常规岛汽机原理与结构

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1、 核电站汽轮机原理与结构核电站汽轮机原理与结构 1 1 概述概述概述概述汽轮机汽轮机一种将蒸汽的热能转变为机械功的旋转式原动机一种将蒸汽的热能转变为机械功的旋转式原动机一种将蒸汽的热能转变为机械功的旋转式原动机一种将蒸汽的热能转变为机械功的旋转式原动机优优优优点点点点单单单单机机机机功功功功率率率率大大大大，热热热热经经经经济济济济性性性性高高高高，运运运运行行行行平平平平稳稳稳稳可可可可靠靠靠靠，使使使使用寿命长，单位功率造价低，能使用各种廉价燃料等。用寿命长，单位功率造价低，能使用各种廉价燃料等。用寿命长，单位功率造价低，能使用各种廉价燃料等。用寿命长，单位功率造价低，能使用各种廉价燃料等

2、。缺缺缺缺点点点点体体体体积积积积庞庞庞庞大大大大、变变变变负负负负荷荷荷荷能能能能力力力力差差差差，必必必必须须须须配配配配套套套套有有有有锅锅锅锅炉炉炉炉、凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器、水水水水泵泵泵泵、给给给给水水水水处处处处理理理理等等等等大大大大型型型型设设设设备备备备以以以以及及及及给给给给水水水水回回回回热热热热等等等等复复复复杂杂杂杂的热力系统。因而机动性差，不便用于移动式装备中。的热力系统。因而机动性差，不便用于移动式装备中。的热力系统。因而机动性差，不便用于移动式装备中。的热力系统。因而机动性差，不便用于移动式装备中。 用途用途用途用途：现代火力发电厂和核电厂的主要原动机现代火

3、力发电厂和核电厂的主要原动机现代火力发电厂和核电厂的主要原动机现代火力发电厂和核电厂的主要原动机可作为大型船舶及军舰的推进动力可作为大型船舶及军舰的推进动力可作为大型船舶及军舰的推进动力可作为大型船舶及军舰的推进动力冶金、化工等部门用以驱动各种大型工作机冶金、化工等部门用以驱动各种大型工作机冶金、化工等部门用以驱动各种大型工作机冶金、化工等部门用以驱动各种大型工作机供供供供热热热热式式式式汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机还还还还可可可可满满满满足足足足生生生生产产产产和和和和生生生生活活活活用用用用汽汽汽汽、用用用用热热热热的的的的需需需需要要要要，实现高效益的热电联合生产。实现高效益的热电联合生产。

4、实现高效益的热电联合生产。实现高效益的热电联合生产。汽轮机发电机组的设备组成汽轮机发电机组的设备组成汽轮机发电机组的设备组成汽轮机发电机组的设备组成2 汽轮机基本工作原理及级的概念汽轮机基本工作原理及级的概念 汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机是是是是利利利利用用用用蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的热热热热能能能能来来来来作作作作功功功功的的的的旋旋旋旋转转转转机机机机械械械械，因因因因此此此此它它它它的的的的工工工工作作作作原原原原理理理理是是是是基于热能转换为机械能的理论。基于热能转换为机械能的理论。基于热能转换为机械能的理论。基于热能转换为机械能的理论。 级级级级喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和和和和与与与与其其其其配

5、配配配合合合合的的的的动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅所所所所构成的汽轮机基本作功单元。构成的汽轮机基本作功单元。构成的汽轮机基本作功单元。构成的汽轮机基本作功单元。 单级汽轮机与多级汽轮机单级汽轮机与多级汽轮机单级汽轮机与多级汽轮机单级汽轮机与多级汽轮机2.1 2.1 级的作功原理级的作功原理级的作功原理级的作功原理 冲冲冲冲动动动动作作作作用用用用原原原原理理理理当当当当一一一一运运运运动动动动物物物物体体体体碰碰碰碰到到到到另另另另一一一一静静静静止止止止的的的的或或或或运运运运动动动动速速速速度度度度比比比比它它它它低低低低的的的的物物物物体体体体时时时时，就就就就会会会会受受受受到到到到阻阻

6、阻阻碍碍碍碍而而而而改改改改变变变变其其其其速速速速度度度度的的的的大大大大小小小小及及及及方方方方向向向向，同同同同时时时时给给给给阻阻阻阻碍碍碍碍它它它它运运运运动动动动的的的的物物物物体体体体一一一一作作作作用用用用力力力力，这这这这个个个个力力力力称称称称为为为为冲冲冲冲动动动动力力力力，其其其其大大大大小小小小取取取取决决决决于于于于运运运运动动动动物物物物体的质量和它的速度变化。体的质量和它的速度变化。体的质量和它的速度变化。体的质量和它的速度变化。 在在在在汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机中中中中，从从从从喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴流流流流出出出出的的的的高高高高速速速速蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽通通通通过

