汽轮机复习提纲

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学习好帮手 汽轮机技术问答

第一部分：汽轮机本体

1、什么是汽轮机？

由水蒸汽驱动作旋转运动的原动机。汽轮机是火力发电厂主要设备之一，它接受锅炉送来的蒸汽，将蒸汽的热能转换为机械能，驱动发电机发电。汽轮机的转速可以设计为定速或变速，变速汽轮机用于驱动风机、水泵或船舶螺旋桨等，定速汽轮机则用于驱动同步发电机。

汽轮机由汽缸和转子两大部分组成。转子位于汽缸内。一般汽缸分上下两半，其前端为高压缸的进汽或排汽端，后端为连接凝结器的排汽口。汽缸内部有若干隔板，隔板上镶有静叶（导叶），或静叶直接装在汽缸内持环上。转子与汽缸同心，转子中心部分为主轴。主轴上有叶轮，叶轮外缘装有动叶。转鼓式转子的动叶直接装在转鼓上。每圈动叶都置于每圈静叶之后，组成汽轮机级。转子由轴承支承。主轴末端有连轴器，用于连接发电机。

汽缸一般支持在基础台板上，高、中压缸汽缸前后通常用猫爪搭在轴承座上，轴承座下设有做座架，共同膨胀的汽缸与轴承座之间往往设有推拉杆连接，在基础台板和轴承座架上设有周密的滑销系统，以保证受热部分能定向自由膨胀并保持同心。

2、什么是汽轮机本体？

完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本组部分，即汽轮机本身。汽轮机本体有固定部分（静子）和转动部分（转子）两大部分，它与热力系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。

固定部分包括、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和连轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。

3、什么是中间再热汽轮机？

中间再热是指主蒸汽在汽轮机前几级作功后，返回锅炉的再热器中再加热，然后回汽轮机的后几级内继续作功，采用中间再热的汽轮机叫中间再热汽轮机。采用中间再热可以提高汽轮机的热效率，又可减少排汽湿度。目前在100MW以上机组得到广泛应用。

汽机运行高级工理论知识复习题

一、 填空题：

1、汽轮机是一种以（水蒸汽）为工质，将（热能）转换为（机械能）的回转式原动机。

2、汽轮发电机组每小时所耗用的蒸汽量叫（汽耗量），其单位是（kg／h）。

3、汽轮机调节系统由（转速感应机构）、（传到放大机构）、（反馈机构）、（配汽机构）四部分组成。

4、汽轮机启动时凝汽器真空要选择适当，一般取（60～70kpa）为宜。

5、采用給水回热循环，减少了凝汽器的（热损失）。

6、机组运行中，发现窜轴增加时，应对汽轮机进行全面检查，倾听（内部声音），测量（轴承振动）。

7、离心泵在流量大于或小于设计工况下运行时，冲击损失（增大）。

8、汽轮机按工作原理可分为（冲动式）汽轮机和（反动式）汽轮机。

9、水泵的主要性能参数有（扬程）、（流量）、（转速）、（功率）、（效率）。

10、加热式除氧的优点是能将水中溶解的（各种气体全部除掉），还能起到一级(加热器)的作用

11、汽轮机损失分为（内部）损失和（外部）损失两种。

12、通常用（稳定性）、（准确性）、（快速性）三个指标来评价一个调节系统的品质。

13、汽轮机上下缸温差超过（50℃）时，禁止汽轮机启动。

14、胶球清洗装置主要由（胶球泵）、（装球室）和（收球网）组成。

15、背压机组在运行中热负荷减少，引起背压（升高），电负荷（减少），注意排汽温度（不应高于）规程规定的数值。

16、汽轮机热态启动时，一般在汽轮机冲转前，应连续盘车在（2～4小时），以消除（转子的热弯曲）。

17、 规定推力瓦块乌金温度不允许超过（95℃），回油温度不允许超过（75℃）。

18、凝汽器的作用是不断抽出凝汽器内的（不凝结）气体和漏入的空气，（维持）凝汽器的真空。

19、水泵再循环管的作用是防止给水泵在空负荷或低负荷时（泵内产生汽化）。

20、大机组的高压加热器因故不能投运时，机组的煤耗（增大），机组的出力（降低）。

21、为防止或减小汽轮机大轴弯曲，汽轮机启动前与停机后，必须正确的使用（盘车）装置。

一、填空：

1、核安全的基本策略是：防止燃料元件过热。

2、核电厂的风险来自于：事故工况下不可控的放射性核素的释放。

3、我国国家核安全局于2001 年发表了《新建核电厂设计中的几个重要安全问题》的核安全政策声明，声明中规定：作为检验所确定的安全目标，特别是技术安全目标是否得到满足，可采用下述定量的概率安全目标：发生严重堆芯损坏事件的频率每运行堆年低于10-5

