汽轮机课程设计书

船用汽轮机课程设计说明书摘要 (3)前言 (3)一、汽轮机定型 (4)1. 初终参数的选择 (4)2. 缸数的选择 (4)3. 调节级型式的选择 (5)4. 非调节级型式的选择 (5)5. 低压缸流路的选择 (6)二、机组近似膨胀过程 (7)1. 机组近似膨胀线和各状态点参数 (7)2. 详细计算 (7)三、低压缸热计算 (10)1. 主要尺寸计算 (10)2. 通流部分绘制 (11)3. 分级和焓降分配 (13)4. 详细计算 (14)4.1 第1级 (14)4.2 第2级 (19)4.3 第3级 (23)四、高压缸热计算 (28)1. 调节级热计算 (28)1.1 预先估算 (28)1.2 详细计算 (28)2. 非调节级热计算 (31)2.1 预先计算 (31)2.2 详细计算 (33)五、机组功率和效率 (37)附录1 机组预先计算 (38)附录2 高压缸热计算 (40)附录3 低压缸热计算 (48)附录4 机组功率与效率 (52)另：附图1 机组近似膨胀线附图2 低压缸膨胀过程线本次课程设计针对船用汽轮机，在给定蒸汽初温、初压和排汽压力的情况下，确定了蒸汽在整个机组内膨胀的近似热力过程，计算了高、低压缸内各级的主要尺寸、功率和效率。

最后根据计算结果，画出了蒸汽在高压缸调节级、非调节级和低压缸的h-s图，以及汽轮机低压缸通流部分的剖视图。

前言本组汽轮机功率是40000马力，入口蒸汽过热。

根据老师建议，并经过简单估算，我们采用双缸汽轮机，并在低压缸入口分流，调节级采用双列速度级。

在计算过程中，不考虑抽汽和漏汽，即整个机组内蒸汽流量恒定。

设计过程大致如下：●方案论证：对蒸汽初终参数、汽轮机缸数、调节级型式等进行选择。

●近似膨胀过程：根据蒸汽初终参数和自己选取的高、低压缸内焓降比例，画出机组的近似膨胀线，并算出线上各节点的热力参数，以此确定高压缸调节级、非调节级和低压缸的进出口参数。

●低压缸热计算：1)主要尺寸计算：即确定最末级的尺寸。

课程设计说明书题目：12M W凝汽式汽轮机热力设计2014年6月28 日前言《汽轮机原理》是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。

该课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的汽轮机原理知识设计一台汽轮机，因此，它是《汽轮机原理》课程理论联系实际的重要教学环节。

它对加强学生的能力培养起着重要的作用。

本设计说明书详细地记录了汽轮机通流的结构特征及工作过程。

内容包括汽轮机通流部分的机构尺寸、各级的设计与热力计算及校核。

由于知识掌握程度有限以及二周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏，希望指导老师给予指正。

编者2014年6月28日目录第一章 12MW凝汽式汽轮机设计任务书 (1)1.1设计题目：10.5MW凝汽式汽轮机热力设计 (1)1.2设计任务及内容 (1)1.3设计原始资料 (1)1.4设计要求 (1)第二章多级汽轮机热力计算 (2)2.1近似热力过程曲线的拟定 (2)2.2汽轮机总进汽量的初步估算 (4)2.3回热系统的热平衡初步计算 (4)2.4流经汽轮机各级机组的蒸汽两级及其内功率计算 (8)2.5计算汽轮机装置的热经济性 (9)第三章通流部分选型及热力计算 (10)3.1通流部分选型 (10)第四章压力级的计算........ (12)4.1各级平均直径的确定： (12)4.2级数的确定及比焓降的分配： (13)4.3各级的热力计算 (14)4.4第一压力级的热力计算 (24)第五章整机校核及计算结果的汇总 (30)5.1整机校核 (30)5.2级内功率校核： (30)5.3压力级计算结果汇总 (21)参考文献 (21)第一章12MW凝汽式汽轮机设计任务书1.1 设计题目： 10.5MW凝汽式汽轮机热力设计1.2 设计任务及内容根据给定条件完成汽轮机各级尺寸的确定及级效率和内功率的计算。

