大学精品课件：第1章 汽轮机绪论.ppt

1、核动力汽轮机,任课教师：孙兰昕 Tel：15244699616 QQ：5081961 哈尔滨工程大学 核能科学与工程教研室,主要内容及学时分配（20学时） 第1章 绪论（2学时） 第2章 汽轮机结构（2学时） 第3章 汽轮机级的基本原理（6学时） 第4章 多级汽轮机（2学时） 第5章 汽轮机变工况（课外阅读） 第6章 核动力汽轮机的特点（2学时） 第7章 冷凝器（2学时） 第8章 汽轮机主要零部件强度与振动（课外阅读） 第9章 电厂汽轮机的调节（4学时） 第10章 汽轮机的运行和维护（课外阅读）,第1章 绪论,汽轮机的定义，汽轮机的发展，汽轮机的特点，汽轮机的分类，凝汽式汽轮机、背压式汽轮机，

2、反动式汽轮机、冲动式汽轮机，临界机组、超临界机组。,1. 汽轮机的概念,汽轮机（steam turbine）又称蒸汽透平，是以水蒸气为工质，将热能转换为机械能的高速旋转式原动机，具有单级功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点，广泛用于常规火电厂和核电站中驱动发电机来生产电能，驱动泵、风机、压气机和船舶螺旋桨等。,点击播放,蒸汽热能,汽流的动能,机轴上的机械能,喷管内,动叶内,2. 汽轮机的发展,1883年，瑞典工程师拉伐尔制造了一台单级冲动式汽轮机，转速高达26000rmin，功率5马力(3.67千瓦) 。解决了一系列的问题：1）采用了允许蒸汽在其中大幅膨胀的缩放喷嘴。

3、2）设计了可以在420m/s的圆周速度下安全工作的等强度轮盘。3）安装了工作转速低于临界转速的柔性轴。4）应用了自动调整式轴承。 1884年，英国工程师帕森斯建造了一台多级反动式汽轮机，取得了英国专利，在17000转/分时的功率为10马力。这台汽轮机被造成多级型式和双流式。汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。 20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路，已被广泛采用，机组功率不断增大。 20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机，每个速度级一般有两列动叶，在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片，将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小

4、型的汽轮机上，主要驱动泵、鼓风机等，也常用作中小型多级汽轮机的第一级。,2. 汽轮机的发展,汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10MW。随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000MW，如果单机功率只有10MW，则需要装机近百台，因此20年代时单机功率就已增大到60MW，30年代初又出现了165MW和208MW的汽轮机。此后的经济衰退和第二次世界大战的爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现了325600MW的大型汽轮机；60年代制成了1000M

5、W汽轮机；70年代，制成了1300MW汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为3001000MW。,2. 汽轮机的发展,目前世界上生产多级轴流冲动式汽轮机的主要制造企业有美国的通用电气公司(GE)、英国的通用电气公司(GEC)、日本的东芝和日立、意大利的安莎多，以及前苏联的列宁格勒金属工厂、哈尔科夫透平发动机厂和乌拉尔透平发动机厂。 制造反动式汽轮机的企业有美国西屋公司(WH)、欧洲的ABB公司、联邦德国的电站设备联合制造公司(KWU)、日本的三菱、英国帕森斯公司、法国电气机械公司(CMR)公司等。 法国的阿尔斯通大西洋公司(AA)，既生产冲动式汽轮机也生产反动式汽轮机。,2. 汽轮机的发展,我国

6、自1955年开始制造出第一台中压6MW汽轮机，从60年代到70年代初，已生产出12MW、25MW、50MW、100MW、125MW、200MW、300MW汽轮发电机组。80年代初，引进了美国西屋公司300MW和600MW机组的整套制造技术，并迅速生产出一批这种机组交付安装投运，促使我国电力工业进一步发展。目前通过技术引进，已经具备加工1000MW超临界机组的能力，并开始发展大容量核电机组技术。 我国生产汽轮机的主要工厂有上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂，其次有北京重型电机厂、武汉汽轮发电机厂等，还有以生产工业汽轮机为主的杭州汽轮厂和以生产燃气轮机为主的南京汽轮发电机厂。,3. 单级冲