次事件；需要厂外早期响应的大量放射性释放到厂区外的频率每运行堆年低于10-6 次事件。

4、列举安全设计的基本原则：单一故障准则、多样性、独立性、故障安全原则、定期试验、维护、检查的措施、固有安全性。

5、固有安全性是指：反应堆利用其自身的自然安全性和非能动的安全性来控制反应性或移出堆芯热量，使反应堆趋于正常运行和安全停闭。

列举反应堆系统中固有安全特性的应用实例：安注箱、自然循环、主泵的惰转、控制棒依靠重力的下落。

6、大破口失水事故中发生的事故序列可以分为4 个连续的阶段，即：喷放、再灌水、再淹没和长期冷却。

7、列举几种极限事故：一回路系统主管道大破裂（大LOCA）、二回路系统蒸汽管道大破裂、主泵卡转子、弹棒事故。

8、安全壳喷淋系统有两种运行方式，即：直接喷淋和再循环喷淋，其分别从换料水箱和安全壳地坑取水。

9、反应堆瞬态是相对于稳态而言的，是指反应堆倍增因子或反应性变化时，中子通量或功率随时间的变化特性。

10、反应堆动态方程中中子通量和先驱核密度都是时间-空间的函数，求解过程需要十分复杂的数学运算，因此作为一种近似，假设中子通量和先驱核密度可以写成时间和空间变量相分离的两个函数之积，并采用单一形状因子，从而消去空间变量。这种中子通量与空间位置无关的模型称为点堆动态模型。

