汽轮机原理-多级汽轮机的工作过程
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效率较低的缩放喷嘴。
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
（二）多级汽轮机的优越性 1．多级汽轮机的循环热效率大大提高 2．多级汽轮机的相对内效率明显提高 3．单位功率的投资和运行成本降低 4. 便于新技术的采用
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
13
第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
沿蒸汽流动方向，逐级做功
新蒸汽
（从过热器来）
高压缸的工作过程
排汽（到再热器去）
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（二）低压级段（低压缸）
（1）
各级之间变化剧烈。
例如：600MW汽轮机中流经最末级的蒸汽体积流量约为流经第一级的800倍， 而在低压缸最后5级中的体积流量就增大50倍左右。
（3）
Gv小
d
小
m
u小
( x1 ) op
c1小
ht小
v变化小 dm变化小 ht变化小
m太大 引起叶片顶部漏汽量增大
12
第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（一）高压段 （1） （2）
（3） （4）
采用全三维弯扭叶片技术，大大降低端部的二次流损失，同时通过新型汽封减少漏汽。
提高循环初参数和降低终参数 提高热效率和单机功率
蒸汽的比焓降hi增大
假如在单一级中利用数值较大的hi
会导致什么样的结果呢？
hi很大
喷嘴出口
为保证较高的轮周效率
汽流速度c 很大 1
最佳速比xop
(u c1
) op
u很大
dm很大
受金属材料强度的限制
采用多级来分担hi
采用多级汽轮机
使整机具有较大的功率,使每一级都在最佳速比附近工2 作
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（一）中压段
高，排汽压力也可显著降低，同时，由于是多级，还可采用回热循环和中间 再热循环，因此循环热效率大大提高。 2．多级汽轮机的相对内效率明显提高 3．单位功率的投资和运行成本降低 4.便于新技术的采用
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
（二）多级汽轮机的优越性 1．多级汽轮机的循环热效率大大提高 2．多级汽轮机的相对内效率明显提高 （1） 多级汽轮机每一级承担的焓降不必很大，可以保证各级都在最佳速
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
主讲老师：密腾阁
适用专业：能源与动力工程专业
第一节 多级汽轮机的工作过程
多级汽轮机的特点
（一） 多级汽轮机的特点
(1) 为什么采用多级汽轮机 ? 1）提高热效率和单机功率的需要 2）金属材料的限制
i
H i H t
Pi Pt
8
第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
2. 多级汽轮机的工作过程 ：蒸汽在多级汽轮机中膨胀作功过程和在级 中的膨胀作功过程一样。作功过程是重复的，但参数是变化的。
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
（2）
由于各级之间平均直径变化急剧，叶片很长，设计应使子午面轮廓线的流 线光滑，并逐级加大出口汽流角，且径高比小，故均采用扭曲叶片。
（3）
END 8
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（二）低压级段（低压缸）
（1） （2）
各级之间变化剧烈。
（3）
（4）
END 8
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第一节 多级汽轮机的工作过程
2. 多级汽轮机的工作过程 ：蒸汽在多级汽轮机中膨胀作功过程和在级 中的膨胀作功过程一样。作功过程是重复的，但参数是变化的。
沿蒸汽的流动方向
高、中、低级段（或高、中、低压缸）
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（一）高压段 （1） （2）
另外，当采用部分进汽方式增加叶片高度时，在选取叶片高度和部分进汽 度这两个参数时，需要综合优化，以获得最高的效率。
