汽轮机考试重点

1、级组：级组是一些流量相等工况变化时通流面积不变的若干个相邻级的组合。胀差：转子与气缸沿轴向膨胀之差称为胀差。纯冲动级：级的平均反动度=0等于零的级。反动级：级的平均反动度约为0.5的级。凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，进入高度真空状态下的凝汽器，凝结成水。背压式汽轮机：排气压力高于大气压力，直接用于供热，无凝汽器。反动式汽轮机：主要由反动级组成，蒸汽在静叶栅和动叶栅中都进行膨胀，且膨胀程度相同。冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，蒸汽主要在静叶栅中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。反动度： 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降Dhb与蒸汽在整个级的滞止理想焓降Dht*之比称为级的反动度。轮周效率：

2、蒸汽在级内所做的轮周功Pul与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。速比：轮周速度u与喷管出口气流速度之c1比称为速比。部分进汽度：装有喷管的弧段长度zntn（zn为喷管数）与整个圆周长度dm的比值称为部分进气度。级的内效率：级的有效焓降Dhi和级的理想能量E0之比。汽轮机的相对内效率：汽轮机的内功率与蒸汽在汽轮机中的理想功率之比。汽轮机有效效率：汽轮机的有效功率与蒸汽的理想功率之比。汽轮发电机的相对电效率：电功率Pel与汽轮机的有效功率Pt之比。汽耗率：汽轮机发电机组每发1kw-h的电所消耗的蒸汽量称为汽耗率d，单位为kg/(kw-h)热耗率：汽轮机发电机组每发1kw-h的电所消耗的热量，单

3、位kJ/(kw-h)。极限功率：在一定的蒸汽初终参数和转速下，单排气口凝汽式汽轮机所能获得的最大功率。转子的临界转速：机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界转速。刚性转子：一阶临界转速高于正常工作转速的转子。挠性转子：一阶临界转速低于正常工作转速的转子。亦称柔性转子转速变动率：根据调节系统的静态特性，当汽轮机单机运行，电功率从0增加到额定值P0时，稳定转速相应从n1变到n2，转速的改变值Dn=n1-n2与额定转速n0之比的百分数称为调节系统的转速变动率。迟缓率：在同一功率下因迟缓而出现的最大转速变动量与额定转速的比值百分数被定义为迟缓率，用来衡量迟缓程度，即调节系统的静态特性：稳态时汽轮机的功

4、率与转速之间的一一对应关系称为调节系统的静态特性。调节系统的动态特性：调节系统受到扰动时，被调量随时间改变的规律。一次调频：电负荷改变引起电网频率变化时，电网中并列运行的各台机组均自动地根据自身的静态特性线承担一定负荷的变化以减少电网频率的改变，这种调节过程称为一次调频。二次调频：通过同步器来调节供电频率的方法叫二次调频。汽轮机的设计工况：运行时各种参数都保持设计值。即汽轮机在设计条件下的工况。汽轮机的变工况：与设计条件不相符的工况。节流调节：在汽轮机运行时，截止阀全部开启，所有进入汽轮机的蒸汽都经过一个或几个同时启闭的调节汽阀，然后进入第一级喷嘴。这种调节方式用改变调节阀开度的方法对蒸汽进行

5、节流，改变进汽压力，从而使蒸汽流量及焓降改变，以适应外界负荷的变化。喷嘴调节：将汽轮机的第一级喷嘴分成若干组，每组各由一个调节阀控制，当汽轮机负荷改变时，依次开启或关闭调节气阀，以调节汽轮机的进汽量。调节级：通流面积随负荷改变而改变的级。由于配汽方式的需要，调节级的喷管不是整圈布置，而是分成若干个独立的组，组与组之间用隔离块隔开，所以调节级总是部分进汽的。多级汽轮机的重热现象：前级的损失能使后面各级的理想焓降增大的现象。重热系数越大，各级损失越大。1.汽轮机型号中，各部分的意义是什么。2.简述汽轮机级的组成，并说明蒸汽的热能在级内是如何转化为机械能的？级是将蒸汽热能转换机械能的最基本的工作单元