在保证运行安全的基础上，力求达到结构紧凑、系统简单、布置合理、使用经济性高。

汽轮机课程设计汽轮机参数：容量：25MW蒸汽初参数：压力:3.43Mpa 温度:435℃排汽参数：冷却水温20℃背压：0.005～0.006Mpa (取0.005 Mpa)前轴封漏汽与轴封加热器耗汽量为0.007D○,轴封加热器焓升21KJ/Kg加热器效率ηjr=0.98设计功率:Pr=25MW最大功率P=25*(0.2～0.3)1.近拟热力过程图在焓熵图上选取进口参数P0=3.43MP a,t0=435℃,可得h0=3304kJ/Kg.设进汽机构的节流损失△P0=0.04P0，可得调节级压力=3.3MP a,并确定调节级前蒸汽状态点1（3.3MP a,435℃）过1点作等比熵线向下交P Z线于2点，查得h2t=2128KJ/Kg,整机理想比焓降（△h t mac）’=h0-h2t=3304-2128=1176 KJ/Kg.选取汽轮机的内效率η=0.85，有效比焓降△h i mac=（△h t mac）’*ηri=999.6KJ/Kg,排气比焓和h z=2304kj/kg.在焓熵图上得排汽点Z，用直线连接1，Z，去两点的中点沿等压线下移21-25Kj/Kg，用光滑曲线连接1，3两点，得热力过程曲线的近似曲线见图1，图1选取给水温度T=160℃回热级数:5内效率η=0.85主汽门和调节阀中节流损失△P0=(0.03～0.05)PO排汽管中压力损失△P C=(0.02～0.06)P C回热抽汽管中的压力损失△P E=(0.04～0.08)P E2.汽轮机进汽量D○ηm=0.99 ηg=0.97 m=1.15 △D=0.03D OD0=/ h i macηmηg*m+△D=3.6*20000*1.15/(93*0.99*0.97) +0.03△D=107.19 t/h2.抽汽压力确定采用大气式除氧器压力为0.118 MP A饱和温度为104.3℃3. 回热抽汽流量的计算(1) H1高加给水量 △D e =0.5 △D L1=0.77 △D C =1 Dfw=D 0-△D C +△D L1+△D ej=107.19-1+0.77+0.5=107.46 t/h抽汽量△D e1(h e1-h e1’) ηjr = D fw (h W2-h w1)21'11()107.46(697.4592.04)5.01()0.98(3024730.17)fw w w el jr e e D h h D h h η--∆===--（t/h ）（2）H2高加 抽汽量 21'2'22()107.46*105.2855.07()0.98(2888619.27)fw w w e e e jrD h h D h h η-∆===-- （t/h ）H1疏水流入H2放热 ''1211'22760.17619.275.01*0.2452888619.27e e e ee e e h h D D h h --∆=∆==-- (t/h)考虑前轴封漏汽'211'223098619.270.77*0.842888619.2l e l e l e e h h D D h h --∆=∆==-- (t/h) '221 5.070.2450.84 3.985e e ele l e D D D D ∆=∆-∆-∆=--= (t/h) (3) H d 除氧器''12121()ed ed e e l e cw w fw ed D h D D D h D h D h ∆+∆+∆+∆+=112cw l e ed e fw D D D D D D +∆+∆+∆+∆=2.35(/)ed D t h ∆= 94.8(/)cw D t h =(4)H3低加213'33105.4695.65* 4.54(/)()(2644402.2)*0.98w w e cw e e jr h h D D t h h h η-∆===--(5)H4低加'214'44''3433'44'443105.4695.65* 4.64(/)()(2492300.9)0.98402.2300.94.59*0.22(/)2492300.94.640.22 4.42(/)w w e cw e e jr e e e ee e e e e e e h h D D t h h h h h D D t h h h D D D t h η-∆===----∆=∆==--∆=∆-∆=-=回热系统的校验1234123450e e e d eeD D D D D D ααααα∆+∆+∆+∆+∆++++=5.013.985 2.354.54 4.420.19342107.19++++== 341094.8 4.544.420.8009107.19c w e e l n D D D D D α-∆-∆+∆--===1100.011nii α=-=<∑ 4. 流经各级组蒸汽量及其内功率调节级 0109.19(/)D t h = 0010()6133.653.6i D h h P KW -==第一级组 10107.191106.19(/)l D D D t h =-∆=-=111130983024106.1921793.6 3.6e i h h P D kw --===第二级组211106.195.01101.18(/)e D D D t h =-∆=-= 230242888101.1838223.6i P kw -== 第三级组32297.175(/)e D D D t h =-∆= 32888276497.193347.93.6i P k w-== 第四级组 4397.195 2.3594.85(/)ed D D D t h =-∆=-=42764264494.84831603.6i P kw -== 第五级组 54394.8754.4090.335(/)e D D D t h =-∆=-= 52644349290.3353813.53.6i P kw -== 第六级组 65490.3354.4285.95(/)e D D D t h =-∆=-= 62492230486.534485.883.6i P kw -== 整机内功率606134217938223347316038144485i ij j P P ===++++++∑26941kw =5. 计算汽机装置的热经济性机械损失: (1)22189.1(10.99)269m i m P P kw η=-=-= 汽机轴端功率: 22189.122226671n i m P P P kw =-=-= 发电机功率: 26671*0.9725870e n g P P kw η=== 内功率大于25000KW,合格 汽耗率: 0(.)10001071904.13()2130825870.78kg kw h e D d P === 不抽汽估计汽耗率:'0(.)0010001071903.74()()107.19*999.62700.973.63.6kg kw h z m g D d D h h P η===-⎡⎤⎡⎤--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦汽轮机装置的热耗率(.)0() 4.13*(3304697.3)10765.67()kg kw h fw q d h h =-=-=绝对电效率 3600360033.44%10765.67el q η===6. 双列速度级的热力计算（1） 速度级的选择选择双列速度级（195-250KJ/Kg ）选择焓降为250kj/kg.故速度级的参数为：0107.19(/)D t h = 0 3.43()P M P a = 0435t =℃250(/)t h kJ kg ∆= 0.25a X = 1. 喷嘴热力计算 (1) 喷嘴理想焓降'(1)250*0.85212.5(/)n t b gb b h h kj kg ∆=∆-Ω-Ω-Ω==(2) 喷嘴进口状态参数0 3.3P MPa = 03304/h k j k g = 00435t C = 3010.53/k g m ρ= (3) 喷嘴出口状态参数由△h n 可以从H-S 图上查得:1 1.4p MPa = 31 6.25/t k g m ρ= 13091/t h kj k g = (4) 喷嘴形状的确定 前后压比: 10 1.40.420.5463..3n cr p p εε===<= 选用渐缩型喷嘴. (5) 喷嘴出口速度理想速度:1651.9(/)t c m s === 速度系数0.97ϕ=实际速度: 110.97*627.69632.36(/)t c c m s ϕ=== 喷嘴出口汽流偏转角1δ 喷嘴出口汽流方向角115o α=111sin()sin αδα+=1.31i n 150.27162568=10.76o δ=(6) 轮周速度u10.25*632.36158.09(/)a u X c m s ===(7) 速度级的平均直径d m6060*158.091.0069()3.14*3000m u d m nπ=== (8) 喷嘴出口面积A n277.51n GA cm ===(9) 喷嘴出口高度l n177.511.6sin 0.6*3.14*100.69*sin15n n om A l cm e d πα=== 选取部分进汽度e=0.6则叶高l n =16mm>15mm(10) 喷嘴损失n h ζ∆22(1)(10.99)*250*0.8512.56(/)n n h h kj kg ζϕ=-=-=2. 第一列动叶热力计算 (1)动叶进口汽流的相对速度(2) 根据C 1,U 1作速度三角形，由余弦定理可得：1w=482.03(/)m s ==1111111sin()608.86sin15.13sin sin463.62oc w αδβ--+==20.87o =(3) 动叶出口汽流相对速度因为0b Ω= 则21482.03(/)t w w m s == 查图, 0.878b ϕ=220.878*482.03423.22(/)b t w w m s ϕ===复速级动叶出口汽流角21(35)o oββ=--取0220.87317.87o o β=-= (4) 动叶绝对速度2c =275.93(/)m s ==112222cos 423.22cos17sin sin 275.93ow c βα--==26.24o =(5) 动叶进口状态参数 喷嘴出口实际状态点参数动叶比焓 113091.512.563104/t n h h h kj kg ζ=+∆=+= 由H-S 图查得动叶进口密度31 6.25/kg m ρ= (5)动叶进口高度 (△r △t 由表1-1查得) '1b n nl l l r t =+∆=+∆+∆15.80.5 1.517.8mm =++= (6)动叶出口面积1071903360022106.27()0.93*482.03*6.25b b b t t G A cm w μρ===(b μ 由图1-11查得)(7)动叶出口高度 12106.2718sin 0.6*3.14*100.6sin17.87b b om A l mm e d πβ=== '1118.5180.5b b l mm -=-=(8)动叶损失22222482.03(1)(10.878)26.6/22000tb w h kj kg ϕϕ∆=-=-= (9)动叶出口汽流状态参数动叶出口比焓 21310426.63130.6(/)b h h h kj kg ϕ=+∆=+=查H-S 图得:出口密度32 6.28/kg m ρ=因为0bΩ=则12p p =3. 导叶热力计算(1) 导叶中汽流的理想比焓降0.05*25012.5(/)gb gb t h h kj kg ∆=Ω∆==(2)导叶出口汽流理想状态参数由导叶进口状态( 第一列动叶出口状态)参数和△h gb 从H-S 图查得导叶出口压力 '11.6p M P a = 导叶出口比焓 '123118/t gb h h h kj kg =-∆=导叶出口密度'31 6.18/kg m ρ=(3)导叶出口汽流理想速度'1318.02(/)t c m s ===导叶出口实际速度''110.918*318.02291.94(/)gb t c c m s ϕ===(gb ϕ由图1-18查取) 导叶出口汽流角'12(510)26.64 5.6421o o o o o αα=--=-=(4)导叶进口高度'18.2220.2gb b b l l l r t mm =+∆=+∆+∆=+=(6) 导叶顶部漏汽量'1()gbt t gb gb t G e d e μπδ∆=+gb m d d ≈ 'g b g bl l ≈0.6*0.6*3.14(1.00690.021)*100.45(/)gbt G kg s -∆=+=(7) 导叶出口面积10719023600''10.45159.00.938*318.02*6.18gbgb gb t G A cmc μρ-===(8) 导叶出口高度'1158.4423sin 0.6*3.14*100.69*sin 21gb gb om A l mm e d πα=== '2320.8 2.8g b g b l l m m -=-=(9) 导叶损失'2221318.02(1)(10.918)7.93/22000t gb c h kj kg ϕ∆=-=-=(10) 导叶出口汽流实际状态参数导叶出口焓 ''1131187.933125.93/t gb h h h kj kg =+∆=+= 由H-S 图查得导叶出口密度 '31 6.26/kg m ρ= 4. 