汽轮机原理知识点
汽轮机级的工作原理
冲动级和反动级的做功原理有何不同？在相等直径和转速的情况下，比较二者的做功能力的大小并说明原因。
答：冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流动方向，动叶中只有动能向机械能的转化。
反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且还进行膨胀加速。动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。
在同等直径和转速的情况下，纯冲动级和反动级的最佳速比比值：
op x )(1/ op x )(1=（1c u ）im /（1c u ）re =（1cos 21α）/1cos α=re t h ?2
1/im t h ? re t h ?／im t h ?=1/2
上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍
分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失？
答：高压级内：叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮
摩擦损失等；
低压级内：湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失，扇形损失、漏气损失、叶轮
摩擦损失很小。
简述蒸汽在汽轮机的工作过程。
答：具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度不断降低，速度不断升高，使蒸汽的热能转化为动能，喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中，汽流给动叶片一作用力，推动叶轮旋转，即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。
汽轮机级内有哪些损失？造成这些损失的原因是什么？
答：汽轮机级内的损失有：
喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。
造成这些损失的原因：
（1）喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦，产生的损失。
（2）动叶损失：因蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。
（3）余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称为余速损失。
（4）叶高损失：由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸汽流动时，在端面附面层内产生摩擦损失，使其中流速降低。其次在端面附面层内，凹弧和背弧之间的压差大于弯曲流道造成的离心力，产生由凹弧向背弧的二次流动，其流动方向与主流垂直，进一步加大附面层内的摩擦损失。
（5）扇形损失：汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上，为环形叶栅。当叶片为直叶片时，其通道截面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另外，由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作用，将汽流向叶栅顶部挤压，使喷嘴出口蒸汽压力沿叶高逐渐升高。而按一元流动理论进行设计时，所有参数的选取，只能保证平均直径截面处为最佳值，而沿叶片高度其它截面的参数，由于偏离最佳值将引起附加损失，统称为扇形损失。
（6）叶轮摩擦损失：叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧的蒸汽发生摩擦，为了克服摩擦阻力将损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一起转动，并受离心力的作用产生向外的径向流动，而周围的蒸汽将流过来填补产生的空隙，从而在叶轮的两侧形成涡流运动。为克服摩擦阻力和涡流所消耗的能量称为叶轮摩擦损失。
（7）部分进汽损失：它由鼓风损失和斥汽损失两部分组成。在没有布置喷嘴叶栅的弧段处，蒸汽对动叶栅不产生推动力，而需动叶栅带动蒸汽旋转，从而损耗一部分能量；另外动叶两侧面也与弧段内的呆滞蒸汽产生摩擦损失，这些损失称为鼓风损失。当不进汽的动叶流道进入布置喷嘴叶栅的弧段时，由喷嘴叶栅喷出的高速汽流要推动残存在动叶流道内的呆滞汽体，将损耗一部分动能。此外，由于叶轮高速旋转和压力差的作用，在喷嘴组出口末端的轴向间隙会产生漏汽，而在喷嘴组出口起始端将出现吸汽现象，使间隙中的低速蒸汽进入动叶流道，扰乱主流，形成损失，这些损失称为斥汽损失。
（8）漏汽损失：汽轮机的级由静止部分和转动部分组成，动静部分之间必须留有间隙，而在间隙的前后存在有一定的压差时，会产生漏汽，使参加作功的蒸汽量减少，造成损失，这部分能量损失称为漏汽损失。
（9）湿汽损失：在湿蒸汽区工作的级，将产生湿汽损失。其原因是：湿蒸汽中的小水滴，因其质量比蒸汽的质量大，所获得的速度比蒸汽的速度小，故当蒸汽带动水滴运动时，
造成两者之间的碰撞和摩擦，损耗一部分蒸汽动能；在湿蒸汽进入动叶栅时，由于水滴的运动速度较小，在相同的圆周速度下，水滴进入动叶的方向角与动叶栅进口几何角相差很大，使水滴撞击在动叶片的背弧上，对动叶栅产生制动作用，阻止叶轮的旋转，为克服水滴的制动作用力，将损耗一部分轮周功；当水滴撞击在动叶片的背弧上时，水滴就四处飞溅，扰乱主流，进一步加大水滴与蒸汽之间的摩擦，又损耗一部分蒸汽动能。以上这些损失称为湿汽损失。
指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用。
答：蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换，通过动叶将动能转化为机械功。
据喷嘴斜切部分截面积变化图，请说明：
（1）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0大于或等于临界压比时，蒸汽的膨胀特点；
（2）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0小于临界压比时，蒸汽的膨胀特点。
答：（1）p 1/p 0大于或等于临界压比时，喷嘴出口截面AC 上的气流速度和方向与喉部界面AB 相同，斜切部分不发生膨胀，只起导向作用。
（2）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0小于临界压比时，气流膨胀至AB 时，压力等于临界压力，速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC 的稍前面部分继续膨胀，压力降低，速度增加，超过临界速度，且气流的方向偏转一个角度。
什么是速度比？什么是级的轮周效率？试分析纯冲动级余速不利用时，速度比对轮周效率的影响。
答：将（级动叶的）圆周速度u 与喷嘴出口（蒸汽的）速度c 1的比值定义为速度比。
1kg 蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比称为轮周效率。 在纯冲动级中，反动度Ωm =0，则其轮周效率可表示为：
ηu =2()???
? ??ψ+-121112cos cos 1cos ββχαχ? 叶型选定后，φ、ψ、α1、β1数值基本确定，
由公式来看，随速比变化，轮周效率存在一个最大值。同时，速比增大时，喷嘴损失
不变，动叶损失减小，余速损失变化最大，当余速损失取最小时，轮周效率最大。
什么是汽轮机的最佳速比？并应用最佳速度比公式分析，为什么在圆周速度相同的情况下，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小？
答：轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
对于纯冲动级，()2
cos 11αχ=OP ；反动级()11cos αχ=O P ；在圆周速度相同的情况下， 纯冲动级△h t =22a c =212cos 212121?????
? ??=???? ??αχu u a 反动级△h t =22a c =2
1212cos 21221221???? ???=???? ???=???? ??αχu c u u a 由上式可比较得到，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小。
简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点，并比较它们的效率及作工能力。