7、过过过动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道时时时时，其其其其流流流流动动动动方方方方向向向向改改改改变变变变，因因因因而而而而对对对对叶叶叶叶片片片片产产产产生生生生一一一一冲冲冲冲击击击击力力力力，推推推推动动动动叶叶叶叶轮轮轮轮运运运运动动动动，作作作作出出出出机机机机械械械械功功功功。这就是冲动作用原理。这就是冲动作用原理。这就是冲动作用原理。这就是冲动作用原理。 反反反反动动动动作作作作用用用用原原原原理理理理反反反反动动动动力力力力是是是是由由由由原原原原来来来来静静静静止止止止或或或或运运运运动动动动速速速速度度度度较较较较小小小小的的的的物物物物体体体体，在在在在离开或通过另一物体时

8、，聚然获得一个较大的速度而产生的。离开或通过另一物体时，聚然获得一个较大的速度而产生的。离开或通过另一物体时，聚然获得一个较大的速度而产生的。离开或通过另一物体时，聚然获得一个较大的速度而产生的。 在在在在汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机中中中中，当当当当蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在动动动动叶叶叶叶片片片片构构构构成成成成的的的的汽汽汽汽道道道道内内内内膨膨膨膨胀胀胀胀加加加加速速速速时时时时，汽汽汽汽流流流流必必必必然然然然对对对对动动动动叶叶叶叶作作作作用用用用一一一一个个个个由由由由于于于于加加加加速速速速而而而而产产产产生生生生的的的的反反反反动动动动力力力力，推推推推动动动动叶叶叶叶轮轮轮轮运运

9、运运动动动动，作作作作出出出出机械功。这就是反动作用原理。机械功。这就是反动作用原理。机械功。这就是反动作用原理。机械功。这就是反动作用原理。 冲冲冲冲动动动动作作作作用用用用原原原原理理理理的的的的特特特特点点点点是是是是汽汽汽汽流流流流在在在在动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道中中中中不不不不膨膨膨膨胀胀胀胀加加加加速速速速而而而而只只只只改改改改变变变变方方方方向向向向；反反反反动动动动作作作作用用用用原原原原理理理理的的的的特特特特点点点点是是是是汽汽汽汽流流流流在在在在动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道内内内内不不不不仅仅仅仅改改改改变变变变方方方方向向向向，而而而而且且且且还进行膨胀加

10、速。还进行膨胀加速。还进行膨胀加速。还进行膨胀加速。2.2 级的反动度m 定义：蒸蒸汽汽在在动动叶叶汽汽道道内内膨膨胀胀时时的的理理想想焓焓降降hb与与整整个个级级的的滞滞止止理理想想焓降焓降ht*之比之比 mm表表表表示示示示了了了了蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道内内内内的的的的膨膨膨膨胀胀胀胀程程程程度度度度。实实实实际际际际上上上上， mm沿沿沿沿直直直直径径径径是是是是增增增增加加加加的。下的。下的。下的。下标标标标mm为为为为平均直径。平均直径。平均直径。平均直径。 当当当当级级级级的的的的理理理理想想想想滞滞滞滞止止止止焓焓焓焓降降降降及及及及反反反反动动

11、动动度度度度确确确确定定定定后后后后，便便便便可可可可根根根根据据据据上上上上式式式式来来来来确确确确定定定定喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和和和和动动动动叶的理想叶的理想叶的理想叶的理想焓焓焓焓降，即降，即降，即降，即2.3级的分类和特点2.3.1 2.3.1 按反动度分按反动度分按反动度分按反动度分 分为分为纯冲动级，反动级，带反动度的冲动级纯冲动级，反动级，带反动度的冲动级三种三种纯纯冲冲动动级级：按按照照 mm=0=0的的条条件件设设计计的的级级叫叫作作纯纯冲冲动动级级。在在纯纯冲冲动动级级中中，热热能能到到动动能能的的转转换换在在喷喷嘴嘴中中进进行行，而而在在动动叶叶中中只只有有动动能能到到(机机

12、械械能能)轮轮周周功的转换。功的转换。 纯纯纯纯冲冲冲冲动级动级动级动级的特点是：的特点是：的特点是：的特点是： * * 动叶通流截面沿流道不变动叶通流截面沿流道不变 * * mm=0=0 * * * *反动级 按按照照 mm=0.5=0.5的的条条件件设设计计的的级级叫叫作作反反动动级级。在在反反动动级级中中，蒸蒸汽汽的的热热能能转转变变为为动动能能的的过过程程，不不仅仅发发生生在在喷喷嘴嘴叶叶栅栅中中，也也发发生生在在动动叶叶栅栅中中，而而且且这这种种转转变变在在喷喷嘴嘴和和动动叶叶中中大大约约各各完成一半。完成一半。 反反反反动级动级动级动级的特点是：的特点是：的特点是：的特点是： *