第二列动叶热力计算 (1) 动叶中汽流的理想比焓降''0.1*25025/b b n h h kj kg ∆=Ω∆==(2) 动叶出口汽流理想状态参数'''213125.93253100.93/t b h h h kj kg =-∆=-= 由H-S 图查得动叶出口压力 '21.5p M P a = 动叶出口密度'32 5.56/tkg m ρ= (3) 动叶进口相对速度'1w ==155(/)m s ='''1111'1sin 291.9sin 21sin 42.5155o oc w αβ-===(4) 动叶出口汽流相对速度 相对理想速度:'2272.07/t w m s === 相对实际速度:'''220.928*272.07252.48(/)b t w w m s ϕ===('b ϕ由图1-18查得) 动叶出口汽流相对速度角''21(78)42.514.528o o o o o ββ=--=-=(5) 动叶出口汽流绝对速度'2c ==135.10(/m s = '''11222'2sin 252.48sin 28sin sin 61.3135.10oow c βα--=== (6) 动叶损失'22'222207.07(1)(10.928) 5.13/22000tb w h kj kg ζϕ∆=-=-=(7) 余速损失'22'22135.109.1/22000c c h kj kg ∆===(8) 动叶出口汽流实际状态参数动叶出口实际比焓 '''223100.93 5.13/t b h h h kj kg ζ=+=+ (9) 动叶进口高度'''223225b gb gb l l l t r mm =+∆=+∆+∆=+=(10) 动叶顶部漏汽量''''12()bt b b t t G e d l μπδ∆=+由于'b m d d =,'22b b l l =根部反动度''''' 1.00691(1)1(10.1)0.0791.0070.025b brmb b d d l Ω=--Ω=--=--顶部反动度''''' 1.0070.0251(1)1(10.077)0.121.0070.025b b btr b b d l d l --Ω=--Ω=--=++'0.6*0.6*3.14(1.0070.025)*10bt G -∆=+0.78/k g s =(11) 动叶出口面积''107190'23600''''''2222 1.051800.943*272.07*5.56b bt bb t t b t t G G G A cm w w μρμρ-∆-====('b μ由图1-11查得) (12) 动叶出口高度'2'218029sin 0.6*3.14*100.7sin 28b b om A l mm e d πβ=== '2225.1250.1b b l l mm -=-=5. 轮周功校核1KG 蒸汽所做的轮周功1''''1111112222cos()cos cos cos 158.09632.36cos15.76275.93cos 26.64291.94cos 21135.10cos61.3188.18/u o o o oP u c c c c kj kgαδααα⎡⎤=++++⎣⎦⎡⎤=+++⎣⎦=2''12()u t n b gb b c P h h h h h h ζζζζ=∆-∆+∆+∆+∆+∆250(12.5626.67.93 5.1188.54/k j k g=-++++=2111210.3%1%u uuP P P η-∆==< 计算符合要求 6. 轮周效率'20()t n b gb b c u u th h h h h h h E h ζζζζη∆-∆+∆+∆+∆+∆∆==∆250(12.5626.67.935.139.6)75.27%250-++++== 7. 级内损失的计算 (1) 叶轮摩擦损失'3212()1002f u p k dρρ+∆=32158.09 6.25 6.181.2()1.00729.881002kw +==136003600*29.881.0035/107190ff p h kj kg D ∆∆===(2) 叶高损失'''1122()/7n gb gb b b b b l l l l l l l l =++++++(1620.22317.81825220.72()mm =++++++=2*188.1818.164(/)20.72l u a h h kj kg l ∆=∆==(3) 部分进汽损失 鼓风损失31(1)2c w e a e B e X e ξ=--310.40.55*(10.6)*0.250.0028640.62=--= 0.002864*2500.7161(/)w w u h h kj kg ξ∆=∆==斥汽损失20.016**0.250.6*1.007n s ea n z c X ed ξ==0.0135= 00.0135*250 3.375/s s h E kj kg ξ∆===1.2 3.75 4.95(/)e w s h h h kj kg ∆=∆+∆=+=(4) 导叶及动叶顶部漏汽损失''gbt btt u G G h h G∆+∆∆=10719036000.450.78(118.1815) 4.26(/)kj kg +=-=8. 级的内功率i i P G h =∆*''121071903600()*[250(12.5626.67.93 5.139.6 4.95 3.375 4.269.1)4957.4()t n b gb b c e c f t G h h h h h h h h h h kw ζζζζ=∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆=-++++++++=9. 级的内效率0154.361.72%250i i h E η∆===7. 压力级的确定及焓降的分配1. 第一压力级的平均直径1m d ===1.11m2. 凝汽式汽轮机末级直径的估算1660zm d mm===4θ=3. 平均理想焓降的计算 各级组的直径及反动度各级的理想焓降估算**0020,x ,0.037c n P h h P ∆∆=根据和由焓熵图可得22 1.1512.337()87.73/0.431t h kj kg ∆== 23 1.2512.337()99.01/0.441t h kj kg ∆==24 1.3512.337()88/0.441t h kj kg ∆== 25 1.3512.337()128.07/0.456t h kj kg ∆== 26 1.6612.337()135.84/0.50t h kj kg ∆==级的平均理想焓降123456()110.01/6t t t t t t h h h h h h h kj kg∆+∆+∆+∆+∆+∆∆==级数目的确定(1176250)(10.05)(1)/10110.1pt t Z h h α-+=∆+∆=≈比焓降分配辅助表格8.回热系统抽汽压力的重新确定(1) H1高加 给水量Dfw=D 0-△D C +△D L1+△D ej=107.19-0.75+0.58+0.5 =107.52 t/h抽汽量△D e1(h e1-h e1’) ηjr = Dfw(h W2-h w1)21'11()107.52(723622.83)4.7()0.98(3074740)fw w w el jr e e D h h D h h η--∆===--（t/h ）(2) H2高加21'2'22()107.52(622.38531)4.45(/)()0.98(2904649.6)fw w w e e e jrD h h D t h h h η--∆===--''1211'22749649.64.73*0.212904649.6e e e ee e e h h D D h h --∆=∆==--(t/h)'211'223098.1649.40.580*0.632094649.6l e l e l e e h h D D h h --∆=∆==-- (t/h) '221 4.450.210.63 3.61 (t/h)e e ele l e D D D D ∆=∆-∆-∆=--=(3) H d 除氧器''12121()ed ed e e l e cw w fw edD h D D D h D h D h ∆+∆+∆+∆+=112cw l e ed e fwD D D D D D +∆+∆+∆+∆=2(/)ed D t h ∆= 96.6(/)cw D t h = (4) H3低加213'33372256.0996* 5.13(/)()(2608393.78)*0.98w w e cwe e jr h h D D t h h h η--∆===-- (5) H4低加'214'44''3433'44'443256.09171.1796* 3.29(/)()(2470280.8)0.98393.78276.753.29*0.27(/)2500276.753.290.27 3.02(/)w w e cw e e jr e e e ee e e e e e e h h D D t h h h h h D D t h h h D D D t h η--∆===----∆=∆==--∆=∆-∆=-=回热系统的校验1234123450e e ed e e D D D D D D ααααα∆+∆+∆+∆+∆++++=4.73 3.6125.13 3.0216.04107.19++++==3410.8332cw e e l n D D D D D α-∆-∆+∆==110.00240.011nii α=-=<∑ 流经各级组流量及其内功率调节级 0107.19(/)D t h = 0010()58963.6i D h h PKW-==第一级组 10107.190.75106.44(/)l D D D t h =-∆=-=111131463074106.442128.83.6 3.6e i h h P D kw --===第二级组 211106.444.73101.73(/)e D D D t h =-∆=-=230742904101.7148033.6i P k w -==第三级组 32298.11(/)e D D D t h =-∆=32904274898.114251.43.6i P k w -== 第四级组 4398.11296.11(/)ed D D D t h =-∆=-=42748260896.1137383.6i P k w -== 第五级组 54396.115.1390.98(/)e D D D t h =-∆=-=52608250090.982729.43.6i P k w -== 第六级组 65490.983.0287.96(/)e D D D t h =-∆=-=62500230487.964788.93.6i P k w -== 整机内功率6049442847.73065.33241.42766.52224.53126i ij j P P ===++++++∑28334kw =装置热经济性机械损失 (1)28334(10.99)m i mP P k w η∆=-=-=汽机轴端损失 28334283280n i m P P P k w=-∆=-= 发电机功率 28051*0.972720e n g P P k w η=== 汽耗率 0(.)1000107190 3.93()279209kg kw h e D d P === 不抽汽估计汽耗率'0(.)0010001071903.28()()107.19*11762830.973.63.6kg kw h z m g D d D h h P η===-⎡⎤⎡⎤--∆⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦汽机装置热耗率(.)0() 4.26*(3304723)10995()kg kw h fw q d h h =-=-=绝对电效率3600360032.7%10995el q η===9.压力级第九级第十级的详细热力计算演示 1.级内的比焓降分配 (1)焓降t h ∆= 104kj/kg初焓 0h =2500 初压 0p =0.037MP 初速 092.45/c m s = 反动度 0.2m Ω=等熵滞止焓降 2*108.432000tt c h h ∆=∆+=(2) 蒸汽在动叶的理想比焓降：**0.2*108.321.66b m t h h ∆=Ω==2.喷管的热力计算 ⑴ 喷管前后的蒸汽参数根据o p ,o x 2c h ∆以*n h ∆由h-s 图得喷管滞止压力*o p =0.037 滞止比焓*o h ∆=2540.3 滞止密度*0ρ=0.223/kg m 喷管前比焓0h =2500喷管后压力1p =0.017MP 理想密度 1t ρ=0.1253/kg m 理想比焓 1t h =2418 ⑵ 喷管截面积形状的确定 等熵指数 k=1.035+0.1o x =1.129 临界压比 cr ε=k 121k k ⎛⎫ ⎪-⎝⎭⎛⎫⎪+⎝⎭=0.566喷管前后压力比 n ε=0.016/0.035=0.457因为n ε≤0.457，所以汽流在喷管出口为超声速流动但是n ε>0.3~0.4 故喷管应该是渐缩型超音速斜切部分达到超音速。

