P163）
4.调节系统的静态特性：汽轮机的功率与转速之间的对应关系。
1)速度变动率：额定参数下单机运行，汽轮机空负荷时所对应的的最大转速 和额定负荷所对应的的最小转速 之差，与机组额定转速 之比。
*100%
2.作用：1）建立并保持高度真空；
2）回收工质，循环使用；
3）在凝汽器中对凝结水进行真空除氧，除去不凝结气体，提高凝结水品质。
3.凝汽器压力的确定：
Pc=Ps+Pa，主凝结区，凝气压力Pc与蒸汽压力Ps近似相等。
ts=tw1+Δt+δt； ts→Ps=Pc
4.影响凝汽器真空的因素：
真空系统大小和严密性
3）复合滑压运行：高负荷时，定压运行；中间负荷时，变压运行；低负荷时，定压运行。
5.喷嘴调节方式中调节级变工况特点（最危险工况）：第一调节阀全开，而第二调节阀未开时的工况为最危险工况；增加第一调节阀控制的喷嘴数，或第一、二调节阀同时开启，可减小调节级理想焓降。
第四章、汽轮机的凝汽设备
1.凝器设备的组成：凝汽器、抽气器、循环水泵、凝结水泵、以及这些部件之间的连接管道和附件。
2)迟缓率：调节系统上、下行程（增减负荷）特性线上，相同功率处转速偏差与额定转速的比。
*100%
5.调节系统的动态特性：
稳定性：系统受扰动后很快稳定到新的平衡工作点，则稳定。
动态超调量：在动态调节过程中，动态最大超调量与稳定值的差，与稳定值的比。
静态偏差值：甩负荷后的稳定值与额定转速的差。
15.产生湿汽损失的原因·
（1）一部分蒸汽在膨胀加速过程中凝结成水滴，减少了作功蒸汽量；
（2）水滴不膨胀作功，反为高速汽流所夹带前进，要消耗一部分轮周功；
（3）由于水滴前进速度低于蒸汽速度。这样，从动叶进口速度三角形上分析，水滴从喷嘴中流出时，正好打击动叶背弧，阻止动叶前进，减小了有用功；而水滴从动叶流出之后又打击下一级喷嘴的背弧。水滴长期冲蚀片，使叶片进口边背弧被打击成许多麻点，严重时，会打穿叶片。
16.去湿措施
1)采用去湿装置，如捕水槽、捕水室等，以减少蒸汽中的水分。
2)提高叶片本身的抗湿能力，主要是设法增强叶片进汽边背弧的抗湿性能。如，在动叶片进汽边背弧加焊硬质合金、电火花处理等。
17.级的相对内效率：蒸汽在汽轮机内的有效比焓降Δ 与理想能量 的比值。
18.级的内功率： ；
19.长叶片级按等截面直叶片设计，轮轴效率比计算值低很多的原因（蒸汽流动特点）：
4.喷嘴流量曲线：当喷嘴前的参数 、 和喷嘴出口截面积 一定时，通过喷嘴的流量只取决于喷嘴前后压力比。它们的关系如图中ABC曲线所示。当压力比从1逐渐缩小时，流量逐渐增加，当喷嘴前后压力比等于临界压力比 ， 达最大值，如B所示。这时的流量称为临界流量，用 表示。当喷嘴前后压力比小于临界压力比时，流量保持最大值不变，如AB所示。其临界流量为：
（3）当汽流速度在喷嘴某截面上刚好等于音速，即M=1，这时，dA/dx =0。表明横截面A不变化，即A达到最少值。
3.蒸汽在喷嘴斜切部分的膨胀
为了使喷嘴中流出的汽流顺利进入动叶通道，在喷嘴出口处必须有一段斜切部分,如图所示。这样，实际喷嘴由两部分所组成：一部分是渐缩部分ABDE，AB为最小截面处。另一部分为斜切部分ABC。由于斜切部分的存在，它将给汽流产生影响。
真空泵的特性
机组负荷
循环水初温（冷却水进口温度）
循环水量（冷却水温升Δt）
传热热阻（凝汽器传热端差δt）。
5.凝汽器真空恶化的原因：
真空系统严密性下降真空泵性能降低循环水量减少传热热阻（端差）增大。
6.凝汽器的运行特性曲线：
不同冷却水量时，
凝汽器压力随冷却水量Dw、
冷却水进口温度T1
及汽轮机排汽量Dc的变化曲线
去湿措施：1）增设汽水分离再热器(MSR)；2）在不引起严重漏汽损失的情况下，尽量采用无围带的动叶片；3）在级后设置去湿槽以及时排除沉积的水分；4）采用钻孔式或百叶窗式抽汽环，采用回热抽汽增大去湿量；5）汽缸内壁形状应平滑，以免沉积在壁面上的水分流动到壁面转折处又被汽流夹带；6）各级级间设有向下一级疏水的槽道等。
影响因素：排汽管气流速度、排汽部分结构形式（扩压器）、排汽管的线型。（P65）
机械损失：运行时，汽轮机要克服支持轴承、推力轴承的摩擦阻力，还要带动主油泵和调速系统工作，必然要消耗一部分功率，多消耗的功率称为汽轮机的机械损失。
前后端轴封漏气损失：
1）由于结构的要求，汽轮机大轴必须从汽缸内向外伸出并支持在轴承座上。这样，大轴和汽缸之间必须留有一定的间隙。
7.多压凝汽器的工作原理：
适用范围：
8.多压凝汽器的优点
1)使冷却水管在长度方向热负荷更趋均匀，换热面积能够被充分利用。
2)凝结水温度较高，出水温度约为高背压侧凝结水饱和温度。并且高压侧凝结水可以加热低压侧凝结水，降低低压加热器的抽汽量，提高系统热经济性。
3)多压凝汽器凝结的平均压力低于低压凝汽器。
反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。
调节级：采用汽流降压增速喷嘴调节的汽轮机第一级。
第二章、多级汽轮机
1.多级汽轮机的采用：
为了提高汽轮机的功率，就必须增加汽轮机的进汽量G和蒸汽的理想焓降。从经济和安全两个方面来考虑，只有一个级的汽轮机要能有效地利用很大的理想焓是不可能的。为了有效地利用蒸汽的理想焓降，唯一的办法就是采用多级汽轮机。多级汽轮机的一级只利用总焓降中的一部分。使每一级都能在最佳速度比附近工作，就能有效地利用蒸汽的理想焓降，提高机组效率。