東南大學(xué)汽輪機(jī)期中練習(xí)及解答

1、汽機(jī)原理期中練習(xí)及解答2009.11一、名詞解釋：1、反動(dòng)度2、何謂沖動(dòng)、反動(dòng)3、余速損失4、部分進(jìn)汽損失5、濕氣損失6、二次流損失7、輪周功8、理想能量9、輪周效率10、相對(duì)內(nèi)效率11、絕對(duì)電效率二、選擇填空： 對(duì)噴嘴配汽沖動(dòng)式汽輪機(jī)，沿蒸汽膨脹流程，壓力逐級(jí)降低、比容逐級(jí)增大，故葉高逐級(jí)（增大 減小 不變）、葉高損失逐級(jí)（增大 減小 大致不變）、焓降逐級(jí)（增大 減小 基本不變）、反動(dòng)度逐級(jí)（增大 減小 基本不變）、音速逐級(jí)（增大 減小 基本不變）、后面的級(jí)（越有可能 越不可能）達(dá)到臨界，但高壓缸的葉高變化（大于 小于 大致相同）中壓缸。 在汽輪機(jī)中，葉型損失最大發(fā)生在（高壓缸 中壓缸 低壓

2、缸），高壓缸的效率（最高 最低 中等），中壓缸的效率（最高 最低 中等），低壓缸的效率（最高 最低 中等）。從設(shè)計(jì)工況點(diǎn)隨負(fù)荷減小，調(diào)節(jié)級(jí)的焓降（增大 減小 基本不變）、反動(dòng)度（增大 減小 基本不變）、效率（增大 減小 基本不變），末級(jí)的焓降（增大 減小 基本不變）、反動(dòng)度（增大 減小 基本不變）。三、是非判斷：1、若進(jìn)汽參數(shù)和平均直徑相同，則在優(yōu)化設(shè)計(jì)下，沖動(dòng)級(jí)的焓降大于反動(dòng)級(jí)。2、對(duì)等間隙多齒汽封，發(fā)生臨界流動(dòng)的臨界壓比與齒數(shù)無(wú)關(guān)。3、沖動(dòng)式汽輪機(jī)通過(guò)設(shè)置平衡活塞來(lái)平衡轉(zhuǎn)子上的軸向力。4、重?zé)嵯禂?shù)越大，表明前級(jí)的損失被后級(jí)部分利用，則汽機(jī)的效率越低。5、在漸縮型斜切噴嘴中，其出口汽流最大流

3、速可以超過(guò)音速。6、汽輪機(jī)的級(jí)的焓降分配和級(jí)數(shù)主要決定于最佳速比。7、在相同進(jìn)汽參數(shù)下，沖動(dòng)級(jí)的動(dòng)葉速度系數(shù)大于反動(dòng)級(jí)、葉高損失小于反動(dòng)級(jí)。8、由于存在摩擦損失，速度系數(shù)總是小于1，所以級(jí)的流量系數(shù)也小于1。9、汽輪機(jī)在非設(shè)計(jì)工況下，級(jí)焓降增大，反動(dòng)度總是減小。10、在部分負(fù)荷下，節(jié)流配汽的效率一定低于噴嘴配汽和滑壓配汽。11、動(dòng)葉上的汽流力與通過(guò)的蒸汽流量成正比，故對(duì)噴嘴配汽的調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉，在所有調(diào)節(jié)汽門全開(kāi)時(shí)所受的汽流力為最大。12、多級(jí)汽輪機(jī)中，重?zé)嵯禂?shù)是各級(jí)理想焓降總和大于整機(jī)理想焓降的量度，故重?zé)嵯禂?shù)越大，該汽輪機(jī)的效率就越高。13、相同進(jìn)汽參數(shù)、相同容量的沖動(dòng)式和反動(dòng)式汽輪機(jī)，其級(jí)數(shù)

4、也基本相同。14、噴嘴配汽汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)的焓降隨機(jī)組負(fù)荷降低而減小。15、對(duì)等間隙汽封，齒數(shù)越多，其臨界壓比越小。四、計(jì)算分析：1、某汽輪機(jī)中壓缸第一級(jí)，D=1080mm，sin1=0.3546，sin2=0.3443，G=746.7t/h， c0=60m/s，余速有一半被下級(jí)利用各點(diǎn)參數(shù)見(jiàn)表。計(jì)算：（1）反動(dòng)度；（2）輪周功；（3）余速損失；（4）理想能量；（5）輪周效率；（6）相對(duì)內(nèi)效率；（7）內(nèi)功率；（8）該級(jí)動(dòng)葉出口邊高度；（9）畫動(dòng)葉速度三角形。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、調(diào)節(jié)級(jí)有4個(gè)噴嘴組，前3組噴嘴數(shù)相等。全開(kāi)調(diào)門后p0=16.67MPa，t0=538 C，3閥點(diǎn)流量G=1095.7t/h，對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力p1=12.762，此時(shí)可發(fā)出額定功率330MW。假定調(diào)節(jié)級(jí)反動(dòng)度為0，計(jì)算：（1）2閥點(diǎn)機(jī)組的功率、調(diào)節(jié)級(jí)后