汽轮机课程设计hwsg一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握汽轮机的基本原理、结构特点和运行机制，培养学生进行汽轮机设计和运行优化的基本能力，提高学生在能源工程及热能利用领域的综合素质。

知识目标：了解汽轮机的发展历程、分类和基本工作原理；熟悉汽轮机的各级结构、材料和热力特性；掌握汽轮机的运行调节、效率评价和故障分析。

技能目标：能够运用所学知识进行汽轮机的热力计算和结构设计；具备汽轮机运行参数的监测、调整和优化能力；掌握汽轮机常见故障的诊断和处理方法。

情感态度价值观目标：培养学生对汽轮机及相关领域的热爱和敬业精神，树立正确的创新意识；强化学生在团队合作中积极沟通、协作解决问题的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括汽轮机的基本原理、结构与特性，汽轮机的运行与管理，以及汽轮机的热力计算与设计。

1.汽轮机的基本原理与结构：介绍汽轮机的工作原理、各级结构及其功能，包括静叶环、动叶环、叶轮、喷嘴等。

2.汽轮机的特性：阐述汽轮机的热力特性、机械特性和运行特性，分析影响汽轮机效率的因素。

3.汽轮机的运行与管理：讲解汽轮机的启动、停机、运行调节和故障处理，强调运行安全与经济性。

4.汽轮机的热力计算与设计：学习汽轮机的热力计算方法，包括热力参数的选取、热力损失的计算等；介绍汽轮机的设计原则和方法。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：通过系统讲解，使学生掌握汽轮机的基本原理、结构和运行特性。

2.案例分析法：分析实际运行中的汽轮机案例，提高学生解决实际问题的能力。

3.实验法：开展汽轮机实验，使学生了解汽轮机的实际运行情况，培养学生的动手能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。

2.参考书：推荐相关领域的经典著作和最新研究成果，拓宽学生的知识视野。

汽轮机课程设计指导书目录一、课程设计的目的与意义 (1)二、设计题目及已知条件 (2)2.1机组概况 (2)2.2本次设计与改造的基本要求 (4)三、设计过程 (6)3.1汽轮机的热力总体任务 (6)3.2汽轮机变工况热力核算的方法介绍 (6)3.3本课程设计的基本方法 (7)3.3.1级的变工况热力核算方法——倒序算法 (8)3.3.2级的变工况热力核算方法——顺序算法 (17)3.4上述计算过程需要注意的问题 (22)四、参考文献： (23)附：机组原始资料 (23)汽轮机课程设计一、课程设计的目的与意义汽轮机是按照经济功率设计的，即根据给定的设计要求如功率、蒸汽初参数、转速以及汽轮机所承担的任务等，确定机组的汽耗量、级数、通流部分的结构尺寸、蒸汽参数在各级的分布以及效率、功率等。

汽轮机在设计条件下运行称为设计工况。

由于此工况下蒸汽在通流部分的流动与结构相适应，使汽轮机有最高的效率，所以设计工况亦称为经济工况。

由于要适应电网的调峰以及机组实际运行过程中运行参数的偏差等原因，汽轮机不可能始终保持在设计条件下，即负荷的变化不可避免的，蒸汽初终参数偏离设计值，通流部分的结垢、腐蚀甚至损坏，回热加热器停用等在实际运行中也时有发生等等。

汽轮机在偏离设计条件下的工作，称为汽轮机的变工况。

在变工况下，蒸汽量、各级的汽温汽压、反动度、比焓降等可能发生变化，从而引起汽轮机功率、效率、轴向推力、零件强度、热膨胀、热应力等随之改变。

通过本课程设计加深、巩固《汽轮机原理》中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握每级焓降以及有关参数的选取，熟练各项损失和速度三角形的计算，通过课程设计以期达到对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零部件的位置与作用。

具体要求就是按照某机组存在的问题，根据实际情况，制定改造方案，通过理论与设计计算，解决该汽轮机本体存在的问题，达到汽轮机安全、经济运行的目的[1-4]。

二、设计题目及已知条件内容：某 12MW 背压机组小流量工况下通流部分改造方案的制定机组型式：B12-50 / 10型背压式汽轮机配汽方式：喷嘴配汽调节级选型：复速级设计工况下的参数：附录2.1机组概况该机组是武汉汽轮机厂早期生产的 B12-50 / 10型背压式汽轮机。