11、导致安全壳早期失效的原因：直接安全壳加热、蒸汽爆炸、氢气燃烧和安全壳隔离失效等。

13、导致安全壳晚期失效的原因：碎片床冷却、熔化堆芯物质与混凝土相互作用。

【知识点】汽轮机专业知识50问

1、什么叫凝汽器端差？端差增大有哪些原因？凝汽器压力下的饱和水温度与凝汽器循环冷却水出口温度之差称为端差。凝汽器的端差大小与凝汽器循环冷却水入口温度、低压缸排气流量、凝汽器管束表面清洁度、凝汽器内漏入空气量已经循环冷却水在馆内的流速有关。凝汽器端差增加的原因有：（1）凝汽器管束结垢（2）凝汽器汽侧漏入空气（3）循环冷却水量减少等2、汽轮机排气缸为什么要喷水减温装置？在汽轮机启动、空载及低负荷时，蒸汽流通量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热量，从而引起排汽温度升高，排汽缸温度也升高。排汽温度过高会引起排气缸较大的变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其他事故。所以，大功率机组都装有排汽缸喷水减温装置。3、汽轮机油油质劣化有什么危害？汽轮机油质量的好坏与汽轮机能否正常运行关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜发生变化，造成各润滑油部分不能很好润滑，结果使轴瓦乌金熔化损坏；还会使调节系统部件被腐蚀、生锈而卡涩，导致调节系统和保护装置动作失灵的严重后果。所以必须重视对汽轮机有质量的监督。4、什么是调节汽门的重叠度？为什么必须有重叠度？采用喷嘴调节的汽轮机，一般都有几个调节汽门。当前一个调节汽门尚未完全开启时，就让后一个调节汽门开启，即称调节汽门具有一定得重叠度。调节汽门的重叠度通常为10%左右，也就是说，前一个调节汽门开启到阀后压力为阀前压力的90%左右时，后一个调节汽门随即开启。如果调节汽门没有重叠度，执行机构的特性曲线就有波折，这时调节系统的静态特性也就不是一根平稳的曲线，这样的调节系统就不能平稳工作，所以调节汽门必须要有重叠度。5、汽轮机轴向位移保护装置起什么作用？汽轮机转子与定子之间的轴向间隙很小，当转子的轴向推力过大，致使推力轴承乌金熔化时，转子将产生不允许的轴向位移，造成动静部分摩擦，导致设备严重损坏事故，因此汽轮机都装有轴向位移保护装置。其作用是：当轴向位移达到一定数值时，发出报警信号；当轴向位移达到危险值时，保护装置动作，切断进汽，紧急停机。6、汽轮机为什么要设胀差保护？汽轮机启动、停机及异常工况下，常因转子加热（或冷却）比汽缸快，产生膨胀差值（简称胀差）。无论是正胀差还是负胀差，达到某一数值时，汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因胀差过大引起动静摩擦，大机组一般都设有胀差保护，当正胀差或负胀差达到某一数值时，立即破坏真空紧急停机，防止汽轮机损坏。7、说明冲动式汽轮机的基本工作原理？具有一定压力和温度的蒸汽进入喷嘴后，由于喷嘴截面形状沿汽流方向变化，使蒸汽的压力、温度降低，比体积增大，流速增加。即蒸汽在喷嘴中膨胀加速，热能转变成动能。具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出，进入动叶片流道，在弯曲的动叶片流道内改变汽流方向，蒸汽给动叶片已冲动，产生了使叶片旋转的力矩，带动轴旋转，输出机械功，将动能转变成机械能。8、热态启动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？机组进行热态启动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。这样可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热、调节级喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于汽缸的金属温度。因为机组的启动是一个加热的过程，不允许汽缸金属温度下降。如在热态启动过程中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的热应力，并使转子由于突然受冷而产生急剧收缩，高压胀差出现负值，使通流部分轴向动静间隙消失而产生摩擦，造成设备损坏。9、水泵的汽蚀时是怎样产生的？对泵有何影响？水泵在运行中，当叶轮入口处局部地方流道的压力低于工作水温的饱和压力，有一部分液体就会蒸发产生气泡。气泡进入压力较高的区域时，受压突然凝结，四周的液体就以极大的能量冲向气泡破灭的地方，造成水冲击，对流道壁面和叶轮等部分件产生水锤作用。