7、的壓力；（2）4個(gè)調(diào)門全開(kāi)功率達(dá)到106%額定功率，第4噴嘴組的噴嘴數(shù)為第1噴嘴組的多少倍？解答：（1）3閥點(diǎn)時(shí)，=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，單個(gè)噴嘴組的臨界流量（第1到第3）假定2閥點(diǎn)時(shí)臨界，p2=12.762*417.3*2/1095.7=9.714MPa，調(diào)節(jié)級(jí)后壓力=9.714 /16.67=0.583，亞臨界，=0.997G=417.3*2*0.997=832t/h，負(fù)荷P=330*832/1095.7=250.6MWp2=12.762*832/1095.7

8、=9.69MPa，可繼續(xù)求壓比、修正。（2）4閥點(diǎn)時(shí)，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個(gè)噴嘴組的臨界流量179.9/417.3=0.431倍。3、N600-24.2/538/566型超臨界噴嘴配汽凝汽式汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)級(jí)設(shè)有噴嘴數(shù)完全相同的4個(gè)噴嘴組，主蒸汽參數(shù)為p0=24.2MPa，t0=538C，III閥點(diǎn)時(shí)發(fā)出額定功率600MW，此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)后參數(shù)為p1=16.35MPa、t1=480.4C，主蒸汽流

9、量為G=1742t/h。假設(shè)調(diào)節(jié)級(jí)的反動(dòng)度為零。（1）如果不計(jì)主汽門及調(diào)門的壓損和調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化的影響，試估算II閥點(diǎn)時(shí)機(jī)組主蒸汽流量和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)級(jí)后壓力。（2）如果不計(jì)主汽門及調(diào)門的壓損和調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化的影響，試估算IV閥點(diǎn)時(shí)機(jī)組主蒸汽流量和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)級(jí)后壓力。（3）運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示：IV閥點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)后溫度上升至498，并且主汽門和調(diào)節(jié)汽門的壓損由III閥點(diǎn)時(shí)主蒸汽壓力的1.0%上升到1.2%。試問(wèn)考慮溫度和壓損兩項(xiàng)因素后，IV閥點(diǎn)時(shí)機(jī)組主蒸汽流量應(yīng)該為多少？4、某噴嘴配汽凝汽式汽輪機(jī)有4組噴嘴，其中1、2、3組噴嘴數(shù)相等。當(dāng)調(diào)門全開(kāi)時(shí)，噴嘴組前參數(shù)p0=8.43MPa，t0=480C。4

10、閥點(diǎn)時(shí)G=200t/h，調(diào)節(jié)級(jí)后p1=5.22MPa；3閥點(diǎn)流量為155t/h。假定調(diào)節(jié)級(jí)的反動(dòng)度為0。（1）不計(jì)調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化，求3閥點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力；（2）求4閥點(diǎn)與3閥點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴組通流面積比；（3）在3閥點(diǎn)流量，用4個(gè)調(diào)門節(jié)流配汽、或4個(gè)調(diào)門全開(kāi)滑壓配汽，求這兩種方式下調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴組前壓力、級(jí)后壓力。5、SIEMENS公司超臨界、超超臨界1000MW級(jí)汽輪機(jī)不采用噴嘴配汽，無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)，設(shè)有2個(gè)同步開(kāi)啟的高壓調(diào)門，正常工況下采用滑壓配汽。為滿足發(fā)電廠過(guò)負(fù)荷要求和補(bǔ)償滑壓配汽響應(yīng)外界負(fù)荷變化較慢的不足，設(shè)有1個(gè)補(bǔ)汽閥，主蒸汽經(jīng)該閥引至高壓缸第5級(jí)前。已知額定主蒸汽參數(shù)為26.2MPa、600，補(bǔ)汽閥關(guān)閉時(shí)發(fā)出額定功率1000MW，進(jìn)汽量為G0，第5級(jí)前的蒸汽參數(shù)為16.8MPa、520；在額定蒸汽參數(shù)下，補(bǔ)汽閥全開(kāi)時(shí)，機(jī)組主蒸汽流量增至1.06G0。（1）補(bǔ)汽閥全開(kāi)時(shí)，通過(guò)調(diào)門和補(bǔ)汽閥的流量各為多少，分析、計(jì)算中可不計(jì)溫度影響。（2）綜合分析采用這種配汽方式有何優(yōu)點(diǎn)和不足。五、簡(jiǎn)答題：1、三段兩室軸封系統(tǒng)功能說(shuō)明。2、