答：冲动级介于纯冲动级和反动级之间，蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中，只有少部分发生在动叶中；反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等；复速级喷嘴出口流速很高，高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶柵，其方向与第二列动叶进汽方向一致后，再流经第二列动叶作功。
作功能力：复速级最大，冲动级次之，反动级最小；
效率：反动级最大，冲动级次之，复速级最小。
分别绘出纯冲动级和反动级的压力p 、速度c 变化的示意图。
答：纯冲动级：
反动级：
C1
P0
C2
P
C0
P
减小汽轮机中漏气损失的措施。
答：为了减小漏气损失，应尽量减小径向间隙，但在汽轮机启动等情况下采用径向和轴向轴封；对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄，缩短动叶顶部和气缸的间隙；还有减小叶顶反动度，可使动叶顶部前后压差不致过大。
什么是动叶的速度三角形？
答：由于动叶以圆周速度旋转，蒸汽进入动叶的速度相对于不同的坐标系有绝对速度和相对速度之分，表示动叶进出口圆周速度、绝对速度和相对速度的相互关系的三角形叫做动叶的速度三角形。
简述轴向推力的平衡方法。
答：平衡活塞法；对置布置法，叶轮上开平衡孔；采用推力轴承。
简述汽封的工作原理？
答：每一道汽封圈上有若干高低相间的汽封片（齿），这些汽封片是环形的。蒸汽从高压端泄入汽封，当经过第一个汽封片的狭缝时，由于汽封片的节流作用，蒸汽膨胀降压加速，进入汽封片后的腔室后形成涡流变成热量，使蒸汽的焓值上升，然后蒸汽又进入下一腔室，这样蒸汽压力便逐齿降低，因此在给定的压差下，如果汽封片片数越多，则每一个汽封片两侧压差就越小，漏汽量也就越小。
汽轮机的调节级为什么要采用部分进汽？如何选择合适的部分进汽度？
答：在汽轮机的调节级中，蒸汽比容很小，如果喷嘴整圈布置，则喷嘴高度过小，而喷嘴高度太小会造成很大的流动损失，即叶高损失。所以喷嘴高度不能过小，一般大于15mm。而喷嘴平均直径也不宜过小，否则级的焓降将减少，所以采用部分进汽可以提高喷嘴高度，减少损失。
由于部分进汽也会带来部分进汽损失，所以，合理选择部分进汽度的原则，应该是使部分进汽损失和叶高损失之和最小。
汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？
答：根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。
各类级的特点：
（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；?h b =0；Ωm=0。
（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 > p2；?h n≈?h b≈0.5?h t；Ωm=0.5。
（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；?h n >?h b >0；Ωm=0.05～0.35。
（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。
什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？
答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。
反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。
当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。
说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。
答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速，蒸汽的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中继续膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力，推动叶轮旋转作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成动能到机械功的转换。
由上述可知，汽轮机中的能量转换经历了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能，第二阶段是在动叶栅中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功，通过汽轮机轴对外输出。
汽轮机的能量损失有哪几类？各有何特点？
答：汽轮机内的能量损失可分为两类，一类是汽轮机的内部损失，一类是汽轮机的外部损失。
汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产生的能量损失，可以在焓熵图中表示出来。
汽轮机的外部损失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失，无法在焓熵图中表示。
什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？答：蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的理想焓降的比值称为汽轮机的相对内效率。
一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮周效率。
影响轮周效率的主要因素是速度系数?和ψ，以及余速损失系数，其中余速损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失和余速损失系数最小时，级具有最高的轮周效率。
多级汽轮机
多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的？平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法？
答：多级汽轮机每一级的轴向推力由
（1）蒸汽作用在动叶上的轴向力
（2）蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力
（3）蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力
（4）蒸汽作用在隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成。
平衡汽轮机的轴向推力可以采用：
（1）平衡活塞法；
（2）对置布置法；
（3）叶轮上开平衡孔；
（4） 采用推力轴承。
大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机？在h-s 图上说明什么是多级汽轮机的重热现象？
答：（1）大功率汽轮机多采用多级的原因为：多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽轮机；多级汽轮机的相对内效率相对较高；多级汽轮机单位功率的投资大大减小。
（2）如下图：
何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失？在热力过程线（焓~熵图）上表示出来。
答：由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小，称为进汽机构的节流损失。
汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后，由于排汽要在引至凝汽器的过程中克服摩擦、涡流等阻力造成的压力降低，该压力损失使汽轮机的理想焓降减少，该焓降损失称为排汽通道的阻力损失。
3 2
1
P 3
第一级存在损失，使第二级进口温度由升高到，故5-4的焓降大于2-3的焓降。也就是在前一级有损失的情况下，本级进口温度升高，级的理想比焓降稍有增大，这就是重热现象。
轴封系统的作用是什么？
答：(1) 利用轴封漏汽加热给水或到低压处作功。
(2) 防止蒸汽自汽封处漏入大气；
(3) 冷却轴封，防止高压端轴封处过多的热量传出至主轴承而造成轴承温度过高，影响轴承安全；
(4) 防止空气漏入汽轮机真空部分。
何为多级汽轮机的重热现象和重热系数？
答：所谓多级汽轮机的重热现象，也就是说在多级汽轮机中，前面各级所损失的能量可以部分在以后各级中被利用的现象。因重热现象而增加的理想焓降占汽轮机理想焓降的百分比，称为多级汽轮机的重热系数。
说明汽轮机轴封间隙过大或过小对汽轮机分别产生什么影响？
答：减小轴封漏气间隙，可以减小漏气，提高机组效率。但是，轴封间隙又不能太小，以免转子和静子受热或振动引起径向变形不一致时，汽封片与主轴之间发生摩擦，造成局部发热和变形。
什么叫余速利用？余速在什么情况下可被全部利用？
答：蒸汽从上一级动叶栅流出所携带的动能，进入下一级参加能量转换，称为余速利用。如果相邻两级的直径相近，均为全周进汽，级间无回热抽汽，且在下一级进口又无撞击损失，则上一级的余速就可全部被下一级利用，否则只能部分被利用。
