南京工程学院汽轮机原理A课程设计

课程设计是学生对主干专业课及所学知识的综合应用，是学校实现培养目标不可缺少的重要实践教学环节。

一、教学目的1.培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风，树立自信心。

2.培养学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

3.培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及合作工作能力。

4.巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。

二、选题要求1.课程设计的选题应属课程范围，选题应能满足课程教学目的与要求，能使学生得到较全面的综合训练。

2.课程设计的题目应尽可能有实用背景，对模拟性质的“题目”不得年年重复使用。

3.课程设计题目的难度和工作量应适应学生的知识和能力状况，使学生在规定的时间内既工作量饱满，又经过努力能够完成。

4.课程设计题目既可由指导教师拟定，也可学生自拟，经系（教研室）主任审定同意后方可执行。

三、对学生的要求1.学生必须修完课程设计的先修课程，才有资格做课程设计。

2.明确课程设计的目的和重要性，认真领会课程设计的题目，读懂课程设计指导书的要求，学会设计的基本方法与步骤，积极认真地做好准备工作。

3.课程设计中，学会如何运用前修知识与收集、归纳相关资料解决具体问题的方法。

4.严格要求自己，自信但不固执，独立完成课程设计任务，善于接受教师的指导和听取同学的意见，有意识地树立严谨的科学作风，要独立思考，刻苦钻研，勇于创新，按时完成课程设计任务。

5.使用规定的课程设计用纸与封面，按要求书写课程设计说明书并装订成册，如附有图纸或附件需单独装订，应将所有材料一同装入学校规定的课程设计袋内。

四、汽轮机课程设计的目的及任务：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、通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要零部件在整个机组中的作用。

3、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。

第一章汽chapter 1 Working principle of steam turbine stage第一节概述Introduction一、汽轮机的结构简介Introduction of the construction of steam turbine级：由一列静叶栅和一列动叶栅组成，完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。

汽轮机：单级：喷嘴动叶多级：静子，由汽缸、隔板、静叶、轴承等组成。

转子，由主轴、叶轮、叶片、联轴器、盘车等组成。

辅机如图1-1和1-2所示。

二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理Impulse principle and reaction principle of steam（一）（一）冲动作用原理冲动力：改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或汽流改变流动方向对汽道产生一离心力，此力为冲动力（图1-3）。

此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸汽质量及其速度的变化。

（二）（二）反动作用原理反动力：因汽流膨胀产生一相反力（汽体压力变化），如火箭。

此力的大小取决于汽体压力的变化。

作用在动叶片上的里有：冲动力反动力如图1-4和1-5三、汽轮机级的类型和特点Types and characteristics of steam turbine stages（一）（一）汽轮机级的反动度1、1、定义：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降Δh b和整个级的理想滞止焓降Δh*t之比。

Ω∆∆mbthh =*Ω增加，则Δh b增加，蒸汽对动叶的反动力也越大。

（图1-6）平均反动度：动叶平均直径截面上的理想焓降。

2、2、意义：衡量在动叶中膨胀的程度。

（二）（二）汽轮机级的类型轴流式有以下几种：1、1、冲动级和发动机和反动级（1）（1）冲动级纯冲动级：Ω=0特点：蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。

结构：动叶叶型对称弯曲。

（图1-7）做功能力大、效率低、不采用。

带反动度的冲动级：Ω=0.05~0.2特点：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，作功能力比反动级大，效率比纯冲动级高。

汽轮机课程设计资料汽轮机课程设计资料课程设计的目的1．系统的总结，巩固并加深在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．通过设计，对整个汽轮机结构作进一步了解，明确主要零部件在整个机组上的作用、位置及相互关系。

3．通过设计，掌握利用资料进行设计及论证的一般方法。

设计包括热力设计和强度设计，由于时间紧，仅作通流部分热力设计，主要内容及设计程序如下：（一）热力设计前需论证确定有关项目（1）汽轮机容量、参数和型式的选择；（2）汽轮机转速的选择；（3）汽轮机调节方式的选择。

（二）热力系统计算（1）原则性回热系统的拟定；（2）汽轮机近似热力过程线的拟定；（3）汽耗量的计算；（4）汽轮发电机组技术经济指标的初步估算。

（三）汽轮机通流部分的热力计算（1）根据汽轮机运行特征、经济要求及结构强度等因素比较和确定调节级的形式、比焓降、叶型及尺寸等；（2）根据通流部分形状和回热抽汽点要求，确定压力级的级数和排汽口数，并进行各级比焓降分配；（3）对各压力级进行详细的热力计算，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线。