13、* 喷喷嘴嘴通通道道及及动动叶叶通通道道都都为为渐渐缩缩型型动、静叶片型状相同，反向安装动、静叶片型状相同，反向安装 * * mm=0.5=0.5 * * * *带反动度的冲动级 纯纯冲冲动动级级的的作作功功能能力力大大，而而反反动动级级的的效效率率高高。因因此此实实际际中中的的冲冲动动级级将将反反动动度度选选在在0 0.5之之间间，一一般般取取 mm=0.050.20=0.050.20。习习惯惯上上讲讲这这种种级级称称为冲动级。为冲动级。 这这种种级级的的特特点点是是：蒸蒸汽汽的的膨膨胀胀大大部部分分发发生生在在喷喷嘴嘴叶叶栅栅中中，只只有有小小部部分分在在动动叶叶栅栅中中发发生生，故故其其

14、动动叶叶通通道道也稍有收缩。也稍有收缩。这这种种级级具具有有纯纯冲冲动动级级及及反反动动级级的的共同优点共同优点现现代代大大型型汽汽轮轮机机中中，为为了了获获得得尽尽可可能能高高的的效效率率，更更普普遍遍地地采采用用了了反反动级。动级。 三种级的比较2.3.2 按结构分按结构分 单列级与双列复速级单列级与双列复速级单列级与双列复速级单列级与双列复速级 双双双双列列列列复复复复速速速速级级级级简简简简称称称称复复复复速速速速级级级级，由由由由美美美美国国国国工工工工程程程程师师师师寇寇寇寇蒂蒂蒂蒂斯斯斯斯(Curtis)(Curtis)于于于于19001900年年年年前前前前后后后后创创创创造造

15、造造。实实实实际际际际上上上上是是是是冲冲冲冲动动动动级级级级的一种延伸。的一种延伸。的一种延伸。的一种延伸。作功能力比单列冲动级的大；作功能力比单列冲动级的大；作功能力比单列冲动级的大；作功能力比单列冲动级的大；常用于单级汽轮机或中小型汽轮机的第一级；常用于单级汽轮机或中小型汽轮机的第一级；常用于单级汽轮机或中小型汽轮机的第一级；常用于单级汽轮机或中小型汽轮机的第一级；以利用蒸汽的速度为主，也称其为速度级；以利用蒸汽的速度为主，也称其为速度级；以利用蒸汽的速度为主，也称其为速度级；以利用蒸汽的速度为主，也称其为速度级；为提高级效率，通常选取为提高级效率，通常选取为提高级效率，通常选取为提高级

16、效率，通常选取(5(5 10%)10%)的反动度。的反动度。的反动度。的反动度。2.3.3 2.3.3 其他分类其他分类其他分类其他分类按级的工作特性将其分为调节级和压力级按级的工作特性将其分为调节级和压力级按级的工作特性将其分为调节级和压力级按级的工作特性将其分为调节级和压力级 采采采采用用用用喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴调调调调节节节节汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的通通通通流流流流面面面面积积积积随随随随负负负负荷荷荷荷变变变变化化化化而而而而变化的第一级称为调节级变化的第一级称为调节级变化的第一级称为调节级变化的第一级称为调节级 中小容量机组的调节级一般采用复速级中小容量机组的调节级一般采用复速级

17、中小容量机组的调节级一般采用复速级中小容量机组的调节级一般采用复速级 末级与中间级末级与中间级末级与中间级末级与中间级孤立级孤立级孤立级孤立级 调节级及末级的余速动能通常不能被利用调节级及末级的余速动能通常不能被利用调节级及末级的余速动能通常不能被利用调节级及末级的余速动能通常不能被利用2.4 汽轮机的分类及型号汽轮机的分类及型号 2.4.1 2.4.1 汽轮机的分类汽轮机的分类汽轮机的分类汽轮机的分类按工作原理按工作原理按工作原理按工作原理： 冲动式汽轮机；冲动式汽轮机；冲动式汽轮机；冲动式汽轮机；反动式汽轮机反动式汽轮机反动式汽轮机反动式汽轮机按热力过程按热力过程按热力过程按热力过程： 凝

