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《汽轮机原理》思考题杨建明康松编东南大学动力工程系2000年10月第1章汽轮机级的工作原理1．何谓滞止参数？喷嘴和动叶的滞止参数如何计算？2．叶栅通道的速度系数代表了什么意义？影响速度系数大小的主要因素有哪些？3．反动度的意义是什么？汽轮机的级按反动度的大小如何分类？在叶栅通道结构上又是如何实现反动度设计的？4．速度系数、能量损失系数和喷嘴及动叶损失系数三者间的关系如何？5．什么是级的热力过程线？它在分析级的能量转换、认识级工作过程中有何特别作用？6．什么是速度三角形，其意义是什么？7．何谓轮周功率？何谓轮周功？何谓理想能量？轮周功在级热力过程线上如何表示？8．什么是余速损失？什么是余速利用系数？影响余速利用的主要因素有哪些？9．何谓速比？何谓假想速比？10．轮周效率的意义是什么？影响轮周效率的因素有哪些？11．什么是最佳速比？为什么会存在最佳速比？当余速利用后，轮周效率与速比之间的关系发生了哪些主要变化？12．最佳速比与反动度的关系怎样？对相同容量的汽轮机，为什么冲动式的级数一般少于反动式？13．何谓单列级？何谓复速级？它们各自有何优缺点？14．何谓流量系数？流量系数的大小有何特点？15．对汽轮机弯曲形渐缩叶栅通道，最大出口汽流速度能否超过音速？为什么？16．何谓叶栅通道的临界压比？在叶栅通道汽流速度和通流量计算中，临界压比计算有何特别意义？17．叶栅通道的最大出口流速和通过的最大流量是否出现于同一前后压比？为什么？18．何谓叶栅出口汽流偏转角？在什么工况下发生？19．喷嘴调节汽轮机，为什么调节级总为冲动式？20．何谓盖度？其主要起什么作用？21．为什么冲动式汽轮机总会有一定的反动度？22．为什么要采用长扭叶片？23．长扭叶片有哪些主要特点？24．何谓轮周损失？何谓级内损失？两者间的关系怎样？25．什么是叶高损失？其物理意义是什么？采取何种措施减小叶高损失？26．决定叶片高度的主要因素有哪些？27．什么是二次流损失？如何减小二次流损失？28．何谓撞击损失？主要发生在何种情况？29．何谓冲角？正、负冲角是如何定义的？30．何谓扇形损失？采取何技术措施可消除或减小扇形损失？31．叶轮摩擦损失的机理是什么？对冲动级和反动级，此项损失有何差别？32．什么是部分进汽度？为什么要采用部分进汽？33．部分进汽损失的机理是什么？如何减小部分进汽损失？34．什么是湿汽损失？产生湿汽损失的机理有哪些？如何减小湿汽损失？35．什么是漏汽损失？冲动级和反动级在此项损失上有何不同？36．试述级理想焓降、理想能量、轮周功率、级内功率的关系，它们在级热力过程线上如何表示？37．什么是级内效率？它与轮周效率的关系又怎样？38．冲动级和反动级在级焓降和级内损失方面存在哪些主要差别？论文：①冲动级与反动级的优劣之比较②最佳速度比与反动度、动叶出口绝对汽流角的关系第2章多级汽轮机1．为什么要采用多级汽轮机？多级汽轮机有何显著优点？2．何谓重热现象？何谓重热系数？重热系数的大小主要与哪些因素有关？3．多级汽轮机计及重热后，级数是增多还是减少？为什么？4．对冲动式中间再热汽轮机，为什么级的平均反动度随蒸汽膨胀流程逐级增大？5．为什么一次中间再热机组高压缸叶栅通道的平均直径变化不大，但低压缸变化较大？6．为什么一次中间再热汽轮机的焓降是逐级增大的？7．试分析一次中间再热汽轮机高、中、低三个汽缸相对内效率的大小分布和各自级内损失的特点。
汽轮机技术问答100题1、汽轮机凝汽设备主要由哪些设备组成?答:主要有凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵等组成。