目录一、课程设计的目的和要求 (2)二、设计题目 (2)三、设计工况汽轮机进汽量的确定 (2)1、设计工况的功率 (2)2、设计工况汽轮机进汽量的近似量 (2)四、调节级热力计算 (3)1、调节级部分相关参数的确定 (3)2、喷嘴部分计算 (4)3、第一列动叶部分计算 (5)4、导叶部分计算 (7)5、第二列动叶部分计算 (8)6、各项损失计算 (10)7、调节级焓降及功率 (11)五、压力级热力计算 (12)1、压力级级数的确定 (12)2、压力级的部分相关参数的确定 (12)3、反作用度的选取及喷嘴部分计算 (12)4、动叶部分计算 (13)5、各项损失计算 (14)5、压力级焓降及功率 (15)六、功率校核 (15)七、总结分析 (16)附：数据汇总表 (17)一、课程设计的目的和要求课程设计是一个综合性的学习过程。

目的在于总结和巩固已学得的基础理论，培养查阅资料、进行工程计算、识图和绘图能力，并在实践过程中吸取新的知识。

具体要求是按照给定的设计条件,选取相关参数，进行详细的调节级和压力级的热力计算，确定汽轮机流通部分的尺寸,以求达到较高的汽轮机效率。

二、设计题目机组型号：B50-8。

82/3.43机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：8。

82 Mpa新汽温度：535。

0℃排汽压力：3。

43 Mpa额定功率:25MW转速：3000 rpm三、设计工况汽轮机进汽量的确定1、设计工况的功率汽轮机设计工况的选取，一般按其在电网或热网中承担的负荷的性质决定. 本课设设计汽轮机承担基本负荷,故其设计工况的功率Ne为额定功率，以便在运行过程中获得最高的平均效率.2、设计工况汽轮机进汽量计算1、配汽方式：喷嘴调节2、调节级型式：双列级。

3、参数选取(1)设计功率=额定功率=经济功率=25 MW（2）汽轮机相对内效率ηri=70.00％(3)机械效率ηm=99%（4）发电机效率ηg=97%4、近似热力过程线拟定（1)进汽节流损失ΔP0=0.03×P0=0.2646 Mpa调节级喷嘴前P0’=0。

l汽轮机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解汽轮机的基本原理与结构，掌握其主要部件的作用及相互关系。

2. 掌握汽轮机工作循环的类型，了解其热效率的影响因素。

3. 掌握汽轮机的主要性能参数，能够进行简单的性能计算。

技能目标：1. 能够分析汽轮机的能量转换过程，绘制简单的热力循环图。

2. 学会使用相关软件或工具对汽轮机性能进行模拟和优化。

3. 能够运用所学知识，针对特定问题提出汽轮机的改进措施。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对能源转换与利用的兴趣，增强节能环保意识。

2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。

3. 引导学生关注我国汽轮机行业的发展，激发学生为祖国能源事业作贡献的志向。

课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生深入理解汽轮机的工作原理，提高解决实际问题的能力。

学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的专业基础知识，具有较强的自学能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调知识的应用性和实用性。

通过课程学习，使学生能够将所学知识内化为具体的学习成果，为未来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 汽轮机原理与结构- 汽轮机工作原理- 汽轮机主要部件及功能- 汽轮机分类及特点2. 汽轮机工作循环- 热力循环基本概念- 汽轮机典型热力循环分析- 热效率及其影响因素3. 汽轮机性能参数与计算- 主要性能参数介绍- 性能计算方法- 性能优化途径4. 汽轮机模拟与优化- 汽轮机性能模拟软件介绍- 模拟软件操作方法- 性能优化案例分析5. 汽轮机实际应用与改进- 汽轮机在能源领域的应用- 汽轮机常见问题分析- 改进措施及发展趋势教学内容安排与进度：第一周：汽轮机原理与结构第二周：汽轮机工作循环第三周：汽轮机性能参数与计算第四周：汽轮机模拟与优化第五周：汽轮机实际应用与改进教学内容与教材关联性：本教学内容与教材章节紧密相关，涵盖教材中关于汽轮机的基本理论、性能分析及应用实例等内容，确保学生能够系统地掌握汽轮机相关知识。

汽轮机课程设计指导书汽轮机课程设计指导书汽轮机课程设计指导书一、课程设计目的和任务1．目的：汽轮机课程设计是热动专业主要实践性教学环节之一。

通过设计可加深对汽轮机设备的全面认识。

通过设计可提高理论联系实际的能力、独立分析问题和解决问题的能力，以及查阅技术资料、编写技术文件的能力。

2．任务：设计额定功率为5000KW汽轮机本体检修方案二、课程设计的过程课程设计过程分为：选题和资料收集阶段、分析和计划阶段、设计阶段、课程设计说明书写阶段，具体内容和任务如下：1．选题和资料收集（要求）课程设计是学校教育的重要一个环节，选题上应具有较强的综合性和实践性；根据学生高职特色及能力培养目标，课题设计题目和资料收集，应从下列几个方面中选择：（1）汽轮机设备及系统；（2）汽轮机本体检修作业指导书（3）汽轮机检修规程；2．分析计划阶段（要求）（1）明确课程设计的性质、目的、任务和要求；（2）熟悉原始资料，弄清设计任务；按设计要求分析资料；注意资料的可靠性和合理性，了解资料的用处和用法；（3）应用最新科学技术成就进行设计争取做到重点深入；（4）运用所学专业知识从实际出发提出检修设计方案，并写出设计思路；3．设计阶段（要求）（1）制定总体设计计划。

（2）设计（论文）中的理论依据充分，数据资料准确。

（3）立论正确，论证严密，逻辑推理性强。

4．课程设计说明书写阶段（要求）课程设计说明书是毕业设计整个过程总结性资料，书写的质量直接影响到毕业设计的成败。

课程设计说明书主要包括以下内容。

（1）课程设计的目的和任务（2）课程设计课题（3）对课题的系统分析（4）设计过程中疑难问题的解决方法，系统需要改进和不完善之处（5）其他收获和小结（6）参考文献目录（附录）三、课程设计的方式及时间分配1、方式在校分组设计2、课程设计的时间和进程第13周收集资料，理清设计思路,阅读文献,第14周撰写课程设计说明书，资料的整理及归档四、课程设计的课题（一）课程设计参考课题方向汽轮机本体检修（二）课程设计的要求1．根据任务书制定合理、可行的工作计划；2．进行必要资料搜集、文献阅读；3．制定适当的设计方案；4．独立完成额定功率为5000KW汽轮机本体检修方案5．对课程设计进行总结，撰写课程设计说明书五、设计注意事项1．学生必须按教学计划的规定和指导教师的要求认真参加课程设计。

汽轮机课程设计任务书汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算班级：热动091（热电）指导教师：胡爱娟钱焕群杨冬时间：2012.6一、设计题目：汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算有一台50MW汽轮机发电机组，其某级因动叶振动特性不良或动静部分碰磨而损坏，需拆除该级后继续运行。