当上一级的余速被利用的份额较小时，视为余速不能被利用。
汽轮机在变动功况下的工作
说明汽轮机喷嘴配汽方式的特点
答：喷嘴配汽是依靠几个调门控制相应的调节级喷嘴来调节汽轮机的进汽量。这种配汽方式具有如下特点：部分进汽，e﹤1,满负荷时，仍存在部分进汽，所
以效率比节流配汽低；部分负荷时，只有那个部分开启的调节汽门中蒸汽节流较大，而其余全开汽门中的蒸汽节流已减小到最小，故定压运行时的喷嘴配汽与节流配汽相比，节流损失较少，效率较高，
绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图并说明各主要设备的作用？ 答：
1—锅炉；2—汽轮机；3—发电机；4—凝汽器；5—给水泵
写出分析汽轮机变工况运行的弗里格尔公式，并说明其使用的条件。 答：弗留格尔公式为：22021
2011g g p p P P G G --=。
使用条件为：保持设计工况和变工况下通汽面积不变。若由于其他原因，使通汽面积发生改变时应进行修正；同一工况下，各级的流量相等或成相同的比例关系；流过各级的汽流为一股均质流（调节级不能包括在级组内）。
何种工况为调节级的最危险工况，为什么？
答：调节级最危险工况为：第一调节汽门全开，而其他调节汽门全关的情况。
当只有在上述情况下，不仅⊿h t I 最大，而且，流过第一喷嘴组的流量是第一
喷嘴前压力等于调节汽门全开时第一级前压力情况下的临界流量，是第一喷嘴的最大流量，这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上，使每片动叶分摊的蒸汽流量最大。动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积，
因此此时调节级受力最大，
是最危险工况。
简述汽轮机初压不变，初温变化对汽轮机经济性和安全性的影响在其他参数不变的情况下并说明汽轮机初压升高时，为什么说末级叶片危险性最大？
答：初温不变，初压升高过多，将使主蒸汽管道、主汽门、调节汽门、导管等承压部件内部应力增大。若调节汽门开度不变，则除压升高，致使新汽比容减小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。各级叶片的受力正比于流量而增大，流量增大时末级叶片的比焓降增大的更多，而叶片的受力正比于流量和比焓降之积，故此时末级运行安全性危险。同时，流量增大还将使轴向推力增大。
分析说明汽轮机某一中间级在理想焓降减小时其反动度的变化情况。
答：级的反动度变化主要是速比变化引起的，固定转速汽轮机圆周速度不变，此时反动度随级的比焓降变化。
（如图）当比焓降减小即速比增大时，111c c ?,1w 减为11w ，动叶进口实际有
效相对速度为'11w ,若反动度不变，则1
11221c c w w ?；在喷嘴出口面积和动叶出口面积不变的情况下，喷嘴叶栅中以流出的汽流，来不及以的速度流出动叶栅，在动叶汽道内形成阻塞，造成动叶汽道与叶栅轴向间隙中压力升高，使反动度增大，从而使11c 减小，21w 增大，减轻动叶栅汽道的阻塞。
当比焓降增大时，则有
1
11221c c w w ?，故由上可知反动度降低。 用h-s
图上的热力过程线分析说明喷嘴配汽定压运行与滑压运行哪一种运行方1u
式对变负荷的适应性好。
答：如图：以高压缸在设计工况和75%设计负荷的热力过程线为例进行说明。曲线A 1B 1C 1、A 1B 2C 2是定压运行机组100%设计工况和75%设计负荷的热力过程线，曲
线A 1D 1、A 2D 2为滑压运行相应工况热力过程线。由图可见，定压运行时排汽温度
下降近60度，表明高压缸各级的温度变化较大，热应力和热变形较大，负荷变化时，灵活性和安全性较差；滑压运行下，排气温度保持在320度左右，即负荷变化时，高压缸热应力和热变形很小，从而增强了机组调峰的灵活性和安全性。
分别指出凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的轴向推力随负荷的变化规律。
答：对于凝汽式汽轮机，负荷即流量变化时，各中间级焓降基本不变，因而反动度不变，各级前后压差与流量程正比，即汽轮机轴向推力与流量成正比；同时，末级不遵循此规律，调节级的轴向推力也是随部分进汽度而改变的，且最大负荷时，轴向推力最大，但调节级和末级其轴向推力在总推力中所占比例较小，一般忽略，认为凝汽式汽轮机总轴向推力与流量成正比，且最大负荷时轴向推力最大。
渐缩喷嘴和缩放喷嘴的变工况特性有何差别？
答：缩放喷嘴与渐缩喷嘴的本质区别，是它的临界截面与出口截面不同，且缩放喷嘴设计工况下背压低于临界压力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面处理想速度等于音速。缩放喷嘴的变工况与渐缩喷嘴的差别是：当出口压力大于设计工况下背压时，在喷嘴出口截面或喷嘴渐扩部分将产生冲波，速度系数s h A 1
A 2 D 1
D 2 C 2 C 1
B 1
B 2
P 0 t=5400
t=3200
t=2620
大大降低。另外，对应临界流量的压力比小于临界压力比。
为什么可以利用研究喷嘴变工况特性的结果分析动叶栅变工况特性？
答：动叶栅为渐缩流道，压力比都用滞止压力比，渐缩喷嘴蒸汽参数与流量的特性完全可适用于动叶栅，所不同的是研究动叶栅变工况时，应使用相对速度w。采用喷嘴调节的汽轮机进汽量减小时，各类级的理想焓降如何变化？反动度、速度比、级效率如何变化？
答：当汽轮机的工况变化时，按各级在工况变化时的特点通常级分为调节级、中间级和末级组三类。
（1）中间级：在工况变化时，压力比不变是中间级的特点。汽轮机级的理想焓降是级前温度和级的压力比的函数，在工况变化范围不大时，中间级的级前蒸汽温度基本不变。此时级内蒸汽的理想焓降不变，级的速度比和反动度也不变，故级效率不变。随着工况变化范围增大，压力最低的中间级前蒸汽温度开始变化，并逐渐向前推移。当流量减小，级前蒸汽温度降低，中间级的理想焓降减小，其速度比和反动度相应增大。由于设计工况级的速度比为最佳值，级内效率最高，当速度比偏离最佳值时，级内效率降低。而且速度比偏离最佳值愈远，级内效率愈低。
（2）末级组：其特点是级前蒸汽压力与其流量的关系不能简化为正比关系，且级组内级数较少。由于在工况变化流量下降时，汽轮机的排汽压力变化不大，级前压力减小较多。且变工况前级组前后的压力差越大，级前压力降低的多，级后压力降低的少。此时级的压力比增大，级内理想焓降减小，而且末级的压力比和理想焓降变化最大。级的速度比和反动度随理想焓降的减小而增大，速度比偏离最佳值，级效率相应降低。
（3）调节级：调节级前后压力比随流量的改变而改变，其理想焓降亦随之变化。当汽轮机流量减小时，调节级的压力比逐渐减小，调节级焓降逐渐增大。在第一调节阀全开而第二调节阀刚要开启时，级的压力比最小，故此时调节级理想焓降达到最大值。级的理想焓降增大，其速度比和反动度随之减小，速度比偏离最佳值，级效率相应降低。
主蒸汽压力变化，对机组安全经济运行有何影响？
答：在初压变化时，若保持调节阀开度不变，此时除少数低压级之外，绝大多数
级内蒸汽的理想焓降不变，故汽轮机的效率基本保持不变，但其进汽量将随之改变。对于凝汽式机组或某一级叶栅为临界状态的机组，其进汽量与初压的变化成正比，由于此时汽轮机内蒸汽的理想焓降随初压升高而增大，机组功率的相对变化大于机组进汽量的相对变化。对于不同背压的级组，背压越高，初压改变对功率的影响越大。
当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高时，蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增加，回热抽汽压力升高，给水温度随之升高，给水在锅炉中的焓升减小，一公斤蒸汽在锅炉内的吸热量减少。此时进汽量虽增大，但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化，故热耗率相应减小，经济性提高，反之亦然。
采用喷嘴调节的机组，初压改变时保持功率不变。当初压增加时，一个调节阀关小，其节流损失增大，故汽轮机的内效率略有降低。虽然初压升高使循环效率增高，但经济性不如调节阀开度不变的工况。
采用节流调节的机组，若保持功率不变，初压升高时，所有调节阀的开度相应减小，在相同条件下，进汽节流损失大于喷嘴调节。初压升高使循环效率增大的经济效益，几乎全部被进汽节流损失相抵消。
初压升高时，所有承压部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽门、调节阀、喷嘴室、汽缸等承压部件，其内部应力将增大。初压升高时若初温保持不变，使在湿蒸汽区工作的级湿度增大，末级叶片的工作条件恶化，加剧其叶片的侵蚀，并使汽轮机的相对内效率降低。若初压升高过多，而保持调节阀开度不变，由于此时流量增加，轴向推力增大，并使末级组蒸汽的理想焓降增大，会导致叶片过负荷。此时调节级汽室压力升高，使汽缸、法兰和螺栓受力过大，高压级隔板前后压差增大。因此对机组初压和调节级汽室压力的允许上限值有严格的限制。