在汽轮机中工作后的蒸汽进入凝汽器，被循环水泵输入的冷却水所冷却凝结成水，再由凝结水泵抽出，送入轴封加热器,吸取轴封蒸汽放出的热量后送入低压加热器。
为了避免漏入凝汽器内的空气不致越积越多而影响传热效果,降低真空，系统中设有射汽抽气器，及时抽出漏入凝汽器内的空气，以维持凝汽器的真空，轴封加热器将轴封漏汽凝结为水,并送入凝汽器中。
2、汽轮机凝汽设备的任务是什么?答：（1）在汽轮机的排气口建立并保持真空（2）、把在汽轮机中做完功的排气凝结成水，并除去凝结水中的氧气和和其他不凝结气体,回收工质。
3、汽轮机排汽缸为什么要装喷水降温装置？答：在汽轮机启动、空载及低负荷时，蒸汽通流量很小，不足以带走低压缸内摩擦鼓风产生的热量，从而引起排汽温度升高排汽缸温度也升高。
排汽缸温度过高会引起汽缸较大的变形，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。
为此,在汽轮机排汽缸上装有低负荷喷水降温装置.4、凝结水过冷却有什么危害？答：(1）使凝结水易吸收空气，结果使凝结水的含氧量增加，加快设备管道系统的锈蚀，降低了设备使用的安全可靠性。
(2）影响发电厂的经济性.5、为什么循环水长时间中断要等到凝汽器温度低于50℃才能重新向凝汽器供水?答：当循环水中断后，排汽温度将很快升高，凝汽器的拉经、低压缸、铜管均作横向膨胀，此时若通入循环水，铜管首先受到冷却,而低压缸凝汽器的拉筋却得不到冷却,这样铜管收缩，而拉筋不收缩，铜管会有很大的拉应力，这个拉应力能够将铜管的端部胀口拉松，造成凝汽器铜管泄露。
所以，循环水长时间中断要等到凝汽器温度低于50度才能从新向凝汽器供水.6、轴封加热器的作用是什么?答：用以加热凝结水,回收轴封漏汽，从而减少轴封漏汽及热量损失,并改善车间的工作环境。
随轴封漏汽进入的空气量，常用连通管引导射水抽气器扩压管道，靠后者的负压来抽除，或设置专门的排汽风机，从而确保轴封加热器的微真空状态。
汽轮机设备汽轮机设备包括汽轮机本体、调速系统、油系统及附属设备(凝汽设备、回热系统设备等)。
(一)汽轮机的容量和种类汽轮机的容量是以它的发电能力来表示的，单位是kW。
由于蒸汽流经管道产生压降和热损失，汽轮机的蒸汽参数(进口的汽压和汽温）比锅炉出口处的低一些。
发电厂用的汽轮机主要有凝汽式和供热式两种。
供热式汽轮机又分为抽汽式和背压式两种。
凝汽式汽轮机是专门用来发电的，做完功的蒸汽全部排入凝汽器凝结成水,重新打回锅炉。
供热式汽轮机既发电又供热,效率较高。
在抽汽式汽轮机中,部分膨胀做功后的蒸汽被抽出来向外供热。
在背压式汽轮机中,全部排汽都供给工厂生产用，不需要凝汽设备。
我国目前系列生产的高温高压及以上参数的汽轮机见表1。
电力系统已不再采用中温中压凝汽式小火电机组。
按引进技术制造的300MW和60OMW汽轮机，汽压(绝对压力)为16.7MPa（169绝对大气压)，汽温为537/537℃,均为凝汽式机组。
目前世界上最大的汽轮机是美国的1300MW机组。
(二）汽轮机的原理和结构1.原理汽轮机中能量转换的主要部件是喷嘴（静叶片）和叶片(动叶片)。
蒸汽流过固定的喷嘴（见图1)，压力、温度降低,体积膨胀,流速增高，热能转变为动能;高速蒸汽冲动装在叶轮上的叶片,使转子转动，蒸汽流速降低，动能又变成机械能。
这就是冲动式汽轮机的基本原理。
图1冲动式汽轮机原理还有一种汽轮机称为反动式汽轮机,它的能量转换部件也是静叶片和动叶片。
在这种汽轮机中蒸汽既在静叶片中又在动叶片中降低压力和温度,将热能变为动能,依靠汽流喷出产生的反作用力,推动叶轮旋转,与喷气式飞机的原理相似,如图2所示。
