汽轮机原理-汽轮机系统

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1 绪论
1.2汽轮机系统
二、汽轮机设备及其系统 汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、控制保安系统、辅
助设备及系统等。汽轮机本体由转动部分和固定部分组成； 控制保安系统包括主汽阀、调节汽阀、控制执行机构、信号 变送器、控制油系统、计算机控制系统、安全保护装置等； 辅助设备包括凝汽器、抽气器(或水环真空泵)、高压和低压 加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、循环水泵等。汽轮机 的重要系统包括主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给 水回热系统、润滑油系统等。
过热蒸汽
过热蒸汽 膨胀做功
过热器
饱和蒸汽
给水
排汽 凝结换热
凝结水
郎肯循环
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
这种最简单的蒸汽动力装置循环（理想的朗肯循环）的热效率是不高的 （低于40%）。蒸汽在锅炉中的吸热量（Q。）只有一小部分转化为汽轮机的作 功；而大部分热量（潜热）作为冷源损失在凝汽器中为循环水所带走。如下图 所示，用热力学第一定律对最简单的蒸汽动力装置循环进行分析的结果，就可 以形象地用能流图表示。
能量在各设备中的利用和损失
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
1、朗肯循环
朗肯循环缺点：热效率低！
主要原因：工质平均吸热温度不高
提高热效率的途径：
①提高蒸汽初参数
②采用给水回热
回热循环
郎肯循环
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
2、回热循环
提高给水温度
提高工质平均吸热温度
汽轮机抽汽
加热给水
回热循环
加热给水
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1.2 汽轮机系统
回热循环系统示流程图和T-s图
qin Boiler
1
Turbine
wturb,out T
6
Pump Open
5 FWH
A
２
Condenser
3
Pump
qout
6Baidu Nhomakorabea
5 4
3
4
FWH=Feedwater heater
1kg kg (1) kg
1
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
三、汽轮机的做功过程
汽轮机转子是如何转起来的？
风车
工
气流：风。。。
质
不
同
高温高压蒸汽
汽轮机
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1.2 汽轮机系统
三、汽轮机的做功过程 1、汽轮机的基本作功单元－“级”
能量转换的主要部件是一组喷管和一圈动叶，由它们 组合而成的工作单元，称为汽轮机的一个“级”。
动叶片
L.P
Low-P turbine
wturb,out
wpump,in
4
Pump 3
1’
2
Condenser
qout
蒸汽再热循环系统示意图
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
蒸汽再热循环在T-s图中表示
T
T1
1 1
T 1'
T1
4
T2
3
5 2 2'
s
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
二、汽轮机设备及系统
动画 汽轮机的总体外观及内部结构 动画 汽轮机设备及系统
喷嘴
叶轮
轴
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1.2 汽轮机系统
三、汽轮机的做功过程
2、级内能量转换过程：蒸汽热能→蒸汽动能→旋转机械能
。
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。
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1.2 汽轮机系统
2、级内能量转换过程：蒸汽热能→蒸汽动能→旋转机械能。
汽轮机由各级串联而成，其总输出功率为各级输出功率之和。 多次逐
热能 级转化 机械能
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A
2 s 6
1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
3、中间再热循环
提高蒸汽的初压、初温
高压缸排汽
提高初压，乏汽的湿度增加
金属材料性能限制！
蒸汽中间再热
再热蒸汽
高压缸排汽再热
乏汽干度明显增加
中间再热循环
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1 绪论
1.2 汽轮机系统
1
qin
Boiler
5 Reheater
H.P
High-P turbine
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
1、朗肯循环
锅炉，水在锅炉中定压吸热、 汽化为饱和蒸汽。
过热器，吸热成为过热蒸汽。 汽轮机，膨胀、作功、乏汽排
出。
凝汽器，并凝结、放出潜热。 给水泵，将凝结水提高压力并
泵入锅炉，完成一个循环。