为保证汽轮机的安全运行，必须对机组进行限制出力的计算，即确定其最大允许负荷，并分析其经济性和安全性。

二、设计时间：2周三、原始资料：1、N50-8.82/535型汽轮机热力计算数据汇总表（设计工况）2、设计工况热力过程线3、N50-8.82/535型汽轮机设计工况轴向推力计算数据4、回热系统简图5、N50-8.82/535型汽轮机热平衡计算基本数据6、N50-8.82/535型汽轮机组热经济指标7、变工况计算所需数据和图表详见参考资料8、其他数据背压Pc：第一组：Pc=0.006MPa第二组：Pc=0.0055MPa第三组：Pc=0.005MPa第四组：Pc=0.0045MPa第五组：Pc=0.004MPa第六组：Pc=0.0035MPa第七组：Pc=0.003MPa所缺级数分别为16、17、18、19级四、具体任务和计算步骤如下：1、估计允许最大负荷下的新蒸汽流量；2、确定各抽汽点的压力和焓值；3、初步拟定全机热力过程线，并确定末级排汽状态点与排汽焓；4、各级流量的确定；5、汽轮机热力核算（功率和效率计算）最末级详细计算危险级详细计算中间级近似计算调节级详细计算6、危险级的强度校核计算7、轴向推力核算及推力瓦安全性核算8、确定汽轮机允许的最大功率；9、编写课程设计计算说明书五、成果。

设计计算书一份。

要求：内容完整、书写清楚整洁、文字通顺、数据表格要整齐、装订整齐，不少于30页。

内容包括：封面、目录、摘要、原始资料、正文、参考文献、设计小结、附录。

汽轮机课程设计指导书汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算班级：热动071~2（热电）指导教师：胡爱娟钱焕群刘学来时间：2011.6第一章 汽轮机进汽量及各级流量的确定1．1 新蒸汽流量的确定一、变工况下焓降的初步确定由于某级拆除使其前一级受力情况恶化，因此被拆除级的前一级称为“危险级”。

《汽轮机课程设计》doc版《汽轮机课程设计》doc版贵州大学课程设计汽轮机课程设计第1章绪言gl.l、变工况计算的意义汽轮机在变工况条件下工作时，沿通流部分各级的蒸汽流量，喷嘴动叶前后的气温，汽压及湿度将偏离设计值，使零部件的受力情况，轴向推力，效率，出力发生变化。

此外，汽轮机在启停或负荷剧烈变动时，可能在零部件中产生很大的热应力，引起金属材料疲劳损伤，影响机组寿命, 这种情况，在大型机组上尤为注意。

为此常常需要对它们进行校核和分析，以保证机组的安全可靠和经济运行。

由于变工况热力计算能获得各级的状态参数，理想比焰降，反动度，效率，出力等较详尽的数据，这就为强度分析, 推力计算以及了解效率及出力变化提供了科学的参考依据。

因此，变工况热力核算常成为了解机组运行情况，预测设备系统改进所产生的效果，乃至分析事故原因的重要手段。

§1.2、变工况数值计算的方法与特点121、方法汽轮机整机的热力计算是建立在单级核算的基础上的。

目前，在变工况计算中，根据不同的给定原始条件，单级的详细热力核算可分为顺序计算和倒序计算两种基本方法，此外还有将倒序和顺序结合起来的混合算法。

122、特点顺序算法以给定的级前状态为起点，由前向后计算;倒序算法则以给定的级后状态为起点，由后向前计算。

混合算法中，每级都包含若干轮先是倒序后是顺序的混合计算，只有当倒序与顺序的计算结果相符合时，级的核算才可以结束，然后逐级向前推进。

三种方法都建立在喷嘴和动叶出口截面连续性方程和单级工作原理的基础上，并且计算时，级流量和几何尺寸是己知的。

与此相对应，单级的数值计算也有顺序，倒序和混合三种算法。

汽轮机在级在偏离设计工况工作时，在许多情况下，常常己知级后的压力以及流量，此时釆用以级后状态为起点的倒序算法较为方便。

这种情况常出现在凝汽式和被压式机组的末级或是抽汽机组抽汽点前面的压力级，也可能岀现在通流部分被拆除级前面的压力级，由于凝汽器内的压力或是抽汽压力或是被压发生变化，需要对其级前的功率，效率进行校核。

热能动力工程专业《电厂汽轮机》课程设计指导书题目名称：高压25000KW背压式汽轮机的热力设计编写教师：毕庆生能源动力工程学院电厂汽轮机课程组目录一、课程设计的目的和要求 (2)二、课程设计的内容 (2)（一）设计工况下的热力计算 (2)1．机组配汽方式的选择 (2)2．主要参数的确定 (2)3．汽轮机进汽量的估算 (3)4．热力过程线的初步拟定 (3)5．调节级的详细计算 (3)6．压力级级数的确定及焓降分配 (5)7．压力级详细计算 (7)8．热力计算数据汇总表 (8)9．整机的效率核算和热力过程线 (8)（二）绘制汽轮机通流部分图 (9)三、设计进度 (9)四、课程设计说明书的内容 (9)一、课程设计的目的与要求1．系统的总结、巩固并加深在《电厂汽轮机》课程中已学得的理论知识，掌握汽轮机热力设计的原则、方法和步骤。

2．热力设计必须是在考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的热力计算与结构设计，并在此基础上把汽轮机的工作过程原理与它的结构型式结合起来。

3．通过设计对整个汽轮机的结构作进一步了解。

明确主要零部件在整个机组上的作用、位置及相互间的关系。

4．通过设计，锻炼学生收集并应用设计资料、国家标准手册及其它资料的实际技能。

5．通过设计，对电厂汽轮机主要部件的外形尺寸，与其它产品的通用情况，以及和国内外同类型机组相比较的水平等都有一定的分析。

6．由于课程设计的题目大多数是结合实际，与当前国民经济的要求相联系，所以要求在设计时有高度的责任感，严肃认真，要做到正确地选择设计数据，效率高，结构合理，布置紧凑，安全可靠，计算准确，绘图准确，清楚美观。

总之，汽轮机课程设计是一件复杂而细致的工作，除了需要掌握汽轮机的基本原理外，必须综合各方面的实践经验和理论知识，融会贯通地加以应用，既需要结合结构强度、调节运行、辅助设备等有关基本知识来分析问题、选择方案，也需要了解金属材料、制造工艺、安全运行、检修维护等方面的基本知识，才能较合理地选用汽轮机设计的基本方案。

汽轮机课程设计指导书-经典版第一部分汽轮机课程设计指导书一、课程设计的目的与要求1．系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。

2．汽轮机热力设计的任务，一般是按照给定的设计条件,确定流通部分的几何参数，力求获得较高的相对内效率。

就汽轮机课程设计而言其任务通常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。

3．汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括：(1) 分析并确定汽轮机热力设计的基本参数，如汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供汽压力等。

(2) 分析并选择汽轮机的型式、配汽机构型式、通流部分形状及有关参数。

(3) 拟定汽轮机近似热力过程线和原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算。

(4) 根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式、比焓降、叶型及尺寸等。

(5) 根据流通部分形状和回热抽汽压力要求，确定压力级的级数，并进行各级比焓降分配。

(6) 对各级进行详细的热力计算，求出各级流通部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机的实际热力过程线。

(7) 根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求。

(8) 根据需要修正热力计算结果。

(9) 绘制流通部分及纵剖面图。

4．通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要部件在整个机组中的作用、位置及相互关系。

5．通过设计了解并掌握我国当前的技术政策和国家标准、设计资料等。

6．所设计的汽轮机应满足以下要求：(1) 运行时具有较高的经济性。

(2) 不同工况下工作时均有高的可靠性。

(3) 在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑到汽轮机的结构紧凑、系统简单、布局合理、成本低廉、安装与维修方便以及零部件通用化、系列标准化等因素。