6、，在结构上它是由喷管和其后的动叶栅所组成。具有一定压力和温度的蒸汽先在喷管中膨胀，蒸汽压力、温度降低，速度增加，使其热能转换成动能，从喷管出来的高速气流，以一定的方向进入动叶通道，在动叶通道中气流速度改变，对动叶产生一个作用力，推动转子转动，完成动能到机械能的转换。3.简述冲动级和反动级的工作原理。在冲动级中，蒸汽在喷管中膨胀加速，获得高速汽流，从喷管流出的高速汽流冲击在汽轮机的动叶上，受到动叶的阻碍而改变了其运动的大小和方向，同时汽流给动叶施加了一个冲动力，推动叶片运动而作机械功。由于蒸汽在动叶通道内没有膨胀加速，所以蒸汽对动叶只产生冲动力。在反动级中，蒸汽在喷管中膨胀加速，获得高速汽流，从

7、喷管流出的高速汽流冲击在汽轮机的动叶上，受到动叶的阻碍而改变了其运动的大小和方向，同时汽流给动叶施加了一个冲动力；同时由于蒸汽在动叶通道内继续膨胀加速，所以蒸汽对动叶产生了一个反动力，在冲动力和反动力的共同作用下推动叶片运动而作机械功。4. 简单介绍速度系数，1、1、2、2，速比对级轮周效率的影响规律。速度系数越大，轮周效率也就越高，因此尽量改善叶栅的气动特性可以提高速度系数。适当减小1、2、也可以提高轮周效率，但过分减小1、2、会使气道的弯曲程度增大，流动恶化，速度系数下降，反而使轮周效率降低。当速比x1=0时，轮周效率=0；当速比x1=cos1时轮周效率=0；当0<x1<cos

8、1时必存在一个使轮周效率达到最大值的速比，即为最佳速比。2=90°时，c2最小，轮周效率最高。5.级内损失有哪几项？汽轮机末几级一般不考虑哪些损失？级内损失主要有：喷管损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失。汽轮机末几级一般不考虑部分进汽损失、扇形损失、叶高损失。6. 常见的去湿装置有哪些？提高动叶抗冲蚀能力的措施是什么？（1）喷嘴叶片上的缝隙式去湿装置（2）气缸和隔板外环上的沟槽式去湿装置提高动叶抗冲蚀能力的措施有：在叶片进气边背弧上镶焊硬质合金、镀铬、局部淬硬、电火花硬化、氮化等。7. 试比较冲动式和反动式汽轮机的主要区别。冲

9、动式汽轮机主要由冲动级组成，蒸汽主要在喷管叶栅中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。其工作特点是蒸汽只在静叶栅中膨胀，在动叶栅中只改变流动方向，当不考虑损失时动叶通道进出口压力相等，相对速度也相等。其结构特点是，动叶叶型几乎对称弯曲，动叶通道内各流通截面近似相同。纯冲动级做功能力大，但效率低。带有少量反动度的冲动级（反动度为0.050.2）其做工能力比反动级大，效率比纯冲动级高。反动式汽轮机主要由反动级组成，蒸汽在喷管叶栅和动叶栅中都进行膨胀，且膨胀程度相同。其工作特点是蒸汽在喷管和动叶通道中的膨胀程度相等。由于蒸汽在动叶中的膨胀占了整级膨胀的一半，产生的反动力很大，所以在这种级中做功能力基本上冲动

10、力和反动力各占一半，这种级的结构特点是动叶叶型与喷管叶型相同。反动级的效率比纯冲动级高，但做功能力较小。8.提高单机功率的措施主要有哪些？（1）采用高强度、低密度材料，可使末级叶高大大增加，从而提高极限功率；（2）采用低转速，如转速降低一半，极限功率将增大四倍；（3）增加单机功率的最有效措施是增加汽轮机的排汽口，即进行分流。采用双排汽口可使单机功率比单排汽口的增大一倍，采用四排汽口可增至四倍。9.多级汽轮机的外部损失和内部损失包括哪些内容？1）外部损失包括机械损失和外部漏汽损失；2）内部损失包括各级的级内损失、进汽机构的节流损失、中间再热管道的压力损失及排汽管中的压力损失。10.多级汽轮机轴向