压力级的详细设计有关问题1．叶型及有关几何参数的选择.（1）叶型的选择1p1121(1)Mn()2p01p2121(1)Mb()2p1M＜1亚音速“A”，M=0.8~1.3跨音速“B”（2）叶片宽度B和弦长b 的选择叶片宽度B根据叶型选择，弦长b由B和安装角计算得到（3）相对节距t和叶片数的确定最佳相对节距top由叶型选择nnnntzdetb4）汽流出口角α1、β2的确定汽流在出口不偏转α1=α1g，β2=β2g否则要加上偏转角2．速比的选用xa3．冲动级内反动度的确定根部反动度tzbdbetbu0.4~0.52car3%~5%m1(1r)(dblb)db4．动叶盖度的选择.pg1665．动静间隙的选择.pg1666．级的部分进汽度的选择：叶高损失与部分进汽损失之和最小。

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。

汽轮机原理课程设计目录一、课程设计任务书........................- 2 -1、摘要：课程设计内容..................- 3 -2、摘要：课程设计应完成的工作..- 3 -3、摘要：课程设计进程安排..........- 3 -4、摘要：设计计算步骤..................- 4 -二、计算过程：...............................- 5-（一）、设计工况下的热力核算：- 5 -（二）、变工况下的热力核算：..- 12 -1、确定排汽状态点和动叶出口状态点…………..………………………..- 12 -2、动叶栅计算 (13)3、喷嘴叶栅计算 (16)三、核算结果分析总结…………….-21 -四、设计资料及参考文献…………- 22 -电气工程学院热能与动力工程专业<<汽轮机原理>>课程设计课题名称:某型汽轮机最末级的倒序法变工况热力核算姓名，学号: 周兴（080804110311）专业、班级： 热能与动力工程081班指导教师：　钱进（老师）2011年7月7日至2011年7月18日共2周指导教师签名：教研室主任签名：分管院长签名：摘要一课程设计内容:随着电力需求的迅速增长，电力负荷的多样性及可变性在所难免，而电能的不可储藏性决定了发电机组的工况必须随着电力负荷的变化而变化。

所以发电机组常常需要偏离设计工况运行。

作为发电机组的原动机，汽轮机也必然受到变工况运行的影响。

汽轮机在变工况下运行时，通过汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数将发生变化，汽轮机的某些级或全部级的反动度、级效率也随之发生变化。

为了估计汽轮机在新工况下的经济性和可靠性，有必要对新工况进行热力核算。

汽轮机整机变工况热力核算是建立在单级核算基础上的，因此研究单级热力核算对于顺利完成整机热力核算任务有重要意义。

正是基于此，本设计拟题为：某型汽轮机最末级的倒序法变工况热力核算。

汽轮机课程设计汽轮机设备及检修课程设计指导书一、课程设计目的和任务1．目的（1）系统地总结、巩固并应用《汽轮机设备及检修》课程中已学过的理论知识，重点掌握汽轮机凝汽系统结构与基本检修方法及工艺；（2）通过设计对汽轮机的局部检修过程作初步了解，培养自己的管理水平；（3）了解不同类型机组的结构特点及检修的新工艺、新方法。

2．任务对某火电厂汽轮机凝汽系统进行分析，根据所学《汽轮机设备及检修》、《热力发电厂》等有关知识，提出该凝汽设备的配置，根据机组的运行情况，设计凝汽系统的检修方案，并说明设计依据。

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（论文）阶段、课程设计说明书写阶段，具体内容和任务如下1．选题和资料收集根据课程设计提出的任务，收集相关资料。

资料包括某火电厂汽轮机本体结构、凝汽系统基本情况、汽轮机运行规程等。

2．分析计划阶段（1）分析并确定汽轮机凝汽系统型式、特点；（2）分析并确定检修方案涉及的内容；（3）对本课程设计进行合理安排。

3．课程设计说明书写阶段要求严格按照规范要求进行设计，画出图表，编制课程设计说明书，并同时上交电子文档和打印件。

三、课程设计的方式及时间分配1．方式利用课余时间，通过查阅相关参考资料，结合教师指导，完成课程设计任务。

2．课程设计的时间和进程课程设计规定时间201*.3-201*.13课程设计进程资料收集及分析计划2天设计阶段7天整理阶段2天四、课程设计的课题汽轮机凝汽系统检修方案设计五、设计注意事项1．在进行图表数据查找时要力求准确；2．设计格式要求规范；3．如有附图，应规范、美观；4．分析问题应有理有据，结论清晰明了。