7．由于课程设计的题目接近实际，与当前国民经济的要求相适应，因而要求设计者具有高度的责任感，严肃认真。

（一）汽轮机热平衡估算基本数据：额定功率Pr＝10000kW，设计功率Pe＝10000kW，新汽压力p0＝4.9MPa，新汽温度t0＝435℃，排汽压力pc＝0.008MPa。

1、近似热力过程曲线的拟定在h-s图上，由p0、t0可确定汽轮机进汽状态点0并查得初比焓h0＝3282.845226J/kg。

设进汽机构的节流损失△p0＝0.05p0，得调节级前压力Po′＝0.95p0＝4.875MPa，并确定调节级前蒸汽状态点1。

设排汽损失为0.02Pc，则排汽压力pc′＝0.00816MPa。

过1点作等比熵线向下交pc′线于2点，查得h3′＝2121.36644kJ/kg，整机的理想比焓降（Δhtmac）′＝h0-h3′=3282.845226-2121.3664=1161.478786kJ/kg。

估计汽轮机相对内效率ηri＝83％，有效比焓降Δhtmac＝（Δhtmac）′×ηri ＝1161.478786×0.83＝964.0273927kJ/kg，排汽比焓hz=2121.66443kJ/kg，光滑连接1、4点，得该机设计工况下的近似热力过程曲线，见图1。

图1 近似热力过程曲线（二）设计工况下的热力计算确定机组配汽方式采用喷嘴配汽2．调节级选型采用单列级3．主要参数⑴已知设计参数Po=4.9Mpa ，to=435℃， Pc=0.008Mpa， Pe=10000KW ，n=3000rpm⑵选取设计参数①设计功率设计功率Pe=10000kW②汽轮机相对内效率ηri选取某一ηri 值，待各级详细计算后与所得ηri′进行比较，直到符合要求为止。

这里取ηri=86%③机械效率：取ηm= 98%④发电效率：取ηg= 95%4．近似热力过程线的拟定（1）进汽机构的节流损失Δpo；阀门全开时，ΔPo=(0.03~0.05)Po，取调节级喷嘴前Po′=0.95Po（2）排汽管中压力损失ΔPc ：对于本机,认为Pc′=0.98Pc，即ΔPc=0.02Pc 5．汽轮机总进汽量的初步估算3.6*P elDo= —————————————*m+ΔD= 46.4443117t / h(Δht mac)′*ηriηgηmPel ——汽轮机的设计功率，kW(Δht mac)′——汽轮机通流部分的理想比焓降。

汽轮机课程设计指导书冯慧雯编华中科技大学能源与动力工程学院第一节 课程设计的任务与要求1．设计题目 N25-3.5/435汽轮通流部分热力设计 2．已知参数额定功率： P r =25MW ，额定转速： n=3000r/min ，设计功率：P e =20MW, 新蒸汽压力：p 0=3.5 MPa, 新蒸汽温度：t 0=435℃,排汽压力：cp '=0.005MPa ， 给水温度： t fw =160~170℃， 冷却水温度：t w 1=20℃， 给水泵压头：p fp =6.3MPa ， 凝结水泵压头：p cp =1.2 MPa ， 射汽抽汽器用汽量△D ej =500kg/h ， 射汽抽汽器中凝结水温升 △t ej =3℃， 轴封漏汽量△D l =1000 kg/h ， 第二高压加热器中回收的轴封漏汽量△1D '=700kg/h 。

3．任务与要求（1） 估算整机蒸汽流量及拟定热力过程曲线；（2） 回热系统热平衡初步计算及回热系统示意图绘制； （3） 非调节级理想比焓降分配和级数的确定；（4） 计算调节级与非调节级通流部分几何尺寸：各级平均直径d n （b ）、叶片高度l n （b ）、通流面积A n （b ）、叶片数Z n （b ）、叶宽B n （b ）、节距t n （b ）、静叶片安装角y α、动叶片安装角y β、及出汽角（1α）、（2β）等；（5） 计算级效率、级内功率、整机内功率及相对内效率； （6） 整机校核（电功率、内效率）；（7） 按比例绘制通流部分子午剖面流道图和各级速度三角形图，以及调节级详细热力过程曲线示意图，整机热力过程曲线图；（8）编写计算机程序方框图；（9）编写计算机运算程序；（10）调试并运行热力设计计算机程序；（11）编写课程设计说明书（说明书规格按学校要求，内容为上述计算内容）。

第二节多级汽轮机热力计算一般原则——各级型式、结构、参数的选择一、通流部分的合理成型在凝汽式汽轮机中，由于蒸汽在膨胀过程中比容变化的结果，蒸汽的容积流量GV变化很大。

1引言1.1汽轮机简介汽轮机是以蒸汽为的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，它具有单机功率大、效率、运行平稳和使用寿命长等优点。

汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。

在使用化石燃料的现代常规火力发电厂、核电站及地热发电站中，都采用汽轮机为动力的汽轮发电机组。

汽轮机的排汽或中间抽汽还可用来满足生产和生活上的供热需要。

在生产过程中有余能、余热的工厂企业中，还可以应用各种类不同品位的热能得以合理有效地利用。

由于汽轮机能设计为变速运行，所以还可用它直接驱动各种从动机械，如泵、风机、高炉风机、压气机和船舶的螺旋桨等。

因此，汽轮机在国民经济中起着极其重要的作用。

1.2 600MW汽轮机课程设计的意义电力生产量是衡量一个国家经济发展水平的重要标志之一。

电力工业为国民经济各个领域和部门提供电能，它的发展直接影响着国民经济的发展速度，因此，必须超前发展。

装机容量从1949年占世界第25位，到如今的世界前列。

电力事业发展的宏伟目标，要求汽轮机在容量和效率方面都要上一个新的台阶，在今后的一段时间内，我国火电的主力机组将是300MW—600MW亚临界机组，同时要发展超临界机组。

1.3汽轮机课程设计要求：1）汽轮机为基本负荷兼调峰运行2）汽轮机型式：反动、一次中间再热、凝汽式1.4设计原则根据以上设计要求，按给定的设计条件，选取有关参数，确定汽轮机通流部分尺寸，力求获得较高的汽轮机效率。

汽轮机总体设计原则为在保证机组安全可靠的前提下，尽可能提高汽轮机的效率，降低能耗，提高机组经济性，即保证安全经济性。

承担基本负荷兼调峰的汽轮机，其运行工况稳定，年利用率高。

设计中的计算采用电子表格来计算，绘图采用手绘图,计算表格和附图统一见附录。

2 汽轮机结构与型式的确定2.1汽轮机参数、功率、型式的确定2.1.1 汽轮机初终参数的确定常规超临界机组的主蒸汽和再热蒸汽温度为538℃～560℃，典型参数为24.2MPa/566℃/566℃，对应的发电效率约为41%。

能源与动力工程学院汽轮机课程设计题目：600MW超临界汽轮机调节级叶片强度核算时间：2006年11月13日-2006年12月4日学生姓名：杨雪莲杨晓明吴建中单威李响梅闫指导老师：谭欣星热能与动力工程036503班2006-12-4600MW超临界汽轮机调节级叶片强度核算[摘要]本次课程设计是针对600MW超临界汽轮机调节级叶片强度的校核，并主要对第一调节阀全开，第二调节阀未开时的调节级最危险工况对叶片强度的校核。