11、推力的平衡方法有哪些？（1）设置平衡活塞；（2）采用具有平衡孔的叶轮；（3）采用相反流动的布置；（4）采用推力轴承。11.汽轮机本体由哪些主要部件组成？汽轮机本体由转动部分和静止部分组成。转动部分称为转子，包括动叶片、叶轮(反动式汽轮机为转鼓)、主轴和联轴器等；静止部分称为静子，包括汽缸、隔板、轴承、汽封等。12.动叶片常用的叶根类型有哪些？ 常用的结构型式有T型、叉型和枞树型等。T型叶根：结构简单，加工方便，增大受力面积，提高承载能力，多用于短叶片，加有凸肩的可用于中长叶片。叉型叶根：强度高，适应性好。同时加工简单，更换方便。 枞树型叶根：承载截面按等强度分布，适应性好。但加工复杂，精度要求

12、高。13.围带和拉金分别有什么作用？ 围带：增加叶片刚性，减少级内漏气损失。降低叶片蒸汽力引起的弯应力，调整叶片频率，以避开共振，提高叶片振动安全性。拉金：增加叶片刚性，改善振动性能。拉金处在蒸汽通道之中，增加了蒸汽流动损失，拉金孔还削弱了叶片的强度。 14.汽缸的作用是什么？汽缸的作用是将进入汽轮机的蒸汽与大气隔开，形成蒸汽能量转换的封闭汽室；还起着支承定位的作用。15.为什么排汽缸要装喷水减温装置？在汽轮机启动、空负荷及低负荷运行时，蒸汽流量很小，不足以带走因鼓风摩擦产生的热量，使排汽温度升高，排汽缸温度升高，引起汽缸的热变形，使汽轮机动、静部分中心不一致，造成机组振动或发生事故。因此，有

13、的汽轮机在排汽缸上装设了喷水减温装置，以防止排汽缸温度过高。16.减少隔板漏汽的方法有哪些？ 1.在隔板与转轴处采用梳齿形汽封，2.在动叶根部设置轴向汽封，3.在叶轮上开平衡孔，并在动叶根部采取适当的反动度，使隔板漏气通过平衡孔流到级后，避免漏气进入动叶，扰乱主气流。在隔板内圆孔处开设汽封安装槽，用来安装隔板汽封，以此减小隔板漏气。17.冲动式汽轮机和反动式汽轮机的转子结构有何不同？轮式转子主轴上装有叶轮，动叶片安装在叶轮上，通常用于冲动式汽轮机。鼓式转子没有叶轮或有叶轮径向尺寸也很小，除调节级外，其它各级动叶片安装在转鼓上，可缩短轴向长度和减小轴向推力，主要用于反动式汽轮机。18.根据汽封的

14、位置不同，可以分为哪几种？1、轴封：转子穿出汽缸两端处的汽封；高压轴封用来防止蒸汽漏出气缸而造成能量损失及恶化运行环境；低压轴封用来防止空气漏入气缸使凝汽器的真空降低2、隔板汽封：隔板内圆与转子之间的汽封，用来阻止蒸汽经隔板内圆绕过喷管流到隔板后而造成能量损失；3、通流部分汽封：动叶顶部和根部的汽封，用来阻止动叶顶及叶根处的漏汽。19.汽轮机调节系统的任务是什么？汽轮机调节系统的任务是及时调整汽轮机的功率，使它能满足外界负荷变化的需要，同时保证转速在允许的范围内。20.汽轮机调节系统的类型有哪些？各有何特点？汽轮机调节系统按其结构特点可划分为两种型式即液压调节系统和电液调节系统。液压调节系统主