这个连续的局部冲击负荷，将使材料的表面逐渐疲劳损坏，造成金属表面剥蚀，出现蜂窝状蚀洞，形成汽蚀。当水泵产生汽蚀时，将会引起水泵发生振动和噪声，同时由于汽蚀时气泡会堵塞叶轮槽道，使液体流动的连续性遭到破坏，使泵的流量和扬程降低，效率下降。10、何谓机组的惰走时间、惰走曲线？惰走时间过长或过短说明什么问题？惰走时间，是指从主汽门和调速汽门关闭时间起，到转子完全停止的这一段时间。惰走曲线，是指转子的惰走阶段转速和时间的变化关系曲线。根据惰走时间，可以确定轴承、进汽阀门的状态及其他有关情况。如惰走时间延长，表明机组进汽阀门有漏汽现象或不严，或有其他蒸汽倒流入汽缸内；如惰走时间缩短，则表明动静之间有碰磨或轴承损坏，或其他有关设备、操作引起的。11、为什么停机时必须等到真空到零，方可停止轴封供汽？如果真空未到零就停止轴封供汽，则冷空气将自轴端进入汽缸，使转子和汽缸局部冷却；严重时会造成轴封摩擦或汽缸变形，所以规定真空到零，方可停止轴封供汽。12、汽轮机冷态启动时，汽缸、转子上的热应力如何变化？汽轮机的冷态启动，对汽缸、转子等零件是加热过程。汽缸被加热时，内壁温度高于外壁温度，内壁的热膨胀受外壁的制约，因而内壁受到压缩，产生压缩热应力，而外壁受到膨胀力的拉伸，产生热拉应力。同样转子被加热时，转子外表面温度高于转子中心温度，转子外表面产生压缩热应力，而转子中心产生热拉应力。13、汽轮机暖机的目的是什么？暖机的目的是使汽轮机各部分金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁、法兰与螺栓之间的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，高压胀差值在安全范围内变化，保证汽轮机内部的动静间隙不致消失而发生摩擦。同时使带负荷的速度相应加快，缩短带至满负荷所需要的时间，达到节约能源的目的。14、轴封蒸汽带水有何危害？如何处理？在机组运行中，轴封蒸汽带水有可能使轴端汽封损坏，重者将使机组发生水冲击，危害机组安全运行。处理轴封蒸汽带水事故，应根据不同的原因，采取相应的措施。如发现机组声音变沉，振动增大，轴向位移增大，胀差减小或出现负胀差，应立即破坏真空紧急停机。打开轴封蒸汽系统及本体疏水门，疏水放尽，对设备进行检查无损后，方可重新启动。15、大型汽轮机为什么要低负荷运行一段时间后再进行超速试验？汽轮机在空负荷时，汽轮机内的蒸汽压力低，转子中心处的温度尚未被加热到脆性转变温度以上，另外超速试验时转子的应力比额定转速时增加25%的附加应力。由于以上两个原因，所以大型汽轮机要带低负荷运行一段时间，进行充分暖机，使金属部件（主要是转子）达到脆性转变温度以上，然后再做超速试验。16、主机盘车投入注意事项？（1）主机盘车禁止自动投入、盘车启动选择开关至1位即手动。（2）当主机停止运行，转速低于1500rpm时，应安排两个人就地检查顶轴油泵联启且运行正常、检查PLC上各瓦顶轴油压、润滑油压、轴保护条件满足，如不满足应通知热控、电气检查处理，当大轴停止立即投入主机盘车。（3）当因热控条件故障而无法启动盘车电机时，如检查确定主机转速到0、盘车啮合油供油手门开启、润滑油压正常（大于0.12MPa）、顶轴油泵运行正常、各瓦顶轴油压大于4.2 MPa，在盘车齿轮与主机大轴啮合的情况下，可以打开盘车控制柜，用柜里的SA2强制启动主机盘车，此时应记录盘车电流、大轴偏心度、就地各瓦及轴封齿听音检查，发现异常马上汇报。注意：此时应联系热控或电气检查处理，当盘车条件满足后、应立即停止盘车运行，按正常启动方式重新投入盘车。17、交流润滑油泵和氢密封油泵的停运要求及操作？（1）确认主机盘车装置、顶轴油泵及发电机密封油系统均已停止运行。高中压缸最高金属温度低于150℃，并且各轴承金属温度均在正常范围内，方可停止交流润滑油泵。（2）氢密封油泵在汽轮机停止运行后、密封油系统无故障的情况下可以提前停止运行。（3）将直流润滑油泵联锁解除。（4）将交流润滑油泵联锁解除。（5）停止交流润滑油泵和氢密封油泵。（6）解除排烟风机联锁，停止排烟风机运行。18、简述水环式真空泵的工作原理？综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。19、投轴封的注意事项？（1）为避免转子弯曲，投入前必须保证盘车装置已投运（润滑油、密封油系统已运行）（2）轴封供汽就有不低于14度的过热度。（3）应选择与转子温度、汽缸温度匹配的汽源。（4）凝结水系统、辅汽系统已投运。（5）原则上应先投轴封，后抽真空。冷态启动时，也可先抽真空后投轴封。（6）抽轴封时要加强疏水。（7）轴封投入后，应注意主机上下缸温差、胀差等重要参数，检查各轴封处是否冒汽及声音正常。（8）注意轴加真空在50-75mm水柱，轴加水位自动调节正常。