东南大学汽轮机期中练习及解答

1、汽机原理期中练习及解答2009.11一、名词解释：1、反动度2、何谓冲动、反动3、余速损失4、部分进汽损失5、湿气损失6、二次流损失7、轮周功8、理想能量9、轮周效率10、相对内效率11、绝对电效率二、选择填空： 对喷嘴配汽冲动式汽轮机，沿蒸汽膨胀流程，压力逐级降低、比容逐级增大，故叶高逐级（增大 减小 不变）、叶高损失逐级（增大 减小 大致不变）、焓降逐级（增大 减小 基本不变）、反动度逐级（增大 减小 基本不变）、音速逐级（增大 减小 基本不变）、后面的级（越有可能 越不可能）达到临界，但高压缸的叶高变化（大于 小于 大致相同）中压缸。 在汽轮机中，叶型损失最大发生在（高压缸 中压缸 低压

2、缸），高压缸的效率（最高 最低 中等），中压缸的效率（最高 最低 中等），低压缸的效率（最高 最低 中等）。从设计工况点随负荷减小，调节级的焓降（增大 减小 基本不变）、反动度（增大 减小 基本不变）、效率（增大 减小 基本不变），末级的焓降（增大 减小 基本不变）、反动度（增大 减小 基本不变）。三、是非判断：1、若进汽参数和平均直径相同，则在优化设计下，冲动级的焓降大于反动级。2、对等间隙多齿汽封，发生临界流动的临界压比与齿数无关。3、冲动式汽轮机通过设置平衡活塞来平衡转子上的轴向力。4、重热系数越大，表明前级的损失被后级部分利用，则汽机的效率越低。5、在渐缩型斜切喷嘴中，其出口汽流最大流

3、速可以超过音速。6、汽轮机的级的焓降分配和级数主要决定于最佳速比。7、在相同进汽参数下，冲动级的动叶速度系数大于反动级、叶高损失小于反动级。8、由于存在摩擦损失，速度系数总是小于1，所以级的流量系数也小于1。9、汽轮机在非设计工况下，级焓降增大，反动度总是减小。10、在部分负荷下，节流配汽的效率一定低于喷嘴配汽和滑压配汽。11、动叶上的汽流力与通过的蒸汽流量成正比，故对喷嘴配汽的调节级动叶，在所有调节汽门全开时所受的汽流力为最大。12、多级汽轮机中，重热系数是各级理想焓降总和大于整机理想焓降的量度，故重热系数越大，该汽轮机的效率就越高。13、相同进汽参数、相同容量的冲动式和反动式汽轮机，其级数

4、也基本相同。14、喷嘴配汽汽轮机调节级的焓降随机组负荷降低而减小。15、对等间隙汽封，齿数越多，其临界压比越小。四、计算分析：1、某汽轮机中压缸第一级，D=1080mm，sin1=0.3546，sin2=0.3443，G=746.7t/h， c0=60m/s，余速有一半被下级利用各点参数见表。计算：（1）反动度；（2）轮周功；（3）余速损失；（4）理想能量；（5）轮周效率；（6）相对内效率；（7）内功率；（8）该级动叶出口边高度；（9）画动叶速度三角形。pthv03.125353533.290.1170312.945524.853512.310.1224522.78514.823491.640

5、.1281132.945525.213513.110.1225142.78515.183492.430.1281752.78515.493493.130.1282362.78515.943494.130.12831解答：（1）h0=h0+602/2000=3535.09kJ/kg m=(h3-h4)/(h0-h2)=0.476（2）1=20.77，2=20.14 c1=(2000(h0-h3)0.5=209.7m/su=100D/2=169.7m/sw1=(c12+u2-2c1ucos1)0.5=78.9m/sw2=(w12+2000(h3-h5)0.5=214.9m/sc2=(w22+u2-

