汽轮机基础知识教程

代号 CB CY Y HN
型式 抽汽背压式 船用 移动式 核电汽轮机 11
❖ 按热力特性分，有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱 和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器， 排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为 常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或 其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率； 背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽 轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是 以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
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❖ 50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞 猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现 了325～600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成 了1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了1300兆 瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为 300～600兆瓦。
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二、汽轮机的分类
1、按工作原理分
冲动式汽轮机 反动式汽轮机
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三、利用各种清洁能源的汽轮机
❖ 现代核电站汽轮机的数量正在快速增加，因此研究 适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特 别重要的意义。
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❖ 现代大型汽轮机通常采用新汽压力24兆 帕，新汽温度和再热温度为535～565℃ 的超临界参数,或新汽压力为16.5兆帕、 新汽温度和再热温度为535℃的亚临界 参数。使用这些汽轮机的电站热效率约 为40％。
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❖此外，提高汽轮机热效率的措施还 有，采用回热循环、采用再热循环、 采用供热式汽轮机等。提高汽轮机 的热效率，对节约能源有着重大的 意义。
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一 汽轮机的发展历史
❖ 汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械， 是蒸汽动力装置的主要设备之一。汽轮机是一种透平机械， 又称蒸汽透平。 turbine [ ‘tə:bin, -bain ] 涡轮的意思。
❖ 公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用 力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的反动式汽 轮机的雏形；1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击 叶片而旋转的转轮。
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❖ 汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或 热效率表示。汽轮机热耗率是每输出单位 机械功所消耗的蒸汽热量，热效率是输出 机械功与所耗蒸汽热量之比。对于整个电 站，还需考虑锅炉效率和厂内用电。因此， 电站热效率比单独汽轮机的热效率低。
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❖ 一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站，每年约 需耗用标准煤230万吨。如果热效率绝对值能提高 1%，每年可节约标准煤6万吨。因此，汽轮机装置 的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机热效率， 除了不断改进汽轮机本身的效率，包括改进各级叶 片的叶型设计(以减少流动损失)和降低阀门及进排 汽管损失以外，还可从热力学观点出发采取措施。
汽轮机基础知识教程
热电项目部 2008.12
1Baidu Nhomakorabea
目录
❖ 一、汽轮机的发展历史 ❖ 二、汽轮机的分类 ❖ 三、利用各种清洁能源的汽轮机 ❖ 四、中国的核电现状 ❖ 五、 50MW单抽汽轮机的主要技术参数 ❖ 六、汽轮机的结构 ❖ 七、几个名词解释 ❖ 八、调节保安系统的基础知识 ❖ 九、50MW机组的调节保安系统
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❖ 19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创 制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了 第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机， 并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。 单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采 用。
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❖ 20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了 多级冲动式汽轮机。多级结构为增大汽轮机 功率开拓了道路，已被广泛采用，机组功率 不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利， 制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机， 这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地 位。
❖ 汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20 世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。 随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城 市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦， 如果单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百 台，因此20年代时单机功率就已增大到60兆 瓦，30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的 汽轮机。
2、按热力特性分
凝汽式汽轮机 背压式汽轮机 抽汽式汽轮机 抽汽背压式汽轮机 多压式汽轮机
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3、按主蒸汽压力分
汽轮机类别
主蒸汽压力（MPa)
低压汽轮机
0.12~1.5
中压汽轮机
2~4
高压汽轮机
6~10
超高压汽轮机
12~14
亚临界压力汽轮机
16~18
超临界压力汽轮机
>22.1
超超临界压力汽轮机 >32
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❖ 与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动 是连续的、高速的，单位面积中能通过的流 量大，因而能发出较大的功率。大功率汽轮 机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效 率较高。19世纪以来，汽轮机的发展就是在 不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方 便的基础上，增大单机功率和提高装置的热 经济性。
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二、汽轮机型号的表示方法
汽轮机型号的组成为：
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型式 额定功率
Δ XX - XX - XX
变型设计次序 蒸汽参数
例：N300-16.7/538/538
300MW凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为16.7MPa，温度为 538ºC,再热蒸汽温度538ºC。
汽轮机型式代号见下表：
代号 N B C CC
型式 凝汽式 背压式 一次调整抽汽式 两次调整抽汽式
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❖ 根据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率也越 高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于 20％。随着单机功率的提高，30年代初新蒸汽压力已提高到 3～4兆帕，温度为400～450℃。随着高温材料的不断改进， 蒸汽温度逐步提高到535℃，压力也提高到6～12.5兆帕，个 别的已达16兆帕，热效率达30％以上。50年代初，已有采 用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。以后又有新蒸汽温度为 650℃的汽轮机。
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❖ 4.)抽汽背压式汽轮机 具有调节抽汽的背压式汽轮机 5.)中间 再热式汽轮机 进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被全部 抽出送往锅炉的再热器进行再热，再 返回汽轮机继续膨胀做 功。 6.)混压式汽轮机 利用其它来源的蒸汽引入汽轮机相应 的中间级，与原来的蒸汽一起工作。通常用于 工业生产的流 程中，作为蒸汽热能的综合利用。