当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，增加进汽量。此时各压力级蒸汽的流量和理想焓降都相应增大，则蒸汽对动叶片的作用力增加，会导致叶片过负荷，并使机组的轴向推力相应增大。现代汽轮机在设计工况下，进汽调节阀的富余开度不大，保证在其全开时，动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限。
汽轮机的凝汽设备
汽轮机在负荷不变的情况下运行，凝汽器真空逐渐下降，分析可能存在哪些原
因？
答：汽轮机在运行过程中引起凝汽器真空缓慢下降的原因有：
（1）冷却水量缓慢减少
（2）冷却水管结垢或脏污
（3）冷却水温缓慢升高
（4）凝汽器的真空系统漏入空气
（5）抽气器效率下降
（6）部分冷却水管被堵
画图并说明汽轮机凝汽设备的组成及其任务。
答：汽轮机凝汽设备的组成图如下所示：
汽轮机排汽
1——凝汽器；2——抽气器；3——循环水泵；4——凝结水泵
任务：(1) 在汽轮机的排汽口建立并维持规定的真空度，以提高循环效率；
(2) 将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水，回收工质
试述凝汽器的最佳真空是如何确定的。
答：在其它条件不变的情况下，如增加冷却水量，则凝汽器的真空就会提高，汽轮发电机组输出的功率就会增加，但同时循环水泵的耗功也会增加，当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时，就说凝汽器达到了最佳真空。也就是说，凝汽器的最佳真空是由汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差来确定的。
在冷却水量一点的前提下，当汽轮机负荷减小时，凝汽器真空将如何变化？为什么？
答：凝汽器内压力P c ，近似认为等于蒸汽分压力P s ，可由蒸汽凝结温度t s 确定。当冷却水量D w 一定时，Δt=αD c ，则蒸汽负荷降低时，α是常数，Δt 正比于D c 降低；另外，由c D K
A D e t w c 1
4187-=
αδ得，当D w 一定，α是常数时，t δ随D c 的降低而减小；在水温不变的情况下，可知t s =t δ+Δt+t w1减小，则蒸汽分压力降低，由
总压力P c 与P s 近似相等可知，此时凝汽器内压力降低，真空升高。
凝汽器中空气的主要来源有哪些？空气的存在对凝汽器的工作有什么影响？ 答：空气的来源有：新蒸汽带入汽轮机的空气；处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密处漏入的。
空气的危害有：空气阻碍蒸汽放热，使传热系数降低，从而使t δ升高，真空降低；空气分压力P a 使P c 升高，使真空降低；空气使凝结水过冷度增大；凝结
水中溶入氧量增大，使管道腐蚀加剧。
画出表面式凝汽器中蒸汽和冷却水的温度沿冷却面的分布曲线，标注曲线上各特征端点的符号，并注释符号的意义。
答：温度分布曲线为：
其中，t s 表示蒸汽凝结温度，且t s =⊿t +t w1 +δt ；t w1表示冷却水进口处温
度，t w2表示冷却水出口温度，⊿t = t w2- t w1，为冷却水温升; δt 为凝汽器端差；
t
A
表示凝汽器总传热面积。
c
什么是凝结水的过冷度？过冷度太大对机组运行有何危害？在凝汽器设计和运行中如何减小过冷度？
答：（1）凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值，称为凝汽器的过冷度。
（2）当过冷度很大时，真空降低，凝结效果较差；同时，过冷度增大还会使凝结水中含氧量增大，增加了对低压管道的腐蚀。
（3）为减小凝汽器的过冷度，设计凝汽器时力求冷却水管束排列合理，加强凝汽器的密封性；机组运行时，选用合适的抽气器并监视确保正常工作，减少漏入空气，避免气阻增大，同时还要保证凝结水水位不至过高，使凝汽器处于较好的工作状态。
机组运行对凝汽器的要求有哪些？
答：（1）从提高凝汽器的热经济性角度提出的要求：传热效果好；过冷度小；汽阻小。
（2）从保证机组长期安全运行角度提出的要求：凝汽器的密封性要好；冷却水管应具有足够的抗腐蚀性；减少凝结水中的含氧量。
（3）从节省配套设备耗能的角度提出的要求：尽量减轻抽气器的负荷；水阻要小。
从保证机组长期安全运行角度对凝汽器提出了什么要求？
答：（1）凝汽器的密封性要好；
（2）冷却水管应有足够的抗腐蚀能力；
（3）要减小凝结水中的含氧量。
凝汽设备运行状态的优劣集中表现在哪几个方面？
答：凝汽器内是否保持在最佳真空；
凝结水的过冷度是否最小；
凝结水的品质是否合格。
凝汽器的热力特性指什么？
答：凝汽器压力随进入凝汽器的蒸汽量Dc、进入凝汽器的冷却水量Dw和冷却水进入凝汽器时的进口温度的变化而变化的规律，称为凝汽器的热力特性。
凝汽设备中抽气器的任务是什么?其主要类型有哪些？
答：凝汽设备中抽气器的任务是：
（1）在机组启动时使凝汽器内建立真空；
（2）在机组正常运行时不断地抽出漏入凝汽器的空气，以保证凝汽器的正常工作。
抽汽器的主要类型有：射水式抽汽器、射汽式抽汽器和水环式真空泵。
第一章 1.工程大气压Pat=10mH2O 相对压力Px 真空度Pz 绝对压力Pj 表压力Pe： Px=Pj-Pat Pz=Pat-Pj Pj=pe+Pamb(当地大气压力) 2.水头=位置水头+压力水头+流速水头：E=z+p/γ+αv2/(2g) γ=9810N/m3 第二章 1.H≈Hm-h wy工作水头=毛水头-引水管道水头损失 2.水轮机出力：Nt=γQHηt 发电机出力：Ng=Ntηg 3.最有工况：①切口进入：水流沿着叶片骨线进口点的切线方向流进转轮，水流对叶片头部的冲角最小，进口水头损失最小。②发向进口：转轮出口切向分速度为0时，转轮进、出口切向分速度改变最大，则转轮输出水动力矩最大，转轮对水流能量利用最彻底。 第三章1.主阀的作用：①当由一根压力钢管同时向两台或两台以上机组供水时，每台水轮机进口必须设置主阀，这样在一台机检修时，关闭该机组的主阀，其他机组能照常工作②导叶全关时的漏水是不可避免的，当较长时间停机时关闭主阀可减少导叶漏水量③水电厂由于起停快，在电网中经常作为备用机组。当压力管道较长时，尽管是一根压力管道向一台机组供水，也设置主阀，这样可以保持压力管道始终充满压力水，机组处于热备用状态，可以减少机组开机准备时④作为机组防飞逸的后背保护。 2.透明油系统的用途：透明油系统的用户有机组轴承用油和油压装置用油。透明油在机组轴承中起润滑和冷却的作用，将摩擦面的热量带走，否则瓦温过高会发生烧瓦事故；油压装置包括调速器油压装置和主阀油压装置，透明油起传递压能的作用。 3.调相运行（过励）：同步电机在电网中作为同步电动机运行时，如果再将转子励磁电流调到大于正常励磁电流，此时的同步电机在电网中消耗少量的有功功率，发出大量的无功功率，可以提高电网的功率因数，这种运行方式成为调相运行。 第四章1.水轮机调节的任务：根据机组所带的负荷及时调节进入水轮机的水流量，使输入水轮机的水流功率与发电机的输出电功率保持一致，保证机组的转速不变或在规定的范围内变化。 2.电网中负荷的性质及机组的分类：①基本负荷：对于电网中的发电机组来讲，用户负荷没有变化，这部分负荷成为电网的基本负荷。（核电、火电，基荷机组）②可预见负荷：这部分可预见负荷的用户对象组成是不确定的，不不断在变化的，只不过负荷变化的趋势可预见。（小型水电，调峰机组）③不可预见负荷：在这一时段内对于某个瞬间，该瞬间以后的负荷变化时不可预见的。（大型水电，调频机组） 3.有差特性机组的优点：①在电网中对负荷的承担明确②在电网中对变化负荷的承担量明确，承担量与ep成反比。缺点：只有机组参与了调节，机组重新稳定后的转速肯定不是原来的转速。 4.无差特性机组的优点：在机组的出力范围内，无论多少负荷，机组重新稳定后的转速肯定是原来的转速。缺点：①在一个电网中如果有两台或两台以上的无差特性机组并列运行，则机组对负荷的承担量不明确。由于每台机组在电网中的负荷承担量可多可少，机组之间会出现负荷来回转移，造成电网频率不稳定②在一个电网中如果有两台或两台以上的无差特性机组并列运行，则机组对变化负荷的承担量不明确。 5.电网的二次调频的原理：当变化负荷小于调频机组调节容量时，变化负荷全由调频机组承担，调节结束后网频不变。当变化负荷大于调相机组调节容量时，调节机组无法承担的部分负荷，电网中所有调峰机组都会自动积极参与调节，进行一次调频。一次调频结束后的网频肯定变，再有调度命令调峰机组进入或退出电网，将网频拉回到原来值，进行二次调频。 6.信号的输入：从二次操作回路输入给CPU的开关量输入信号有开关量位置信号、信号继电器的开关量信号和操作指令信号等。 7.信号的输出：从ＣＰＵ输出的信号分为开关量信号和数字量信号两类。 ８.故障检测及主从及奇幻如何工作：如果CPU工作正常，CPU会不停地向单稳电路a发送周期为T1的脉冲，因为T1<τ，所以单稳电路a的输出Q’来不及翻转回到稳态高电平而总是处于暂态低电平，则单稳电路b的输出Q始终处于稳态低电平，非门G输出始终为高电平；一旦检测到错误或程序发生混乱，则CPU停止向单稳电路a发生脉冲。单稳电路a的输出Q’经延时时间τ后翻回到稳态高电平，此时Q’上升前沿的正跳变出发单稳电路b，使单稳电路b的输出Q翻转为暂态高电平，经延时时间τ’后恢复为稳态低电平。