6、2w2ucos2)0.5=80.6m/sWu=h0-h5-c22/2000=38.71kJ/kg（3）hc2= c22/2000=3.25kJ/kg（4）E0=h0-h2-0.5hc2=41.83kJ/kg（5）u=Wu/E0=0.925（6）i=(Wu-(h6-h5)/E0=0.902（7）Pi=(Wu-(h6-h5)G/3.6=7822kW2、调节级有4个喷嘴组，前3组喷嘴数相等。全开调门后p0=16.67MPa，t0=538 C，3阀点流量G=1095.7t/h，对应调节级后压力p1=12.762，此时可发出额定功率330MW。假定调节级反动度为0，计算：（1）2阀点机组的功率、调节级后

7、的压力；（2）4个调门全开功率达到106%额定功率，第4喷嘴组的喷嘴数为第1喷嘴组的多少倍？解答：（1）3阀点时，=12.762/16.67=0.7656=(1-(0.7656-0.546)2/(1-0.546)2)0.5=0.8752Gcr=G/3=417.3t/h，单个喷嘴组的临界流量（第1到第3）假定2阀点时临界，p2=12.762*417.3*2/1095.7=9.714MPa，调节级后压力=9.714 /16.67=0.583，亚临界，=0.997G=417.3*2*0.997=832t/h，负荷P=330*832/1095.7=250.6MWp2=12.762*832/1095.7

8、=9.69MPa，可继续求压比、修正。（2）4阀点时，G4=1.06*1095.7=1161.5t/hp2=1.06*12.762=13.53MPa=13.53 /16.67=0.8115=0.8112G4cr=G4/-3Gcr=1431.8-3*417.3=179.9t/h，第4个喷嘴组的临界流量179.9/417.3=0.431倍。3、N600-24.2/538/566型超临界喷嘴配汽凝汽式汽轮机，调节级设有喷嘴数完全相同的4个喷嘴组，主蒸汽参数为p0=24.2MPa，t0=538C，III阀点时发出额定功率600MW，此时调节级后参数为p1=16.35MPa、t1=480.4C，主蒸汽流

9、量为G=1742t/h。假设调节级的反动度为零。（1）如果不计主汽门及调门的压损和调节级后温度变化的影响，试估算II阀点时机组主蒸汽流量和对应的调节级后压力。（2）如果不计主汽门及调门的压损和调节级后温度变化的影响，试估算IV阀点时机组主蒸汽流量和对应的调节级后压力。（3）运行数据显示：IV阀点时，调节级后温度上升至498，并且主汽门和调节汽门的压损由III阀点时主蒸汽压力的1.0%上升到1.2%。试问考虑温度和压损两项因素后，IV阀点时机组主蒸汽流量应该为多少？4、某喷嘴配汽凝汽式汽轮机有4组喷嘴，其中1、2、3组喷嘴数相等。当调门全开时，喷嘴组前参数p0=8.43MPa，t0=480C。4

10、阀点时G=200t/h，调节级后p1=5.22MPa；3阀点流量为155t/h。假定调节级的反动度为0。（1）不计调节级后温度变化，求3阀点时调节级后压力；（2）求4阀点与3阀点时调节级喷嘴组通流面积比；（3）在3阀点流量，用4个调门节流配汽、或4个调门全开滑压配汽，求这两种方式下调节级喷嘴组前压力、级后压力。5、SIEMENS公司超临界、超超临界1000MW级汽轮机不采用喷嘴配汽，无调节级，设有2个同步开启的高压调门，正常工况下采用滑压配汽。为满足发电厂过负荷要求和补偿滑压配汽响应外界负荷变化较慢的不足，设有1个补汽阀，主蒸汽经该阀引至高压缸第5级前。已知额定主蒸汽参数为26.2MPa、600，补汽阀关闭时发出额定功率1000MW，进汽量为G0，第5级前的蒸汽参数为16.8MPa、520；在额定蒸汽参数下，补汽阀全开时，机组主蒸汽流量增至1.06G0。（1）补汽阀全开时，通过调门和补汽阀的流量各为多少，分析、计算中可不计温度影响。（2）综合分析采用这种配汽方式有何优点和不足。五、简答题：1、三段两室轴封系统功能说明。2、