15、要由机械部件与液压部件组成，主要依靠液体作工作介质来传递信息，根据机组转速的变化来进行自动调节。这种调节系统的调节精度低，反应速度慢，运行时工作特性是固定的，不能根据转速变化以外的信号调节需要来作及时调整，而且调节功能少。但是它的工作可靠性高且能满足机组运行调节的基本要求。电液调节系统由电气部件、液压部件组成。电气部件测量与传输信号方便，并且信号的综合处理能力强，控制精度高，操作、调整与调节参数的修改又方便。液压部件用作执行器(调节汽阀驱动装置)时充分显示出响应速度快、输出功率大的优越性，是其它类型执行器所无法取代的。21.说明液压调节系统静态特性曲线的评价指标有哪些？这些指标对机组运行有什么

16、影响？评价调节系统静态特性曲线的指标有两个即转速变动率和迟缓率。转速变动率对一次调频的影响：在电网负荷变动时，转速变动率大的机组功率的相对变化量小，而转速变动率小的机组功率的相对变化量大。1）较小的表明机组静态调节偏差小，易于维持电网的频率在较小的范围内波动以保证有较好的供电品质；2）小使调节系统动作的快速性增加，因而可以使甩负荷时机组的动态超速降低，保证机组的安全；3）过小，会引起调节系统的不稳定，即在很小的转速变化扰动下，机组负荷将发生很大变化，甚至引起机组强烈振荡。迟缓对机组运行的影响：机组单机运行时，迟缓会引起转速自发变化（即转速摆动），最大摆动量为；机组并网运行时，转速取决于电网频率

17、，迟缓会引起功率自发发生变化（即功率飘移），功率飘移量的大小与迟缓率成正比，与转速变动率成反比。22.实际汽轮机调节系统的静态特性曲线是什么样的？为什么那么设置。 实际汽轮机调节系统的静态特性线不是直线，而是曲线。在低功率段曲线斜率应大一些，有利于机组并网，并且可以提高机组低功率运行时的稳定性。在额定功率附近曲线斜率也应该大一些，这样既可以使机组稳定在经济工况附近工作以保证有较好的经济性，又可以使机组在电网频率较低时不超载。在中间功率段曲线斜率较小，这样既可以使机组在此段有较强的一次调频能力，又可以使总的平均转速变动率不超过规定范围。静态特性曲线的形状应保证平滑而连续地向功率增大的方向倾斜。2

18、3.简述液压调节系统中同步器的作用。1.调整单机运行机组的转速，同步器起着“转速给定”作用。2.调整并网运行机组的功率，操作同步器连续平移静态特性曲线，就能连续增减并网机组的负荷。同步器起着“功率给定”作用。24.影响调节系统动态特性的主要因素有哪些？说明这些因素有何影响。转子飞升时间常数Ta：甩负荷时Ta越小，转子的最大飞升转速越高，而且过渡过程的振荡加剧。中间容积时间常数Tv：当中间容积越大、中间容积压力越高时，中间容积时间常数Tv越大，表明中间容积中储存的蒸汽量越多，其作功能力越大，甩负荷时，虽然主蒸汽调节汽阀已迅速关小，但中间容积的蒸汽仍继续流进汽轮机，压力势能在释放，使汽轮机转速额外

19、飞升也就越大。转速变动率：当值较小时，动态超调量大，振荡次数增多，衰减过程缓慢，动态稳定性不好。大时，转速动态超调量小，动态稳定性好。但大时，转速静态偏差大。油动机时间常数Tm：油动机时间常数Tm越大，则调节汽阀关闭时间越长，调节过程的动态偏差越大，转速过渡过程曲线摆动幅度越大，过渡过程时间越长，因而调节品质越差。但Tm大时可削弱油压波动对调节系统的影响。迟缓率：由于迟缓的存在，甩负荷时不能及时使调节汽阀动作，动态偏差要加大。25.核电厂常见的汽轮机保护系统有哪些？ 超速保护、低油压保护、轴向位移和胀差保护、低真空保护、振动保护、热应力保护、低汽压保护、防火保护。26.简述核动力汽轮机的特点。