单稳电路b的输出端Q两次翻转产生的正脉冲经非门G反相后，成为负脉冲，送至ＣＰＵ的ＲＥＳＥＴ端子，给ＣＰＵ一个复位脉冲，重新启动、执行程序。与此同时，单稳电路ａ的输出Ｑ也发生翻转，从而驱动切换板中的三极管ＶＴ和继电器Ｋ，进行主从及的切换。 第五章1.机组正常开机的操作步骤：①如果主阀处于关闭状态，则首先应打开旁通阀向蜗壳充水，当主阀两侧压力相近时，开启主阀②检测风闸是否在退出位置③检测气压是否正常④投入机组技术供水⑤检查调速器的压力油的压力是否正常并打开调速器压力油箱的总油阀⑥拔出接力器锁锭⑦手动或自动将导叶打开到空载开度稍微大一点的开度，机组升速⑧转速上升到９５％额定转速时灭磁开关合闸，发电机励磁升压⑨手动或自动调机组频率与网频一致及调发电机电压与电网电压一致⑩手动同期或自动准同期合断路器，将机组并入电网⑾手动或自动将开度限制调到所要限制的开度⑿手动或自动开导叶带上有功功率及升励磁带上无功功率⒀全面检查机组及辅助设备的运行状况。 2.机组正常停机操作步骤：①检查气压是否正常⑵手动或自动关导叶将有功功率卸到零及减励磁将无功功率卸到零⑶手动或自动跳断路器将机组退出电网⑷灭磁开关跳闸，发电机降压到零⑸手动或自动将导叶从空载开度关到零⑹当转速下降到额定转速的３０％左右时，手动或自动投入风闸制动刹车⑺落下接力器锁锭⑻关闭调速器压力邮箱的总油阀⑼关闭机组技术供水⑽检查风闸是否在退出位置⑾需较长时间停机时，应关闭主阀⑿全面检查机组及辅助设备 3.作为事故停机处理的三个条件：①机组各轴承的温度只有一个超过７０℃②电器保护继电器动作③发电机励磁消失。 4.事故停机操作流程：①事故停机继电器动作②发电机断路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发电机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到空载开度⑤等候运行人员的命令，重新并网运行或停机检查事故原因。 5.紧急停机处理的四个条件：①机组过速达１４０％，转 速信号器动作②在事故停机过程中，导叶剪短销剪短③调 速器油压消失或导叶拒动④运行人员发布的认为必须作 紧急停机处理的命令 6.紧急停机操作流程：①紧急停机继电器动作②发电机的 断路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发 电机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到全关位置⑤ 主阀动水条件下紧急关闭⑥当转速下降到额定转速３ ０％左右时，手动或自动投入风闸制动刹车。 火电厂 1.开口系恒定流热力系统的能量方 程;Q-W=0.5m(C22-C12)mg(Z2-Z1)+(U2-U1) 2.卡诺循环：过程1→2，共质等温吸热过程，共质的温度 不变，比熵从S1增大到S2，吸热量q1=T1(S2-S1);过程2 →3，共质绝热膨胀过程，共质的比熵不变，温度从T1下 降到T2；过程3→4，共质等温放热过程，共质的温度不 变，比熵从S2减小到S1，放热量q2=T2（S2-S1）； 过程4→1，共质绝热压缩过程，共质的比熵不变，温度从 T2上升到T1。 3.朗肯循环：过程1→2，在汽轮机中绝热膨胀做工；过程 2→3，在凝汽器中等温放热；过程3→4，在给水泵中绝热 压缩；过程4→5，在省煤器中和冷水壁的中下部定压预热； 5→6，在冷水壁的上部等温气化；6→1，在过热器中等压 过热。 4.会热循环热力设备：设进入汽轮机做工的新蒸汽质量为 1kg，将做了部分功的蒸汽从汽轮机气缸中间抽出akg，送 到回热加热器中用来家人锅炉的给水，其余（1-a）kg的 蒸汽继续做工。Akg蒸汽的热能一部分对汽轮机做工，其 余的汽化潜热全部传递给锅炉给水，自己却成了冷却水。 一级回热加热抽汽能提高循环热效率1%-2%，一般中压机 组火电厂采用2—5级回热加热抽汽，高压机组火电厂采 用5-8级回热加热抽汽。 4.粗粉分离器：作用是将煤粉中颗粒偏大的不合格粗粉分 离出来送回到磨煤机中重新研磨。 5.细粉分离器：作用是将细粉与一次风进行分离。 6.不同反动度工作级的应用：在相同条件下，纯冲动级的 做工能力最大，汽轮机的级数最少，但效率最低；反动级 的做功能力最小，汽轮机的级数最多效率最高；冲动级介 于两者之间；因此冲动级在中小型汽轮机中得到广泛应 用。在大中型汽轮机中，较多的考虑工作级的效率而较多 地采用反动级。 5.紧急停机处理的四个条件：①机组过速达１４０％，转 速信号器动作②在事故停机过程中，导叶剪短销剪短③调 速器油压消失或导叶拒动④运行人员发布的认为必须作 紧急停机处理的命令 6.紧急停机操作流程：①紧急停机继电器动作②发电机的 断路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发 电机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到全关位置⑤ 主阀动水条件下紧急关闭⑥当转速下降到额定转速３ ０％左右时，手动或自动投入风闸制动刹车。 火电厂 1.开口系恒定流热力系统的能量方 程;Q-W=0.5m(C22-C12)mg(Z2-Z1)+(U2-U1) 2.卡诺循环：过程1→2，共质等温吸热过程，共质的温度 不变，比熵从S1增大到S2，吸热量q1=T1(S2-S1);过程2 →3，共质绝热膨胀过程，共质的比熵不变，温度从T1下 降到T2；过程3→4，共质等温放热过程，共质的温度不 变，比熵从S2减小到S1，放热量q2=T2（S2-S1）； 过程4→1，共质绝热压缩过程，共质的比熵不变，温度从 T2上升到T1。 3.朗肯循环：过程1→2，在汽轮机中绝热膨胀做工；过程 2→3，在凝汽器中等温放热；过程3→4，在给水泵中绝热 压缩；过程4→5，在省煤器中和冷水壁的中下部定压预热； 5→6，在冷水壁的上部等温气化；6→1，在过热器中等压 过热。 4.会热循环热力设备：设进入汽轮机做工的新蒸汽质量为 1kg，将做了部分功的蒸汽从汽轮机气缸中间抽出akg，送 到回热加热器中用来家人锅炉的给水，其余（1-a）kg的 蒸汽继续做工。Akg蒸汽的热能一部分对汽轮机做工，其 余的汽化潜热全部传递给锅炉给水，自己却成了冷却水。 一级回热加热抽汽能提高循环热效率1%-2%，一般中压机 组火电厂采用2—5级回热加热抽汽，高压机组火电厂采 用5-8级回热加热抽汽。 4.粗粉分离器：作用是将煤粉中颗粒偏大的不合格粗粉分 离出来送回到磨煤机中重新研磨。 5.细粉分离器：作用是将细粉与一次风进行分离。 6.不同反动度工作级的应用：在相同条件下，纯冲动级的 做工能力最大，汽轮机的级数最少，但效率最低；反动级 的做功能力最小，汽轮机的级数最多效率最高；冲动级介 于两者之间；因此冲动级在中小型汽轮机中得到广泛应 用。在大中型汽轮机中，较多的考虑工作级的效率而较多 地采用反动级。 第一章 1.工程大气压Pat=10mH2O 相对压力Px 真空度 Pz 绝对压力Pj 表压力Pe： Px=Pj-Pat Pz=Pat-Pj Pj=pe+Pamb(当地大气压力) 2.水头=位置水头+压力水头+流速水头：E=z+p/γ+α v2/(2g) γ=9810N/m3 第二章 1.H≈Hm-h wy工作水头=毛水头-引水管道 水头损失 3.水轮机出力：Nt=γQHηt 发电机出力：Ng=Ntηg 4.最有工况：①切口进入：水流沿着叶片骨线进口点的切 线方向流进转轮，水流对叶片头部的冲角最小，进口水头 损失最小。②发向进口：转轮出口切向分速度为0时，转 轮进、出口切向分速度改变最大，则转轮输出水动力矩最 大，转轮对水流能量利用最彻底。 第三章1.主阀的作用：①当由一根压力钢管同时向两台或 两台以上机组供水时，每台水轮机进口必须设置主阀，这 样在一台机检修时，关闭该机组的主阀，其他机组能照常 工作②导叶全关时的漏水是不可避免的，当较长时间停机 时关闭主阀可减少导叶漏水量③水电厂由于起停快，在电 网中经常作为备用机组。当压力管道较长时，尽管是一根 压力管道向一台机组供水，也设置主阀，这样可以保持压 力管道始终充满压力水，机组处于热备用状态，可以减少 机组开机准备时④作为机组防飞逸的后背保护。 3.透明油系统的用途：透明油系统的用户有机组轴承用油 和油压装置用油。透明油在机组轴承中起润滑和冷却的作 用，将摩擦面的热量带走，否则瓦温过高会发生烧瓦事故； 油压装置包括调速器油压装置和主阀油压装置，透明油起 传递压能的作用。 4.调相运行（过励）：同步电机在电网中作为同步电动机运 行时，如果再将转子励磁电流调到大于正常励磁电流，此 时的同步电机在电网中消耗少量的有功功率，发出大量的 无功功率，可以提高电网的功率因数，这种运行方式成为 调相运行。 第四章1.水轮机调节的任务：根据机组所带的负荷及时调 节进入水轮机的水流量，使输入水轮机的水流功率与发电 机的输出电功率保持一致，保证机组的转速不变或在规定 的范围内变化。 3.电网中负荷的性质及机组的分类：①基本负荷：对于电 网中的发电机组来讲，用户负荷没有变化，这部分负荷成 为电网的基本负荷。（核电、火电，基荷机组）②可预见 负荷：这部分可预见负荷的用户对象组成是不确定的，不 不断在变化的，只不过负荷变化的趋势可预见。