首先确定了最危险工况下的蒸汽流量。

部分进汽度选择叶型为HQ-1型，喷嘴叶型HQ-2型。

根据主蒸汽温度确定叶片的材料为Cr12WmoV马氏体-铁素体钢。

其次，计算了由于汽轮机高速旋转时叶片自身质量和围带质量引起的离心力和蒸汽对叶片的作用力。

选取了安全系数，计算屈服强度极限、蠕变强度极限和持久强度极限，三者中的最小值为叶片的许用用力，叶片拉弯应力的合成并校核，确定叶片是否达到强度要求。

最后，论述了调节级的变化规律即压力-流量之间的关系。

一、课程设计任务书课程名称：汽轮机原理题目：600MW超临界汽轮机调节级叶片强度核算指导老师：谭欣星课题内容与要求设计内容：1、部分进汽度的确定，选择叶型2、流经叶片的蒸汽流量计算蒸汽对叶片的作用力计算3、叶片离心力计算4、安全系数的确定5、叶片拉弯合成应力计算与校核6、调节级后的变化规律设计要求：1、运行时具有较高的经济性2、不同工况下工作时均有高的可靠性已知技术条件与参数：1、600MW2、转速：3000r/min3、主汽压力：24.2Mpa; 主汽温度：566C4、单列调节级，喷嘴调节5、其他参数由高压缸通流设计组提供参考文献资料：1、汽轮机课程设计参考资料冯慧雯，水利电力出版社，19982、汽轮机原理翦天聪，水利电力出版社3、叶轮机械原理舒士甑，清华大学出版社，19914、有关超临界600MW 汽轮机培训教材 同组设计者：杨雪莲 杨晓明 吴建中 单威 李响 梅闫 二、 高压缸通流部分设计组提供的参数叶片数不确定：0178.17565.012.30=⨯=⋅=b b b b t t 7.3366.003.51=⨯=⋅=n n n b t t9.81==nn n t ed Z π 8.0=e06.203==bbb t d Z π取82=n Z 204=b Z 34=n t 17=b t b) 喷嘴出口汽流实际速度：s m C /4851=喷嘴出口面积：274.182cm A n = 喷嘴出口角度：mm Ln 1.29= c) 动叶进口汽流方向：︒=0.201β动叶出口汽流速度：s m /0.3191=ω 动叶出口绝对速度方向：︒=53.442α 动叶出口绝对速度大小：s m C /48.1192= 动叶出口面积：249.286cm A b = 动叶高度：mm l b 1.31=d) 进汽量：s kg h t D o /292.460/05.1657== 三、 调节级叶片强度核算a) 概述强度核算一般包括零件应力计算、零件材料及其许用应力的选取和零件应力安全性的校核。

25汽轮机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握25汽轮机的基本结构及其工作原理，能够准确描述其主要部件的功能和作用。

2. 使学生了解汽轮机的热力学循环过程，掌握其主要性能参数及其计算方法。

3. 引导学生掌握汽轮机的设计原则，能够运用所学知识解决实际问题。

技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制25汽轮机主要部件图纸的能力。

2. 培养学生根据实际需求，选择合适的汽轮机型号并进行参数计算的能力。

3. 提高学生运用所学知识对汽轮机故障进行分析和解决的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对能源转换与利用的兴趣，培养其节能环保意识。

2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，使其在解决问题的过程中体验到学习的快乐。

3. 引导学生关注我国汽轮机行业的发展，培养其爱国主义情怀和社会责任感。

课程性质：本课程为专业课，旨在使学生掌握汽轮机的基本理论和设计方法，提高其工程实践能力。

学生特点：学生具备一定的机械工程基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程学习和工程实践打下坚实基础。

二、教学内容1. 汽轮机概述：介绍汽轮机的定义、分类及其在能源领域的应用，使学生对其有一个全面的认识。

教材章节：第一章 汽轮机概述2. 汽轮机工作原理及结构：讲解汽轮机的工作原理，分析其主要结构部件及其作用。

教材章节：第二章 汽轮机工作原理及结构3. 汽轮机热力学循环：阐述汽轮机的热力学循环过程，引导学生掌握其主要性能参数的计算方法。

教材章节：第三章 汽轮机热力学循环4. 汽轮机设计原则与方法：介绍汽轮机设计的基本原则，讲解设计方法及其在实际工程中的应用。

教材章节：第四章 汽轮机设计原则与方法5. 汽轮机主要部件设计：详细讲解汽轮机主要部件的设计方法，包括叶片、转子、静子等。

教材章节：第五章 汽轮机主要部件设计6. 汽轮机性能分析与故障诊断：分析汽轮机性能的影响因素，介绍故障诊断方法及预防措施。

汽轮机原理课程设计题目汽轮机课程设计学院能源科学与工程学院专业热能与动力工程班级0804学号**********姓名丁川指导老师涂福炳日期2011年9月20日课程设计任务书一．设计题目多级凝汽式汽轮机组热力设计二．设计内容1、按所给参数分析并确定热力设计的基本参数；2、拟定汽轮机近似热力过程曲线和原则性热力系统，进行汽耗量、回热系统热平衡及热经济性的初步计算；3、确定调节级的形式、比焓降、叶型及尺寸，速比选用0.23/0.26；4、确定压力级的级数和排气口数，并进行各级比焓降分配；5、对压力级进行热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机实际的热力过程曲线；6、整理说明书，并给出热力计算结果汇总表。

三．设计要求1、运行时有较高经济性；2、不同工况下工作时均有较高可靠性；3、在满足经济性和可靠性的同时，还应考虑到汽轮机的结构紧凑，系统简单，布置合理，成本低廉，安装与维修方便，以及零件的通用化和系列等因素。

四．主要参数汽轮机额定功率（P r,kW）50000汽轮机涉及功率（P e,kW）40000汽轮机初压（P0,MPa）8.5汽轮机初温（t0,℃）535汽轮机工作转速（n,r/min）3000汽轮机排气压力（P c′,MPa）0.0045给水温度（t fw,℃）158冷却水温度（t c1,℃）20凝汽器出口水温（tc,℃）31.5给水泵压头（P fp,MPa）0.28凝结水泵压头（P cp,MPa） 1.18射汽抽气器汽耗量（△D ej,t/h） 1.2射汽抽气器出口水温（t ej,℃）38.68射汽抽气器比焓降（h ej,kJ/kg）558.3回热级数（Z,级） 5目录前言 (4)1.近似热力过程曲线的拟定 (5)2.估算汽轮机进汽量D0 (6)3.确定抽汽压力 (7)4.各级加热器抽汽量计算 (8)4-1 H1高压加热器 (8)4-2 H2高压加热器 (9)4-3 H d--除氧器 (11)4-4 H3低压加热器 (12)4-5 H4低压加热器 (12)5.流经汽轮机各级组的蒸汽流量及其内功率计算调节级 (14)6.计算汽轮机装置的经济性 (16)7.通流部分选型 (20)7-1 配气方式和调节型选型 (20)7-2调节级几何参数的选择 (20)7-3各级平均直径的确定 (21)7-3-1 第一压力级平均直径的估取 (21)7-3-2本机末级直径的估取 (21)7-3-3确定压力级平均直径的变化 (21)7-4级数的确定及比焓的分配 (22)7-4-1级数的确定 (22)7-4-2比焓降分配 (23)8.汽轮机双列调节级的热力计算 (24)8-1 叶型及其选择 (24)8-1-1 叶片型线图 (24)8-1-2叶型及有关参数的选择 (25)8-2 调节级的热力计算 (26)总结 (35)参考文献 (36)前言汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，他具有单机功率大、效率高、运转平稳和使用寿命长等优点。