图2反动式汽轮机原理除了容量很小、蒸汽参数较低的汽轮机只有一级喷嘴和叶片外，一般汽轮机都是多级式的,有许多级喷嘴和叶片。
例如,国产高温高压50MW汽轮机有18级喷嘴和叶片。
蒸汽逐级流过喷嘴和叶片，从每级喷嘴喷出来的高速蒸汽都冲动叶片使转子转动,最后一级叶片出口处的蒸汽压力、温度、流速均很低。
故障维修—226—汽轮机凝汽器真空下降的原因分析及处理孙 剑(内蒙古京能双欣发电有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 016014)引言由于内部机械损耗和非标准运行的影响，蒸汽轮机的冷凝器经历了不同程度的真空降落。
真空下降对电源系统的危害性非常的大，一方面，真空下降会消耗一定量的热能，从而影响电力系统的发电效率；另一方面，真空度的降低损害了整个单元的操作，因此，有效的解决此问题尤为重要，因为从经济和安全角度来看都存在一些问题。
1、概况该公司的甲醇工厂具有三套空气分离器，其中第一种用于空气分离的空分配箱类型KDONAr30000 / 16160/930由杭州EHNKS40 / 50/20型旋转蒸汽轮机提供动力。
自2007年以来，运行状况一直比较良好，保证了空气分离装置的正常运行。
在下文中，对甲醇工厂中第一套空气分离装置中冷凝器挡板掉落引起的真空下降进行分析，介绍处理方案。
2、凝汽器真空下降的危害冷凝器内部的真空度如果下降，则蒸汽输出能力将会随之降低，如果设备上的负载不变，则蒸汽流量将变大，增加的蒸汽流量将使叶片产生过载。
真空下降，会使机组轴向推力增大，机组轴向位移增大，严重时会造成推力瓦过负荷磨损。
随着真空度的降低，装置的轴向推力会变大，并且机器的轴向位移增加，在严重的情况下，这可能导致推力垫圈过载和磨损。
降低真空度会升高低压缸中废气的温度，从而又升高低压缸的温度，从而导致低压缸和低压转子的热膨胀和热变形增加，结果就会导致低压缸的中心线改变，单元的振动增加，并且低压降扩展，还容易减少或消除低压缸的动态和静态间隙，从而导致静态和动态摩擦事故。
真空降低，循环水入口和出口的温度会上升，这将增加冷凝器铜管的温度。
由于传热系数以及铜、钢的膨胀系数不同，冷凝器铜管的膨胀会减弱，最终导致冷凝器泄漏，温度升高时可能不会流动，但温度降低时会流动。
当真空度发神降落的时候，低压缸末级叶片的体积流量大大减少，末级叶片的设计条件明显偏离，该激振力不会与刀片或刀片组产生共振，但是很容易损坏刀片并引起安全事故。
汽轮机各部件作用详解（100个）01.凝汽设备：主要有凝汽器、循环水泵、抽汽器、凝结水泵等组成。
任务：⑴在汽轮机排汽口建立并保持高度真空；⑵把汽轮机排汽凝结成水，再由凝结泵送至回热加热器，成为供给锅炉的给水。
此外，还有一定的真空除氧作用。
02.凝汽器冷却水的作用：将排汽冷凝成水，吸收排汽凝结所释放的热量。
03.加热器疏水装置的作用：可靠的将加热器内的疏水排出，同时防止蒸汽随之漏出。
04.轴封加热器的作用：回收轴封漏汽，用以加热凝结水从而减少轴封漏汽及热量损失，并改善车间的环境条件。
05.低压加热器凝结水旁路的作用：当加热器发生故障或某一台加热器停用时，不致中断主凝结水。
06.加热器安装排空气门的作用：为了不使空气在铜管的表面形成空气膜，使热阻增大，严重地影响加热器的传热效果，从而降低换热效率，故安装排空气门。
07.高压加热器设置水侧保护装置的作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。
08.除氧器的作用：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质。
