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汽轮机设备及运行 机械与电力工程系 绪论 汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。 一、汽轮机装置在电厂中的地位 3、按主蒸汽压力分 四、汽轮机的发展 1、1883年研制出第一台轴流式汽轮机 1903-1907 出现了热电联产的汽轮机 1920年左右出现回热循环 1925年 第一台中间再热式 2、发展趋势 （1）增大单机功率 （2）提高蒸汽参数 （3）采用中间再热 （4）采用燃气—蒸汽联合循环 （5）提高机组的运行水平 五、现代汽轮机的结构 1、转动部分：主轴、叶轮、动叶片、联轴器 2、静止部分：汽缸、隔板、静叶、轴承 六、本书的内容： 第一章 汽轮机级的工作原理 级是汽轮机中最基本的工作单位 级由静叶栅（喷嘴栅）和动叶栅组成 本章着重阐述单级汽轮机的工作原理 第一节概述 一、汽轮机通流部分结构 1、通流部分：蒸汽流动做功的通道 2、通流部分的结构： 级：是汽轮机中最基本的工作单元。在结构上它是由静叶（喷嘴）和对应的动叶所组成；一列固定的喷嘴和与它配合的动叶片构成了汽轮机的基本作功单元，称为汽轮机的级。 二、冲动作用原理和反动作用原理 冲动力的定义：根据力学知识，当一运动物体碰到另一个静止的物体或者运动速度低于它的物体时，就会受到阻碍而改变其速度的大小或方向，同时给阻碍它的物体的一个作用力 特点：蒸汽仅把从喷嘴中获得的动能转变为机械功，蒸汽在动叶通道中不膨胀，动叶通道不收缩 （一）冲动作用原理 喷嘴出口处：蒸汽以相对速度w1进入动叶通道，由于受到动叶的阻碍，汽流方向不断改变，最后以相对速度w2流出动叶通道， 在流道中蒸汽对动叶产生一个轮周方向的冲动力F1，该力对动叶作功使动叶转动 （二）反动作用原理 反动力定义：蒸汽在动叶汽道内膨胀时对动叶的作用力。根据动量守恒定律，当气体从容器中加速流出时，要对容器产生—个与流动方向相反的力。 基本特点：蒸汽在动叶流道中不仅要改变方向，而且还要膨胀加速，从结构上看动叶通道是逐渐收缩的。 从作用力方面分析原理 蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力降低，速度增加一方面通过速度方向的改变，产生冲动力F1 蒸汽在动叶中继续膨胀，压力降低，所产生的焓降转化为动能造成动叶出口的相对速度w2大于进口相对速度w1，使汽流产生了作用于动叶上的与汽流方向相反的反动力Fr。 在蒸汽的冲动力和反动力合力作用下推动动叶旋转作功。 三、反动度和级的类型 基本概念 级滞止理想焓降：0点是级前的蒸汽状态点，0*点是汽流被等熵滞止到初速等于零的状态，p1、p2分别为喷嘴出口压力和动叶出口压力，蒸汽在级内从滞止状态0*等熵膨胀到p2时的焓降称为级的滞止理想焓降 级理想焓降：蒸汽在级内从0点等熵膨胀到p2时的焓降 称为级的理想焓降。 二、反动度和级的类型 汽轮机的反动度 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降?hb， 和在整个级的滞止理想焓降?ht* 之比，即 反动度 反动度：表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 它等于蒸汽在动叶通道中的理想焓降与喷嘴的滞止理想焓降和动叶通道中理想焓降之和的比值 级的平直径处（即1/2叶高处）的反动度用Ωm表示，其表达式为： （二）汽轮机级的类型和特点 1.按反动度的大小进行分类 2.按通流面积是否随负荷而变分类 3.按蒸汽的动能转换为转子机械能的过程分类 级的类型及特点 汽轮机的级可分为冲动级和反动级两大类 冲动级 冲动级又分：纯冲动级、带反动度的冲动级速度级 1) 纯冲动级：反动度为零的级称为纯冲动级 工作特点：是蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶通道中不膨胀 结构特点：动叶叶型近似对称弯曲，作功能力大，但效率比带反动度的冲动级低。 带反动度的冲动级 现代冲动式汽轮机中广泛采用具有一定反动度的冲动级，简称为冲动级 工作特点:蒸汽的膨胀主要喷嘴中进行，在动叶通道中仅有小部分膨胀，产生的反动力较小，主要利用冲动力作功 结构特点：作功能力比反动级的大，效率又比纯冲动级高。 反动级 定义：蒸汽在级中的理想焓降平均分配在喷嘴和动叶通道中的级称为反动级 工作特点：蒸汽在喷嘴和动叶通道中的膨胀程度相等，作功的力冲动力和反动力各占一半 结构特点：动叶叶型与喷嘴叶型完全相同。反动级的效率高于冲动级，但整级的理想焓降较小。 调节级 复速级 速度级:为使充分利用余速，在两列动叶之间装设—列导向叶片，排汽经过导向叶片后改变方向，进入第二列动叶继续作功。这种级称为速度级。 复速级：同一叶轮上装有两列动叶片的双列速度级，又称为复速级。 工作特点：蒸汽主要在喷嘴中膨胀加速：动叶通道和导向叶片通道中基本不膨胀，焓降大、效率较低。用于单