（小型水 电，调峰机组）③不可预见负荷：在这一时段内对于某个 瞬间，该瞬间以后的负荷变化时不可预见的。（大型水电， 调频机组） 4.有差特性机组的优点：①在电网中对负荷的承担明确② 在电网中对变化负荷的承担量明确，承担量与ep成反比。 缺点：只有机组参与了调节，机组重新稳定后的转速肯定 不是原来的转速。 5.无差特性机组的优点：在机组的出力范围内，无论多少 负荷，机组重新稳定后的转速肯定是原来的转速。缺点： ①在一个电网中如果有两台或两台以上的无差特性机组 并列运行，则机组对负荷的承担量不明确。由于每台机组 在电网中的负荷承担量可多可少，机组之间会出现负荷来 回转移，造成电网频率不稳定②在一个电网中如果有两台 或两台以上的无差特性机组并列运行，则机组对变化负荷 的承担量不明确。 6.电网的二次调频的原理：当变化负荷小于调频机组调节 容量时，变化负荷全由调频机组承担，调节结束后网频不 变。当变化负荷大于调相机组调节容量时，调节机组无 法承担的部分负荷，电网中所有调峰机组都会自动积极参 与调节，进行一次调频。一次调频结束后的网频肯定变， 再有调度命令调峰机组进入或退出电网，将网频拉回到原 来值，进行二次调频。 7.信号的输入：从二次操作回路输入给CPU的开关量输入 信号有开关量位置信号、信号继电器的开关量信号和操作 指令信号等。 8.信号的输出：从ＣＰＵ输出的信号分为开关量信号和数 字量信号两类。 ９.故障检测及主从及奇幻如何工作：如果CPU工作正常， CPU会不停地向单稳电路a发送周期为T1的脉冲，因为 T1<τ，所以单稳电路a的输出Q’来不及翻转回到稳态高 电平而总是处于暂态低电平，则单稳电路b的输出Q始终 处于稳态低电平，非门G输出始终为高电平；一旦检测到 错误或程序发生混乱，则CPU停止向单稳电路a发生脉 冲。单稳电路a的输出Q’经延时时间τ后翻回到稳态高电 平，此时Q’上升前沿的正跳变出发单稳电路b，使单稳电 路b的输出Q翻转为暂态高电平，经延时时间τ’后恢复 为稳态低电平。单稳电路b的输出端Q两次翻转产生的正 脉冲经非门G反相后，成为负脉冲，送至ＣＰＵ的ＲＥＳ ＥＴ端子，给ＣＰＵ一个复位脉冲，重新启动、执行程序。 与此同时，单稳电路ａ的输出Ｑ也发生翻转，从而驱动切 换板中的三极管ＶＴ和继电器Ｋ，进行主从及的切换。 第五章1.机组正常开机的操作步骤：①如果主阀处于关闭 状态，则首先应打开旁通阀向蜗壳充水，当主阀两侧压力 相近时，开启主阀②检测风闸是否在退出位置③检测气压 是否正常④投入机组技术供水⑤检查调速器的压力油的 压力是否正常并打开调速器压力油箱的总油阀⑥拔出接 力器锁锭⑦手动或自动将导叶打开到空载开度稍微大一 点的开度，机组升速⑧转速上升到９５％额定转速时灭磁 开关合闸，发电机励磁升压⑨手动或自动调机组频率与网 频一致及调发电机电压与电网电压一致⑩手动同期或自 动准同期合断路器，将机组并入电网⑾手动或自动将开度 限制调到所要限制的开度⑿手动或自动开导叶带上有功 功率及升励磁带上无功功率⒀全面检查机组及辅助设备 的运行状况。 2.机组正常停机操作步骤：①检查气压是否正常⑵手动或 自动关导叶将有功功率卸到零及减励磁将无功功率卸到 零⑶手动或自动跳断路器将机组退出电网⑷灭磁开关跳 闸，发电机降压到零⑸手动或自动将导叶从空载开度关到 零⑹当转速下降到额定转速的３０％左右时，手动或自动 投入风闸制动刹车⑺落下接力器锁锭⑻关闭调速器压力 邮箱的总油阀⑼关闭机组技术供水⑽检查风闸是否在退 出位置⑾需较长时间停机时，应关闭主阀⑿全面检查机组 及辅助设备 3.作为事故停机处理的三个条件：①机组各轴承的温度只 有一个超过７０℃②电器保护继电器动作③发电机励磁 消失。 4.事故停机操作流程：①事故停机继电器动作②发电机断 路器甩开负荷跳闸，机组退出电网③灭磁开关跳闸，发电 机降压到零④调速器作用导叶紧急关闭到空载开度⑤等 候运行人员的命令，重新并网运行或停机检查事故原因。
汽轮机原理及运行课程自学辅导资料 二○○八年十月
汽轮机原理及运行课程自学进度表教材：汽轮机原理教材编者：沈士一康松庆贺庆庞立云 出版社：中国电力出版社出版时间：1992
接交给任课教师。总成绩中，作业占15分。
汽轮机原理及运行课程自学指导书 第1章汽轮机级的工作原理 一、本章的核心、重点及前后联系 （一）本章的核心 掌握蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算，蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损失和各种级效率的物理概念及减少损失的措施，熟悉各种损失的计算；熟悉汽轮机级的热力设计原则和方法，扭叶片级；了解叶栅的气动特性。 （二）本章重点 级的概念，级的工作过程，级的反动度，动叶进出口速度三角形，蒸汽在喷嘴的膨胀过程，蒸汽在动叶中的流动和能量转换过程；蒸汽作用在动叶栅上的力和轮周功率，级的轮周效率，级的轮周效率与速比的关系，蒸汽在复速级内的能量转换特点；级内损失，级的相对内效率。 （三）本章前后联系 在前面学习完成工程热力学和流体力学的基础上，对级的工作原理进行学习；学习本章内容为后面分析多级汽轮机的工作原理打下基础。 二、本章的基本概念、难点及学习方法指导 （一）本章的基本概念 级，反动度，压比，速比，最佳速比，轮周效率，轮周功率，级的相对内效率，扭叶片（二）本章难点及学习方法指导 级的轮周效率和速比的关系 学习方法：理论联系实际，熟悉汽轮机结构，多看书， 三、典型例题分析 1.汽轮机按工作原理分类可分为哪几种类型？ 答：冲动式汽轮机和反动式汽轮机。 2.按热力性质分类，汽轮机可分为哪几种类型？ 答：凝汽式汽轮机，背压式汽轮机，调节抽汽式汽轮机，抽汽背压式汽轮机，中间再热式汽轮机
1.名词解释 （1）热耗率：汽轮发电机组每生产1kw·h的电能所消耗的能量。 （2）汽耗率：汽轮发电机组每生产1kw·h的电能所消耗的蒸汽量。 （3）发电标准煤耗率：发电厂生产单位电能所消耗的煤折合成标准煤的数量。 （4）供电标准煤耗率：发电厂向外提供单位电能所消耗的标准煤的数量。 （5）厂用电率：单位时间内厂用电功率与发电功率的百分比。（6）热电联产：在发电厂中利用在汽轮机中做过功的蒸汽的热量供给热用户。在同一动力设备中同时生产电能和热能的生产过程。 （7）高压加热器：水侧部分承受除氧器下给水泵压力的表面式加热器。 （8）低压加热器：水侧部分承受凝汽器下凝结水泵压力的表面式加热器。 （9）混合式加热器：加热蒸汽与水在加热器内直接接触，在此过程中蒸汽释放出热量，水吸收了大部分热量使温度得以升高，在加热器内实现了热量传递，完成了提高水温的过程。 （10）给水泵汽蚀：汽泡的产生、发展、凝结破裂及材料的破坏过程。 （11）热效率：有效利用的能量与输入的总能量之比。 （12）热力系统：将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体。 （13）单元制系统：每台锅炉与相对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管横向联系。 （14）公称压力：管道参数等级。是指管道、管道附件在某基准温度下允许的最大工作压力。 （15）公称通径：划分管道及附件内径的等级，只是名义上的计算内径，不是实际内径。 （16）最佳真空：发电厂净燃料量消耗最小的情况下，提高真空是机组出力与循环水泵耗功之差最大时的真空。 （17）最佳给水温度：汽轮机绝对内效率最大时对应的给水温度。 （18）加热器端差：上端差：加热器汽侧压力下的饱和温度与水侧出口温度之差。 下端差：加热器汽侧压力下的饱和温度与水侧进口温度之差。
核电厂系统与设备知识点 2020年前要新建核电站31座，今后每年平均需要建设两个百万千瓦级核电机组 我国发展核电的基本政策是：坚持集中领导，统一规划，并与全国能源和电力发展相衔接;核电政策：自主，国产化，与压水堆配套；引进的基础上,消化,改进,国产化。 在核电布局上优先考虑一次能源缺乏、经济实力较强的东南沿海地区。 坚持“质量第一，安全第一”，坚持“以我为主，中外合作” 我国确定发展压水堆 核岛:一回路系统及其辅助系统、安全设施及厂房。 常规岛:汽轮发电机组为核心的二回路及其辅助系统和厂房。 配套设施：除核岛、常规岛的其余部分。 压水堆核电厂将核能转变为电能是分四个环节，在四个主要设备中实现的： 1）核反应堆：将核能经转变为热能，并将热能传给反应堆冷却剂，是一回路压力边界的重要部件。 2）蒸汽发生器：将反应堆冷却剂的热量传递给二回路的水，使其变为蒸汽。在此只进行热量交换，不进行能量形态的转变； 3）汽轮机：将蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能； 4）发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。 大亚湾核电厂共有348个系统 核电厂平面布置原则：a.区分脏净,脏区尽可能在下风口.满足工艺要求,便于设备运输,减少管线迂回纵横交叉.反应堆厂房为中心,辅助厂房,燃料厂房设在同一基岩的基垫层上,防止因厂房承载或地震所产生的沉降差导致管线断裂.以反应堆厂房为中心,辅助厂房,燃料厂房,主控制室应急柴油发电机厂房四周.双机组厂可采用对称布置,公用部分辅助厂房.