同时，又能加热给水提高给水温度。
09.除氧器设置水封筒的目的：保证除氧器不发生满水倒流入其他设备的事故。
防止除氧器超压。
10.除氧器水箱的作用：储存给水，平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量的差额，从而满足锅炉给水量的需要。
11.除氧器再沸腾管的作用：有利于机组启动前对水箱中给水加温及备用水箱维持水温。
正常运行中对提高除氧效果有益处。
12.液压止回阀的作用：用于防止管道中的液体倒流。
13.安全阀的作用：一种保证设备安全的阀门。
14.管道支吊架的作用：固定管子，并承受管道本身及管道内流体的重量和保温材料重量。
15.给水泵的作用：向锅炉连续供给具有足够压力，流量和相当温度的给水。
16.循环水泵的作用：主要是用来向汽轮机的凝汽器提供冷却水，冷凝进入凝汽器内的汽轮机排汽，此外，还向冷油器、发电机冷却器等提供冷却水。
汽轮机凝结水系统设备介绍1、凝汽器1）概述凝汽器的主要功能是在汽轮机的排汽部分建立一个较低的背压，使蒸汽能最大限度地做功，然后冷却成凝结水，回收至热井内。
凝汽器的这种功能需借助于真空抽气系统和循环水系统的配合才能实现。
真空抽气系统将不凝结气体抽出；循环水系统把蒸汽凝结热及时带走，保证蒸汽不断凝结，既回收了工质，又保证排汽部分的高真空。
凝汽器除接受主机排汽、小汽机排汽、本体疏水以外，还接受低压旁路排汽，高、低加事故疏水及除氧器溢流水。
我公司的凝汽器为双壳体、单流程、双背压表面式凝汽器，并列横向布置。
由两个斜喉部、两个壳体（包括热井、水室、回热管系）、循环水连通管及底部的滑动、固定支座等组成的全焊接钢结构凝汽器。
（见图10－2）凝汽器喉部上布置组合式7、8号低压加热器、给水泵汽轮机排汽管、汽轮机旁路系统的三级减温器等。
在高压凝汽器和低压凝汽器喉部分别布置了喷嘴，当低压缸排汽温度高于80℃时保护动作。
汽轮机的5、6、7、8段抽汽管道及轴封回汽、送汽管道从喉部顶部引入，5、6段抽汽管道分别通过喉部壳壁引出，7、8段抽汽管接入布置在喉部内的组合式低压加热器。
壳体采用焊接钢结构，分为高压壳体和低压壳体，内有管板、冷却管束、中间隔板和支撑杆等加强件。
管板与端盖连接，将凝汽器壳体分为蒸汽凝结区和循环水进出口水室；中间隔板用于管束的支持和固定。
管束采用不锈钢管，布置方式见图10－3。
这种布置方式的特点是换热效果好，汽流在管束中的稳定性强。
由于布置合理，凝结水下落时可破坏下层管束的层流层，改善传热效果。
凝汽器壳体下部为收集凝结水的热井，凝结水出口设置在低压侧壳体热井底部，凝结水出口处设置了滤网和消涡装置。
循环水室内表面整体衬天然橡胶并整体硫化。
凝汽器循环水采用双进双出形式，前水室分为四个独立腔室，低压侧两个水室为进水室，高压侧两个水室为出水室；后水室为四个独立腔室，均为转向水室。
凝汽器与汽轮机排汽口采用不锈钢膨胀节挠性连接（图10－4），凝汽器下部支座采用PTFE（聚四氟乙烯）滑动支座，并设有膨胀死点及防上浮装置，补偿运行中凝汽器及低压缸的膨胀差，并避免凝结水和循环水的载荷对汽轮机低压缸的影响。
凝汽式汽轮机工作原理
凝汽式汽轮机是一种常见的汽轮机类型，其工作原理基于凝汽循环。
在这种汽轮机中，汽轮机转子上的蒸汽在完成功的过程中会失去一部分能量，然后通过凝汽器将凝结为水，再重新加热成为蒸汽，循环往复。
蒸汽由锅炉产生，并进入汽轮机的高压缸。
在高压缸里，蒸汽的压力推动汽轮机转子旋转，从而完成对机械设备的功。
在这个过程中，蒸汽逐渐失去了一部分能量，变得低温低压。
接着，低温低压的蒸汽会被抽到凝汽器中。