（三）多级汽轮机存在的问题 （1）增加了一些附加的能量损失，如隔板漏汽损失、湿汽损失等。 （2）由于级数多，相应地增加了机组的长度和质量。 （3）由于新蒸汽和再热蒸汽温度的提高，多级汽轮机高中压缸前面
若干级的工作温度较高，故对零部件的金属材料要求高了。 （4）级数增加，零部件增多，使多级汽轮机的结构更为复杂。 总的来说，多级汽轮机的优越性远大于其存在的不足，因此在工业中
得到了广泛的应用。
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
1.多级汽轮机工作过程的基本特点
多级汽轮机有冲动式和反动式两种。国产100MW、125MW、200MW汽轮机都是冲 动式多级汽轮机；国产300MW汽轮机则是反动式汽轮机。多级汽轮机通常采用喷嘴调 节（控制进汽量），称之为调节级，其余的级称为压力级。中小型汽轮机，通常采用 双列级作为调节级，大功率汽轮机多用单列级作为调节级。 蒸汽进入汽轮机各级膨胀作功，压力和温度逐级降低，比容不断增加。因此，通流 部分尺寸逐级增大，特别是在低压部分， 平均直径增加很快。即叶片的高度越来越长。 由于受到材料强度的限制，叶片不可能 太长，故大型汽轮机都采用多排汽口。如 国产200MW汽轮机，设计为三排汽口和两 排汽口；国产300MW汽轮机采用两排汽口。
比附近工作。→使级的效率更高 （2）可以使每一级分配的比焓降，以及每一级的平均直径dm和喷嘴出口高
度ln都比较合理，减小叶高损失。 （3）多级汽轮机具有重热现象→重Fra Baidu bibliotek的利用，使级的效率更高 （4）在一定的条件下，多级汽轮机的余速动能可以全部或部分地被下一级
利用。→余速的利用，使级的效率更高 （5）多级汽轮机级的焓降较小，可以采用渐缩喷嘴，避免了采用难以加工、
第一节 多级汽轮机的工作过程
多级汽轮机的特点
（一） 多级汽轮机的特点
高压缸
中压缸 新蒸汽
中压缸排汽→低压缸进汽 低压缸
高压缸排汽，
再热蒸低汽压缸排汽
去再热器 新蒸汽
低压缸排汽
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
（二）多级汽轮机的优越性 1．多级汽轮机的循环热效率大大提高 与单级汽轮机相比，多级汽轮机的比焓降增大很多，相应地进汽参数大大提
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
（二）多级汽轮机的优越性 1．多级汽轮机的循环热效率大大提高 2．多级汽轮机的相对内效率明显提高 3．单位功率的投资和运行成本降低 4. 便于新技术的采用
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
沿蒸汽流动方向，逐级做功
新蒸汽
（从过热器来）
高压缸的工作过程
排汽（到再热器去）
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（二）低压级段（低压缸）
（1）
各级之间变化剧烈。
例如：600MW汽轮机中流经最末级的蒸汽体积流量约为流经第一级的800倍， 而在低压缸最后5级中的体积流量就增大50倍左右。
（3）
Gv小
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小
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u小
( x1 ) op
c1小
ht小
v变化小 dm变化小 ht变化小
m太大 引起叶片顶部漏汽量增大
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（一）高压段 （1） （2）
（3） （4）
采用全三维弯扭叶片技术，大大降低端部的二次流损失，同时通过新型汽封减少漏汽。
提高循环初参数和降低终参数 提高热效率和单机功率
蒸汽的比焓降hi增大
假如在单一级中利用数值较大的hi
会导致什么样的结果呢？
hi很大
喷嘴出口
为保证较高的轮周效率
汽流速度c 很大 1
最佳速比xop
(u c1
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u很大
dm很大
受金属材料强度的限制
采用多级来分担hi
采用多级汽轮机
使整机具有较大的功率,使每一级都在最佳速比附近工2 作
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（一）中压段
高，排汽压力也可显著降低，同时，由于是多级，还可采用回热循环和中间 再热循环，因此循环热效率大大提高。 2．多级汽轮机的相对内效率明显提高 3．单位功率的投资和运行成本降低 4.便于新技术的采用