布置分区：核心区、三废区、供排水区、动力供应区、检修及仓库区、厂前区 核心区布置按反应堆厂房与汽轮机厂房的相对位置,有T型与L型布置：T型:汽轮机叶片旋转平面与安全壳不相交.占地大,单独汽机厂房。 L型:汽轮机叶片旋转平面与安全壳相交,须设置防止汽轮机飞车时汽轮机叶片对安全壳和冲击的屏障.占地少,两台以上机组可公用汽轮机厂房,仅用一台吊车。 我国采用T型布置。 安全分级的目的是正确选择用于设备设计、制造、检验的规范标准 安全功能: 1 安全停堆和维持安全停堆状态； 2 停堆后余热导出； 3 事故后防止放射性物质释放，以保证放射性物质释放不超过容许值。 确定某物项对于安全的重要性有：确定论方法；概率论方法。 安全分为四级1 安全一级：一回路承压边界所有部件；选用设备等级一级，质量A组。按照实际可能的最高标准设计、制造、安装和实验。 2 安全二级：余热去除、安注和安喷系统。 3 安全三级：辅助给水；设备冷却水；乏燃料池冷却系统；为安全系统提供支持的系统和设施。 4 安全四级：核岛中不属于安全三级以上的，但要求按照非和规范和标准中较高要求设计制造。 抗震分为一、二类和非抗震类（）：抗震一类指其损害会直接或间接造成事故的工况以及用来实施停堆或维持停堆状态的构筑物、系统和设备。 安全一、二、三级和和1E级电器设备属抗震一类。抗震一类要求满足安全停堆地震载荷要求 安全停堆地震是分析电厂所在区域地址和地震条件，分析当地地表下物质的特性的基础上所确定的可能发生的最大地震。安全停堆地震通常取当地历史
汽轮机原理知识点 汽轮机级的工作原理 冲动级和反动级的做功原理有何不同？在相等直径和转速的情况下，比较二者的做功能力的大小并说明原因。 答：冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流动方向，动叶中只有动能向机械能的转化。 反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且还进行膨胀加速。 动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。 在同等直径和转速的情况下，纯冲动级和反动级的最佳速比比值： op x )(1/ op x )(1=（1c u ）im /（1c u ）re =（1cos 2 1α）/1cos α=re t h ?21/im t h ? re t h ?／im t h ?=1/2 上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍 分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失？ 答：高压级内：叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩 擦损失等； 低压级内：湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失，扇形损失、漏气损失、叶轮摩 擦损失很小。 简述蒸汽在汽轮机的工作过程。 答：具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度不断降低，速度不断升高，使蒸汽的热能转化为动能，喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中，汽流给动叶片一作用力，推动叶轮旋转，即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。 汽轮机级内有哪些损失？造成这些损失的原因是什么？ 答：汽轮机级内的损失有： 喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。 造成这些损失的原因：
汽轮机原理 第一章汽轮机的热力特性思考题答案 1．什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？ 解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。 各类级的特点： （1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；Dhb =0；Ωm=0。 （2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 > p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。 （3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；Dhn >Dhb >0；Ωm=0.05～0.35。 （4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。 2．什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？ 解答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。 当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。 3．说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。 解答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定
汽轮机原理及运行 随着工业生产的蓬勃发展，工业污染物的排放，对大气、自然环境的影响和危害越来越大。国家为保护环境，加大了对工业生产污染物排放的监管力度，国务院专门召开会议部署全国节能降耗减排的工作。我省焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业比较多，这些企业在生产过程中必然产生大量焦煤气、热量，而这些能源和热能大都没有被再利用，而以不同的排放方式，白白地浪费掉了，还造成了大气环境污染。事实上，要做到脱硫除尘、净化排放，必须将余热温度降到250゜C以下才能实现，而排放的余热全都在250゜C上，是根本无法脱硫除尘的。那么，唯一的办法就是将余热再利用，首选发电，实现能量再利用，既提高了原材料利用率，又净化了排放物，大大减少CO2、SO2排放量。 一直以来，这样的好事为什麽没有企业做呢？原因就在于，利用余热、余气进行发电的机组功率较小，不易并入大电网，或是地处与系统弱联系的区域，根本无网可并。自发自用，单独运行，又苦于发电机组不能稳定运行。故而形成目前不能不生产、可排放又超标的困难局面。 余热减排发供电微电网稳定运行综合控制系统的研发，是针对利用余热发电、热电联产的自备电厂运行不稳定、耗能高的问题而进行的。主要应用于焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业，利用余热发电、热电联产的自备电厂的微电网设
备在线数字化状态检测与监控的工艺改造，彻底改造通过气门排放蒸汽调节负荷的传统方法，实现了既稳定运行，又节能降耗减排。其适用范围和区域主要是产生余热、余气的高温冶炼企业，电网覆盖薄弱地区、电网末端或电网未到达区域，自建的供、用电微电网。 针对这种状况，山西博赛克电力技术有限公司潜心研究开发余热减排发供电微电网稳定运行综合控制系统技术，彻底解决了这些发电机组的运行不稳定问题，真正实现了无网支撑、无忧运行，被称为“自备电厂的革命性技术”，具有国内领先水平。是一项电力、电网节能降耗技术。 其社会经济意义主要是：能为上述状况提供完整的工艺改造解决方案，可使这些企业的余热自备电厂的发电设施充分发挥效能，既节能又高效，净化污染物排放，而且用电用户可以使用到与大电网等质的电能，满足生产、生活需求。山西省长治地区沁新公司2×6000KW煤矸石自备电厂的工艺改造和2×12MW焦化余热自备电厂建设，都是采用了余热减排发供电微电网自稳定综合控制系统技术。 事实雄辩地说明，应用该技术改造余热自备电厂通过气门排空进行负荷调节的传统方法，彻底解决了自备电厂运行的弊端，使之高效节能、安全稳定运行。肯定可以带动一大批焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业，充分利用余热、余气进行发电。一是由于余热、余气的充分利用，提高了原材料
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1．目前在汽轮机末级常用的去湿措施是（） A. 采用去湿槽 B. 在叶片背弧镶焊硬质合金 C. 加装护罩 D. 超临界汽轮机 2．新蒸汽初参数为16.7Mpa的汽轮机为（） A. 高压汽轮机 B. 超高压汽轮机 C. 亚临界汽轮机 D. 超临界汽轮机 3．汽轮机内蒸汽流动总体方向大致平行于转轴的汽轮机称为（） A. 向心式汽轮机 B. 辐流式汽轮机 C. 周流式汽轮机 D. 轴流式汽轮机 4．相同平均直径的反动级与纯冲动级保持最高轮周效率时的做功能力比为（） A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:4 5．采用下列哪种措施可以提高凝汽式汽轮机末级的蒸汽干度（） A. 提高背压 B. 提高初压 C. 扇形损失 D. 叶轮磨擦损失 6．采用扭叶片可以减少 A. 湿汽损失 B. 漏汽损失 C. 扇形损失 D. 叶轮磨擦损失 7．设为喷嘴实际压力比，为临界压力比，当时，蒸汽在喷嘴斜切部分有膨胀。（） A. B. C. D. 8．反动级的最佳速比为。（其中为喷嘴出汽角）（） A. B. C. D. 9．目前大型高效机组的电厂效率可以达到（） A. 40%左右 B. 60%左右 C. 70%左右 D. 90%左右 10．以下说法正确的是（） A. 可以通过提高重热系数的办法，画提主多级汽轮机的相对内效率 B. 不能采用提高重热系数的方法来提高汽轮机的相对内效率 C. 提高重热系数，可能提高多级汽轮机的相对内效率，也可能降低多级汽轮机的相对内效率 D. 重热系数与相对内效率无关
一．名词解释 1. 自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密 度差所产生的压力差进行循环的锅炉。 2. 直流锅炉：给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。 3. 强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质，除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅 水循环泵的压头进行循环的锅炉。 4. 控制循环锅炉：在水冷壁上升管的入口处加装了节流圈的强制循环锅炉。 5. 层燃炉：燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃烧。层状燃烧就 是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的燃料层，空气从 炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。 6. 流化床锅炉：流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速（由固定床转化为流化床的风 速）的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。采用流化床燃 烧方式的锅炉称为流化床锅炉。 7. 煤粉炉：将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉炉膛中燃烧，这种锅炉便是煤粉炉。 8. 锅炉效率：锅炉效率是指锅炉有效利用热与单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比。 9. 