凝汽器是一个用来将蒸汽冷凝成水的设备，通常通过水冷却或空气冷却来实现。
在凝汽器中，蒸汽会释放出热量，被冷却成水。
这个过程中，蒸汽被转化为液体并放出所携带的潜热。
随后，冷凝后的水被泵送回锅炉中重新加热成为高温高压的蒸汽，再次进入汽轮机的高压缸，循环往复。
这种通过冷凝蒸汽再加热的方式，使得蒸汽能够被反复利用，提高了能量利用率。
凝汽式汽轮机的工作原理可以说是一种高效的能量转换方式。
通过不断循环利用蒸汽能量，实现了能源的有效利用。
此外，凝汽式汽轮机具有结构简单、运行稳定等优点，广泛应用于发电厂、工业生产等领域。
总的来说，凝汽式汽轮机的工作原理是利用蒸汽在汽轮机转子上的
作用来完成功，并通过凝汽器将失去能量的蒸汽冷凝成水，再重新加热成为蒸汽，循环往复，实现能源的高效利用。
这种工作原理不仅能够提高能源利用率，还具有结构简单、运行稳定等优点，是一种值得推广应用的能源转换方式。
绪论1、我国汽轮机系列标准和型号中，各字符代表什么意义？功率是什么单位？2、说明N200-130/535/535，N600-16.5/550/550，B10-8.83/3.33—1，CC12- 3.43/0.98/0.118的意义。
3、凝汽式机、背压机、调整抽汽机及中间再热机有什么区别？4、汽轮机作用及主要组成部件的作用？5、电厂汽轮机的发展方向有哪些？为什么？第一章级的工作原理1、冲动力和反冲力是怎么产生的？2、汽轮机级的反动度是怎样定义的？3、什么是冲动级？什么是纯冲动级？什么是反动级？什么是复速级？4、汽轮机的级分为哪几种类型？各有什么特点？说明应用情况。
5、基本方程的内容及应用注意条件是什么？6、Ф、Ψ、μn 、β的定义及影响因素？7、什么是临界状态？什么是临界压力比？什么是喷嘴的临界流量？怎样判别喷嘴或动叶是否达到临界状态？8、写出喷嘴出口速度的计算公式，喷嘴的流量计算公式。
9、写出级的热力计算的主要公式。
10、画出带反动度的冲动级的热力过程线，并标出喷嘴、动叶、余速损失、级的滞止理想焓降、喷嘴、动叶的理想焓降。
11、气流在什么情况下在斜切部分会膨胀及偏转，在什么情况下不膨胀与偏转？12、什么是轮周效率？13、什么是速比？什么是最佳速比？14、试用两种方法推导纯冲动级。
最佳速比15、纯冲动级、反动级、复速级的最佳速比各是多少？哪种级做功能力最大？为什么？16、叶栅的主要几何参数有哪些？它们对叶栅损失有什么影响？17、说明冲动级的反动度及叶栅出口汽流角度α1 、β2的选择方法？18、喷嘴和动叶栅的出口高度怎么确定？19什么是级内损失？级内损失有哪些类型？20、分析叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、湿汽损失产生的主要原因？减少方法？21、怎样降低凝汽式汽轮机末级动叶片的被冲蚀作用？22、高压级哪些损失较大？反动级什么损失可忽略不计？23、高、中、低压缸内效率有什么特点？24、级的热力计算的有哪些主要步骤？25、级的热力计算过程中要注意那些问题？26、什么是长叶片级？27、长叶片级采用一元流动设计带来哪些附加损失28、说明扭曲叶片的设计思想是什么？1、多级汽轮机相对单级汽轮机的优点是什么？2、多级汽轮机有哪些损失？怎样减少这些损失？汽轮机内部损失与外部损失有什么区别？3、多级汽轮机的重热现象和余速利用对汽轮机的相对内效率分别有什么影响？4、什么是汽轮机相对内效率？什么是汽轮发电机组的相对电效率？什么是汽轮发电机组的绝对电效率？5、什么是汽耗率和热耗率？6、平衡汽轮机轴向推力的措施有哪些？能否将轴向推力平衡为零而不用推力轴承？7、说明轴封系统的作用及工作原理。