六、课程设计的主要内容1．检修目的及要求；检修项目及基本方法；检修工器具及材料备件清单；检修安全措施等内容；检修流程图。

七、在课程设计期间需要填写和提交的表格和资料1．课程设计课题及任务说明；2．汽轮机本体结构简介；3．汽轮机凝汽系统简介；4．检修方案；5．设计总结；7．列出参考书籍、文献和资料；8．同时上交电子文档和打印件。

汽轮机课程设计报告姓名：000000学号：00000班级：000000学校：华北电力大学汽轮机课程设计报告一、课程设计的目的、任务与要求通过设计加深巩固《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，掌握设计方法。

并通过设计对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零件的作用与位置。

具体要求就是按给定的设计条件，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。

二、设计题目机组型号：B25-8.83/0.981机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：8.8300Mpa新汽温度：535.0℃排汽压力：0.9810Mpa额定功率：25000.00kW转速：3000.00rpm三、课程设计：(一)、设计工况下的热力计算1．配汽方式：喷嘴配汽2．调节级选型：单列级3．选取参数：(1)设计功率=额定功率=经济功率(2)汽轮机相对内效率ηri=80.5%(3)机械效率ηm=99.0%(4)发电机效率ηg=97.0%4．近似热力过程线拟定(1)进汽节流损失ΔPo=0.05*Po调节级喷嘴前Po'=0.95*Po=8.3885Mpa(2)排汽管中的压力损失ΔP≈05．调节级总进汽量Do的初步估算由Po、to查焓熵图得到Ho、So，再由So、Pc查Hc。

查得Ho=3474.9375kJ/kg，Hc=2864.9900kJ/kg通流部分理想比焓降(ΔHt(mac))'=Ho-Hc=609.9475 kJ/kgDo=3.6*Pel/((ΔHt(mac))'*ηri*ηg*ηm)*m+ΔDDo=3.6*25000.00/(609.9475*0.805*0.970*0.990)*1.05+5.00=205.4179(kJ/kg)6．调节级详细热力计算(1)调节级进汽量DgDg=Do-Dv=204.2179t/h(2)确定速比Xa和理想比焓降Δht取Xa=0.3535，dm=1100.0mm，并取dn=db=dm由u=π*dm*n/60，Xa=u/Ca，Δht=Ca^2/2u=172.79m/s，Ca=488.80m/sΔht=119.4583kJ/kg在70~125kJ/kg范围内，所以速比选取符合要求。

（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。

《汽轮机原理》课程教案任课教师：王运民一、课程名称：汽轮机原理（Theorem of Steam Turbine）二、课程编号：0805057学分： 3三、课程性质：专业课四、本课程的先修课和后续课1、先修课程：高等数学，理论力学，材料力学，工程热力学，工程流体力学，传热学，机械制图等。

2、后续课程：汽轮机运行与故障分析，汽轮机数字电液调节，火电机组调峰技术，大型火电厂集控运行等。

五、授课时间第 1 周至第 10 周，第 13 周至第 14 ；周学时: 4六、教学目的汽轮机原理课程是热能动力与工程专业的一门主要专业课。

通过本课程的学习，不仅使学生从理论上掌握汽轮机方面的相关知识，还通过课程设计、实验和生产实习，在实践和动手能力方面加深对所学知识的理解，为学生毕业后从事汽轮机运行、检修、调试、管理及设计等方面的技术工作打下良好的基础。

七、课程基本内容及教学要求1、第一章汽轮机级的工作原理（含绪论）基本内容：汽轮机型号；反动度，冲动级，反动级；蒸汽流动的基本方程式；蒸汽在喷嘴中的流动特性；蒸汽在动叶中的流动特性；动叶进出口速度三角形；蒸汽作用在动叶上的力，轮周功率和轮周效率；级的热力过程线在h-s图上的表示；冲动级、反动级、带反动度的冲动级的轮周效率与最佳速度比；复速级的结构与最佳速度比。

各种级的最佳速度比，轮周效率及做功能力比较；汽轮机级内各项损失和级效率，级的内功率，级内损失以及整级的热力过程线；影响级效率的结构因素；长叶片级的工作特点；简单径向平衡法及理想等环量流型。

教学要求：深刻理解和掌握汽轮机级的做功原理，级的结构，蒸汽在通流部分中的流动规律，影响级效率的热力因素及结构因素，级的热力过程在焓熵图中的表示方法。

掌握长叶片的工作特点及扭叶片级的基本概念。

2、第二章多级汽轮级基本内容：多级汽轮机的工作特点；多级汽轮级的重热现象与重热系数；多级汽轮机的损失；轴封及轴封系统；齿形轴封的工作原理及漏汽量计算；汽轮机及其装置的热经济性指标；多级汽轮机的轴向推力及其平衡方法；汽轮机的极限功率及提高单机容量的途径。