锅炉净效率：指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗（热耗和电耗）以后的锅炉效率。 10. 余热锅炉：指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的 热量把水加热到一定工质的锅炉。 11. 火管锅炉：火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、 汽或汽水混合物加热。火管锅炉又称锅壳式锅炉 12. 水管锅炉：所谓水管锅炉就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和 流动的锅炉。 13. 温室气体：温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气 体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更 暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气。 14. 省煤器：是为了是给水在进入汽包先在尾部烟道吸收烟气热量，以降低排烟温度，提高锅炉 效率，节约燃煤量，所以称为省煤器。 15. 锅筒：锅筒是水管锅炉中用以进行汽水分离和烟汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形 压力容器，又称汽包。 16. 下降管：水循环回路中，由锅筒向下集箱的供水管路。 17. 水冷壁：锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面通常称为水冷壁。 18. 过热器：是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。 19. 再热器：将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。 20. 联箱：锅炉汽水系统中用以汇集、分配蒸汽和水的受压部件。按结构型式有圆形和方形联箱 两种 21. 管间距：两相邻水冷壁管的中心线之间的距离。 22. 卫燃带：涂覆水冷壁的耐火层称为卫燃带（燃烧带）。 23. 煤灰的熔融性：煤灰受热时，由固态逐渐向液态转化，也没有明显的界限温度，这种转化的
?A) 级的相对内效率小于轮周效率 ?B) 级的相对内效率的最佳速度比大于轮周效率最高时的最佳速度比?C) 级的相对内效率的最佳速度比等于轮周效率最高时的最佳速度比?D) 级的相对内效率的最佳速度比小于轮周效率最高时的最佳速度比 ?A) 压力降低 ?B) 温度降低 ?C) 比体积增大
?D) 相对速度增加 ?A) 隔板型结构，隔板用来安装喷嘴，并将各级叶轮隔开?B) 转鼓型结构 ?C) 汽缸上有固定静叶的隔板及支承隔板的隔板套 ?D) 汽缸上有静叶环及支承静叶环的静叶持环 ?A) 定压运行 ?B) 滑压运行 参考答案：A B 收起解析 解析：
?A) 便于拆装 ?B) 可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而可以减小汽轮机的轴向 尺寸，简化汽缸形状，有利于启停及负荷变化 ?C) 为汽轮机实现模块式通用设计创造了条件 ?D) 隔板套的采用会增大汽缸的径向尺寸，相应的法兰厚度也将增大，延长了汽 轮机的启动时间 ?A) 可分为轮式和鼓式两种基本型式 ?B) 轮式转子具有安装动叶片的叶轮，鼓式转子则没有叶轮，动叶片直接装在转 鼓上 ?C) 通常反动式汽轮机转子采用轮式结构 ?D) 通常冲动式汽轮机转子采用轮式结构 参考答案：A B D
?A) 纯冲动机 ?B) 反动级 ?C) 带反动度的冲动级 ?D) 复速级 ?A) 因高速转动和汽流作用而承受较高的静应力和动应力 ?B) 因处在高温过热蒸汽区而承受高温作用 ?C) 因处在湿蒸汽区内工作而承受腐蚀和冲蚀作用 ?D) 作用是将蒸汽的热能转换为动能，再将动能转换为汽轮机转子旋转机械能 参考答案：A B C D 收起解析
工程热力学复习知识点 一、知识点 基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。 1. 基本概念 掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。 掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。 理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。 2. 热力学第一定律 掌握和理解：热力学第一定律的实质。 理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。 理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。 3. 热力学第二定律 掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。 掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文
表述等）。卡诺循环和卡诺定理。 掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。 理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。 理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。 4. 理想气体的热力性质 熟悉和了解：理想气体模型。 理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。 理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。 5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题 理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。 理解并掌握：绝热节流的现象及特点 6. 蒸汽动力循环
汽 轮 机 原 理 课程学习辅导材料 2009.2 目 录 第一篇 各章单元复习题 绪论及第一章 汽轮机级的工作原理 2 第二章 多级汽轮机 19 第五章 凝汽设备 26 第七章 汽轮机调节系统 35 第二篇 综合思考题 第一部分 汽轮机的热力特性 46 第二部分 汽轮机的负荷调节 47 第三部分 汽轮机的经济运行 49 第四部分 汽轮机的安全运行 50 第五部分 汽轮机的启动与运行 53 第三篇 各章练习题 第一章 汽轮机级的工作原理 55 第二章 多级汽轮机 58 第三章 汽轮机级在变工况下的工作 60 第五章 汽轮机的凝汽设备 61 第七章 汽轮机调节系统 61 练习题参考答案 62 第一篇 各章单元复习题 长沙理工大学 能源与动力工程学院
绪论及第一章级的工作原理 一、问答题: 1．按工作原理、热力过程特性、蒸汽流动方向、新蒸汽参数等对汽轮机进行分类，汽轮机可分为哪些类型？按新蒸汽参数分类时，相应类型汽轮机的新汽压力等级是什么？2．国产汽轮机型号的表示方法是什么？ 3．根据国产汽轮机型号的表示方法，说明下列汽轮机的型号提供了汽轮机设备的哪些基本特征？ （1）C B25-8.82/0.98/0.118 （2）C C25-8.82/0.98/0.118-1 （3）C B25-8.83/1.47/0.49 （4）N300-16.7/537/537 4．汽轮机中哪些部件是转动的？哪些部件是静止不动的？ 5．汽缸的作用是什么？ 6．简述蒸汽在汽轮机中的能量转换过程？ 7．试绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图？ 8．蒸汽对动叶片冲动作用原理的特点是什么？ 9．蒸汽对动叶片反动作用原理的特点是什么？ 10．根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，如何划分汽轮机级的类型？各种类型级的特点是什么？ 11．什么是动叶的速度三角形？ 12．如何根据喷嘴汽流出汽角计算速度级、纯冲动级与反动级的最佳速比？ 13．汽轮机的调节级为什么要采用部分进汽？如何选择合适的部分进汽度？ 14．试述汽轮机级内有哪些损失？造成这些损失的原因是什么？ 15．如何减小级内漏汽损失？ 16．简述轴向推力的平衡方法。 17．简述汽封的工作原理？ 18．何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失？在热力过程线（焓-熵图）上表示出来。 二、名词解释 1．汽轮机的级 2．反动度。 3．滞止参数 4．临界压比 5．轮周效率。 6．级的余速损失 7．最佳速度比。 8．部分进汽度。 9．级的相对内效率 三、单项选择 1．电厂常用汽轮机属于下列那种类型？ A. 离心式 B. 轴流式 C. 辐流式 D. 周流式 2．保证转子相对于静子的正确轴向位臵的是： A. 支持轴承 B. 轴封
分析喷嘴面积的变化规律 当Ma<1时，即气流为亚声速。因为Ma 2-1<0所以气道截面积的变化同气流速度变化符号相反，就是说亚声速汽流在汽道中的膨胀加速时，通道的横截面积随气流速而逐渐减少，这样喷嘴成为渐缩喷嘴。 当Ma>1时，即汽流为超声速时，因为Ma 2-1>0所以汽道横截面积的变化同汽流速度的变化符号相同。与亚声速汽流相反，超速波汽流的汽道横截面积应随汽流加速而逐渐增加。这样的喷嘴称为渐扩喷嘴。 当Ma=1时，即汽流速度等于当地声速，此时汽道的横截面积变化等于0，即dA=0喷嘴的横截面积达到最小值。 何为多级汽轮机的重热现象和重热系数 答 重热现象：各级累计理想比焓降t h ?∑大于整机理想比焓降t H ?的现象。 重热系数：增大那部分比焓降与没有损失时整机总理想比焓降之比：0>= ??-?∑t t t H H h a 其大小与下列因素有关： 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。 汽轮机的相对内效率 蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比 。 电功率：el m el P P η?=轴端功率乘以发电机效率 轴端功率:汽轮机内功率Pi 减去机械损失δPm 即为了汽轮机主轴输出的轴端功率。 热耗率 每生产1kW.h 电能所消耗的热量 。 汽耗率：每产生1KW*h 电能所消耗的蒸汽量 汽轮发电机组的汽耗率 汽轮发电机组每发1KW ·h 电所需要的蒸汽量。 汽轮机的极限功率 在一定的初终参数和转速下?单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。 汽轮机的绝对内效率 蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。 汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率 答 1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。 1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。 轴封装置中齿形汽封的基本原理 答 齿形气封的基本原理：漏入的蒸汽从高压侧流向低压侧，当流经第一个汽封片形成的齿隙时，通道的面积减少，蒸汽流速增大，压力由p0降低到p1，然后蒸汽进入汽封片的环形汽室，通道面积突然扩大，流速降低，产生涡流和碰撞，使蒸汽具有的动能损失转变为热能。汽封的作用是将一个较大的压差分割成若干个减少的压差，从而达到降低漏气的速度，减少漏气量的作用。 影响凝汽器内压力的因素有哪些？是怎么影响的？ 1.冷却水进口温度1w t :在其它条件不变的情况下，冷却水进口温度越低，凝汽器压力c P 越低。