20、轴封温度和压力的控制要求？（1）机组任何状态启动，低压轴封蒸汽温度正常维持在120～180℃，任何时候低压轴封温度不得低于120。（2）机组冷态启动，高中压轴封蒸汽温度控制在150～200℃，任何时候高中压轴封温度不得低于150℃。（3）机组温态启动，高中压轴封蒸汽温度控制在280～300℃，高中压轴封蒸汽温度与调端高压缸金属温度差不大于85℃。（4）机组热态启动，高中压轴封蒸汽温度控制在330～350℃，高中压轴封蒸汽温度与调端高压缸金属温度差不大。（5）辅汽供汽时，轴封联箱压力26KPa；机组75%负荷后系统达到自密封，由溢流阀控制轴封联箱压力32KPa。21、凝结水泵检修措施？（1）首先启动备用凝泵，停止要检修凝泵，出口门关闭，电机、出口门停电；（2）凝泵出口门摇严挂禁止操作牌；（3）凝泵入口门关闭停电摇严并挂禁止操作牌、此过程中要注意其入口压力不长否则恢复入口门开启，对出口门继续摇严；（4）关闭检修凝泵启动抽空气及抽空气总门摇严并挂禁止操作牌；（5）关闭检修凝泵密封水门2/3；（6）关闭检修凝泵轴承冷却水；（7）观察运行凝泵工作如果正常，开启检修凝泵入口滤网放水门，查看是否有水放出，如有水放出，调整密封水门和滤网放水门开度，使供水和放水保持平衡；如滤网放水门没有水放出，继续摇严检修凝泵入口门，直到有水放出为止。（8）凝泵轴承放油检修自理。22、运行中加热器出水温度下降有哪些原因？（1）铜管或钢管水侧结垢，管子堵塞； （2）水侧流量突然增加；（3）疏水水位上升； （4）运行中负荷下降，蒸汽流量减小；（5）误开或调整加热器的旁路不合理 ； （6）加热器泄漏。23、我厂电泵备用启动的控制逻辑？（1）电泵备用开关投入后，电泵出口电动门自动开启。（2）运行中任一台汽泵跳闸或发生RB后给出电泵启动指令，首先电泵辅助油泵启动同时电泵再循环开启，全部开启时间约10秒。（3）然后电泵启动，延时5秒（延时用于躲过电泵启动电流），电泵再循环投入自动，此时电泵勺管自动开启，10秒钟后勺管控制指令至65%。（4）在机组MFT的情况下，电泵不会自动启动。24、机组运行过程中给水泵水侧做措施的原则是什么？（1）首先关闭给水泵出口门、暖泵门及手门及抽头手门并停电摇严。（2）确证给水泵再循环门在开启状态，给水泵停电后关闭给泵前置泵入口门并停电摇严，在此过程中应时刻监视入口压力不升高。（3）开启前置泵入口放水门、主泵泵体放水门及空气门、滤网排水门进行泄压，观察压力降低后最后关闭给水泵再循环调门及手门，在此过程中仍要监视入口压力不升高。（4）只有在给水泵入口门关闭、泵体完全泄压后方可关闭给水泵密封冷却水。（5）给水泵润滑油泵只有在给水泵汽水全部隔离后，方可以停止。25、汽泵润滑油双联滤油器的切换操作？滤油器的正常压差≤0.035Mpa。当滤油器的正常压差≥0.06Mpa时，或过滤后油的品质达不到要求时，需切换进行清洗或调换滤网。（1）观察三通切换装置上的油流指向器，搞清备用滤油器。（2）检查并关闭备用滤油器的排污阀，打开备用滤油器上的排气接头和油箱连接管上的放气阀。（3）再打开三通切换装置上的压力平衡阀，让备用的滤油器壳体内充油。（4）观察备用滤油器上排气接头和油箱连接管上的窥视窗，当流出的全部为油时，表明备用滤油器壳体内已充满油，关闭放气阀。（5）转动三通切换装置的手柄，观察三通切换装置上的油流指向器，使备用的滤油器投入使用。（6）关闭压力平衡阀。26、汽轮机遇下列情况之一时，应破坏真空紧急停机？（1）汽轮机转速超过危急保安器动作转速而危急保安器拒动；（2）轴向位移超过保护动作值而保护未动；（3）汽轮机发生水冲击；（4）机组突然发生剧烈振动达保护动作值而保护未动作或机组内部有明显的金属撞击声；（5）汽轮机任一轴承断油或推力轴承金属温度达107℃、支持轴承金属温度达113℃；（6）轴承或端部轴封磨擦冒火时；（7）轴承润滑油压下降至0.04MPa，而保护不动作；（8）主油箱油位急剧下降至低油位线以下；（9）凝汽器压力急剧上升至28KPa，而保护不动作；（10）发电机冒烟、冒火；（11）机组周围或油系统着火，无法很快扑灭并已严重威胁人身或设备安全。（12）厂用电全部失去；（13）发电机氢气冷却系统发生火灾；（14）密封油系统油氢差压失去，发电机密封瓦处大量漏氢。27、双流环式轴封（密封瓦）装置的密封原理？汽轮发电机密封瓦内有两个环形供油槽，从供油槽出来的油分成两路沿着轴向通过密封瓦内环和轴之间的径向间隙流出，其油压高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机漏出。在密封瓦内设有两个供油槽，形成独立的氢侧和空侧的密封油系统。当这两个系统中的供油压力平衡时，油流将不在两个供油槽之间的空隙中串动。