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
（二）多级汽轮机的优越性 1．多级汽轮机的循环热效率大大提高 2．多级汽轮机的相对内效率明显提高 （1） 多级汽轮机每一级承担的焓降不必很大，可以保证各级都在最佳速
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
主讲老师：密腾阁
适用专业：能源与动力工程专业
第一节 多级汽轮机的工作过程
多级汽轮机的特点
（一） 多级汽轮机的特点
(1) 为什么采用多级汽轮机 ? 1）提高热效率和单机功率的需要 2）金属材料的限制
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H i H t
Pi Pt
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
2. 多级汽轮机的工作过程 ：蒸汽在多级汽轮机中膨胀作功过程和在级 中的膨胀作功过程一样。作功过程是重复的，但参数是变化的。
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
（2）
由于各级之间平均直径变化急剧，叶片很长，设计应使子午面轮廓线的流 线光滑，并逐级加大出口汽流角，且径高比小，故均采用扭曲叶片。
（3）
END 8
15
第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（二）低压级段（低压缸）
（1） （2）
各级之间变化剧烈。
（3）
（4）
END 8
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第一节 多级汽轮机的工作过程
2. 多级汽轮机的工作过程 ：蒸汽在多级汽轮机中膨胀作功过程和在级 中的膨胀作功过程一样。作功过程是重复的，但参数是变化的。
沿蒸汽的流动方向
高、中、低级段（或高、中、低压缸）
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第一节 多级汽轮机的工作过程
二.多级汽轮机各级段的工作特点
（一）高压段 （1） （2）
另外，当采用部分进汽方式增加叶片高度时，在选取叶片高度和部分进汽 度这两个参数时，需要综合优化，以获得最高的效率。
（三）多级汽轮机存在的问题 （1）增加了一些附加的能量损失，如隔板漏汽损失、湿汽损失等。 （2）由于级数多，相应地增加了机组的长度和质量。 （3）由于新蒸汽和再热蒸汽温度的提高，多级汽轮机高中压缸前面
若干级的工作温度较高，故对零部件的金属材料要求高了。 （4）级数增加，零部件增多，使多级汽轮机的结构更为复杂。 总的来说，多级汽轮机的优越性远大于其存在的不足，因此在工业中
得到了广泛的应用。
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的工作过程
1.多级汽轮机工作过程的基本特点
多级汽轮机有冲动式和反动式两种。国产100MW、125MW、200MW汽轮机都是冲 动式多级汽轮机；国产300MW汽轮机则是反动式汽轮机。多级汽轮机通常采用喷嘴调 节（控制进汽量），称之为调节级，其余的级称为压力级。中小型汽轮机，通常采用 双列级作为调节级，大功率汽轮机多用单列级作为调节级。 蒸汽进入汽轮机各级膨胀作功，压力和温度逐级降低，比容不断增加。因此，通流 部分尺寸逐级增大，特别是在低压部分， 平均直径增加很快。即叶片的高度越来越长。 由于受到材料强度的限制，叶片不可能 太长，故大型汽轮机都采用多排汽口。如 国产200MW汽轮机，设计为三排汽口和两 排汽口；国产300MW汽轮机采用两排汽口。
比附近工作。→使级的效率更高 （2）可以使每一级分配的比焓降，以及每一级的平均直径dm和喷嘴出口高
度ln都比较合理，减小叶高损失。 （3）多级汽轮机具有重热现象→重Fra Baidu bibliotek的利用，使级的效率更高 （4）在一定的条件下，多级汽轮机的余速动能可以全部或部分地被下一级
利用。→余速的利用，使级的效率更高 （5）多级汽轮机级的焓降较小，可以采用渐缩喷嘴，避免了采用难以加工、
第一节 多级汽轮机的工作过程
多级汽轮机的特点
（一） 多级汽轮机的特点
高压缸
中压缸 新蒸汽
中压缸排汽→低压缸进汽 低压缸
高压缸排汽，
再热蒸低汽压缸排汽
去再热器 新蒸汽
低压缸排汽
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第一节 多级汽轮机的工作过程
一. 多级汽轮机的特点
（二）多级汽轮机的优越性 1．多级汽轮机的循环热效率大大提高 与单级汽轮机相比，多级汽轮机的比焓降增大很多，相应地进汽参数大大提