7、动式和反动式汽轮机,单级反动式汽轮机,单级冲动式汽轮机,蒸汽仅把从喷嘴中获得的动能转变为机械功，蒸汽在动叶通道中不膨胀，动叶通道不收缩。,蒸汽在动叶流道中不仅要改变方向，而且还要膨胀加速，从结构上看动叶通道是逐渐收缩的。,4. 汽轮机的分类,1）按工作原理 冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，蒸汽主要在在喷管叶栅（或静叶栅）中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀的汽轮机。 反动式汽轮机：主要由反动级组成，蒸汽在在喷管叶栅（或静叶栅）和动叶栅中都进行膨胀，且膨胀程度相同的汽轮机。 2）按在船上的用途 主汽轮机：用来带动螺旋桨的汽轮机。 辅汽轮机：用来带动发电机或为主汽轮机等设备服务的辅助汽轮机。,3）按热力

8、特征 凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，进入高度真空状态的凝汽器，凝结成水的汽轮机。 背压式汽轮机：排汽压力高于大气压力，排汽用于供热或其他用途的汽轮机。 调整抽汽式汽轮机：从汽轮机某级后抽出一定参数、一定流量的蒸汽供用户使用的汽轮机。分一次调整抽汽和二次调整抽汽。 中间再热式汽轮机：将在汽轮机高压缸做完功的蒸汽，再送回锅炉或蒸汽发生器再热器中加热到接近于新蒸汽温度，然后回至汽轮机的中低压缸继续做功。,4）按主蒸汽参数（进汽压力和温度）分 低压汽轮机：主蒸汽压力在1.5MPa以下的汽轮机。 中压汽轮机：主蒸汽压力在24MPa的汽轮机。 高压汽轮机：主蒸汽压力在610MPa的汽轮机。 超高

9、压汽轮机：主蒸汽压力在1214MPa的汽轮机。 亚临界汽轮机：主蒸汽压力在1618MPa的汽轮机。 超临界汽轮机：主蒸汽压力大于22.15MPa（一般高于24.0MPa，低于28.0MPa）的汽轮机。 超超临界汽轮机：主蒸汽压力大于32MPa的汽轮机，或是主蒸汽温度或/和再热温度为593及以上的汽轮机。 水的临界参数：22.115MPa，374.15,按流路分:单流路汽轮机；双流路汽轮机 按汽流流动方向分:轴流汽轮机；辐流汽轮机 按用途分:电站汽轮机；工业汽轮机；船用汽轮机 按汽缸数目分:单缸汽轮机；双缸汽轮机；多缸汽轮机 按机组转轴分:单轴汽轮机；双轴汽轮机 按工作状况分:固定式汽轮机；移动

10、式汽轮机,东汽引进日立超超临界1000MW机组立体示意图,高压缸,双流程中压缸,双流程低压缸,双流程低压缸,5. 汽轮机的的型号、组成及意义,类型N:凝汽式，C:一次调节抽汽式，CC:两次调节抽汽式，B:背压式，CB:抽汽背压式，H:船用，Y:移动式，k:空冷式,产品型号组成,汽轮机型号中蒸汽参数表示法 XXX/ 第一组数字（ XXX ）：为新蒸汽压力，单位是MPa， 第二组数字（ ） ：凝汽式汽轮机表示蒸汽温度，背压式汽轮机表示排汽压力。 第三组数字（ ） ：再热式汽轮机的为蒸汽参数，对抽汽式汽轮机，第三组数字都表示可调抽汽压力。,举例 N3-2.35: 凝汽式，额定功率为3MW，初压2.35MPa(绝对大气压)。 C12-4.9/0.98: 一次调整抽汽式，额定功率为12MW，初压4.9MPa，调整抽汽压力0.98MPa(绝对大气压)。 CC12-3.430.980.49: 二次调整抽汽式，额定功率为12MW,初压3.43MPa，一级调整抽汽0.98MPa，二级调整抽汽0.49MPa。 B3-3.430.49: 背压式，额定功率为3MW，初压3.43MPa，背压0.49MPa。 CB12-4.91.180.17: 抽汽背压式，额定功率为12MW，初压4.9MPa，抽汽压力1.18MPa，背压0.17MPa。,6 作业,1）汽轮机的分类 2）汽轮机型号各部分意义,