20、1.饱和蒸汽参数低2.蒸汽容积流量大3.蒸汽的湿度大4.需要增大单机功率5.可靠性要求高6.对甩负荷特性影响大7.沸水堆存在剂量防护的要求。结构上：进气管道和阀门的重量、尺寸大。叶片高度增大，增加了调节级设计的困难；低负荷时叶片弯曲应力大，尽量避免采用喷嘴调节；出口蒸汽流量大，使末级叶片增高，还需采用多排气口结构，是汽轮机结构复杂，重量、尺寸大。27.核汽轮机防止动叶受到侵蚀所采用的方法有哪些？ 积极的：1.努力减少级的蒸汽湿度2.减少水滴对工作叶片的撞击作用3.降低工作叶片的外缘圆周速度；消极的：1.工作叶片采用耐侵蚀材料2.在叶片易受侵蚀部位镶嵌司太立硬质合金3.在叶片易受侵蚀部位采用局部

21、加工工艺。28.蒸汽初压初温变化对机组运行效率有什么影响？一、蒸汽初压、再热压力变化过大对安全性的影响1）初温不变，初压、再热压力升高。初温不变，初压升高过多将使主蒸汽管道主气门、调节气门、导管及气缸等承压部件内部应力增大。若调节气门开度不变，则初压增大，致使新汽比容减小、蒸汽流量增大、功率增大、零件压力增大。各级叶片的受力正比于流量而增大。特别是末级的危险性最大，此外初压升高、流量增大还使轴向推力增大。2）初温不变，初压、再热压力降低。初温不变，初压降低，一般不会带来危险，机组功率将随流量减小而减小。然而初压降低时若所发功率不减小，甚至仍要发出额定功率，那么必将会使全机蒸汽流量超过额定值这时

22、若各监视段压力超过最大允许值将使轴向推力过大，这是危险的。此外，流量越大各级叶片受力越大。二、蒸汽初温和再热汽温变化过大对安全性的影响。1）初压与再热压力不变，蒸汽初温与再热汽温升高。汽温过高使刚才蠕变的塑性变形过大从而发生螺栓变长、法兰内开口、预紧力变小等问题，即影响安全又缩短机组寿命。故不允许蒸汽温度过高。2）初压与再热压力不变，蒸汽初温与再热汽温降低。新汽温度和再热汽温降低时影响安全的关键是汽温下降速度，新汽温度下降过快往往是锅炉满水等事故引起的，应防止汽轮机水冲击。29.新蒸汽参数不变时，汽机排汽压力过高对汽轮机运行有何影响1）真空恶化和排气温度过高时，对于转子轴承座与低压缸连成一体的

23、机组来说，排气缸的热膨胀将使轴承座抬起，转子对中性被破坏而产生强烈振动。2）凝汽器铜管线胀系数大于钢制外壳线胀系数很多，排气温度过高会使铜管热膨胀过大，引起胀口松脱漏水，使不清洁的循环水漏入压力很低的凝结水一侧，污染凝结水质。3）排气压力过高将使末级容积流量大减，小容积流量工况下的鼓风工况所产生的热量将使排气温度更加升高容积流量很小时还可能诱发末几级叶片颤振。30.影响凝汽器真空下降的原因1.循环水中断2.射水抽气器工作失常3.凝汽器满水4.低压轴封供汽中断5.真空系统管道严重漏气6.冬季运行时利用限制凝汽器冷却水入口流量保持汽轮机排汽温度，致使冷却水流速过低而冷却水出口管道上部形成汽塞，阻止冷却水的排出，也会导致真空急剧下降。级：最基本的工作单元，机构上由喷嘴和其后的动叶栅组成，在级内，蒸汽的热能转化为机械能。彭台门系数：通过喷管的任一流量与同一初始状态下的临界流量只比。胀差：转子与气缸沿轴向膨胀之差称为胀差。最佳速比下，余速损失最小。带有少量反动