18、汽式汽轮机；凝汽式汽轮机；凝汽式汽轮机；凝汽式汽轮机；背压式汽轮机背压式汽轮机背压式汽轮机背压式汽轮机 调节抽汽式汽轮机；调节抽汽式汽轮机；调节抽汽式汽轮机；调节抽汽式汽轮机；中间再热式汽轮机等中间再热式汽轮机等中间再热式汽轮机等中间再热式汽轮机等按用途按用途按用途按用途： 电站汽轮机；电站汽轮机；电站汽轮机；电站汽轮机；工业汽轮机；工业汽轮机；工业汽轮机；工业汽轮机；船用汽轮机等船用汽轮机等船用汽轮机等船用汽轮机等按新汽压力按新汽压力按新汽压力按新汽压力： 低压汽轮机低压汽轮机低压汽轮机低压汽轮机( ( 1.5MPa)1.5MPa) 中压汽轮机中压汽轮机中压汽轮机中压汽轮机(2(2 4MPa

19、4MPa，我国定型产品为，我国定型产品为，我国定型产品为，我国定型产品为3.43MPa)3.43MPa) 高压汽轮机高压汽轮机高压汽轮机高压汽轮机(6(6 10MPa10MPa，我国定型产品为，我国定型产品为，我国定型产品为，我国定型产品为8.83MPa)8.83MPa) 超高压汽轮机超高压汽轮机超高压汽轮机超高压汽轮机(12(12 14MPa14MPa，我国定型，我国定型，我国定型，我国定型12.7512.75及及及及13.24MPa)13.24MPa) 亚临界压力汽轮机亚临界压力汽轮机亚临界压力汽轮机亚临界压力汽轮机(16(16 18MPa18MPa，我国定型，我国定型，我国定型，我国定型

20、16.1816.18及及及及16.67MPa)16.67MPa) 超临界压力汽轮机超临界压力汽轮机超临界压力汽轮机超临界压力汽轮机( ( 22.6MPa)22.6MPa)按结构特点按结构特点按结构特点按结构特点： 单缸、双缸或多缸汽轮机；单缸、双缸或多缸汽轮机；单缸、双缸或多缸汽轮机；单缸、双缸或多缸汽轮机；单轴、双轴汽轮机等单轴、双轴汽轮机等单轴、双轴汽轮机等单轴、双轴汽轮机等还可按功率大小、汽流方向等进行划分还可按功率大小、汽流方向等进行划分还可按功率大小、汽流方向等进行划分还可按功率大小、汽流方向等进行划分2.4.2 汽轮机型号汽轮机型号 - 变型设计序数变型设计序数 蒸汽参数蒸汽参数(

21、不同型式有不同含义不同型式有不同含义) 额定功率额定功率(MW) 汽轮机型式代号汽轮机型式代号代号代号代号代号 型型型型 式式式式 代号代号代号代号 型型型型 式式式式 N凝汽式凝汽式 CB抽汽背压式抽汽背压式 B背压式背压式 CY船船 用用 C一次调节抽汽式一次调节抽汽式 Y移动式移动式 CC两次调节抽汽式两次调节抽汽式 HN核电汽轮机核电汽轮机国产汽轮机型式代号国产汽轮机型式代号国产汽轮机型式代号国产汽轮机型式代号汽轮机型号示例汽轮机型号示例 N100-8.83(90)/535 凝汽式汽轮机，额定功率凝汽式汽轮机，额定功率凝汽式汽轮机，额定功率凝汽式汽轮机，额定功率100MW100MW，初

22、压，初压，初压，初压8.83MPa8.83MPa，初温，初温，初温，初温535535 N300-16.67(170)/538/538 ( (一一一一次次次次中中中中间间间间再再再再热热热热) )凝凝凝凝汽汽汽汽式式式式汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机，额额额额定定定定功功功功率率率率300MW,300MW,初初初初压压压压16.67MPa,16.67MPa,初温初温初温初温538538，再热汽温，再热汽温，再热汽温，再热汽温538538 CC25-8.83/1.27(13)/0.226(2.3)-3 两两两两次次次次调调调调节节节节抽抽抽抽汽汽汽汽式式式式汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机，额额额额定定定定功功

23、功功率率率率25MW,25MW,初初初初压压压压8.83MPa,8.83MPa,高高高高压压压压调调调调节节节节抽汽压力抽汽压力抽汽压力抽汽压力1.27MPa,1.27MPa,低压调节抽汽压力低压调节抽汽压力低压调节抽汽压力低压调节抽汽压力0.226MPa,0.226MPa,第第第第3 3次变形设计次变形设计次变形设计次变形设计 B25-8.83/0.98 背压式汽轮机，额定功率背压式汽轮机，额定功率背压式汽轮机，额定功率背压式汽轮机，额定功率25MW25MW，初压，初压，初压，初压8.83MPa8.83MPa，背压，背压，背压，背压0.98MPa0.98MPa CB25-8.83/1.47/

24、0.49 抽抽抽抽汽汽汽汽背背背背压压压压式式式式汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机，额额额额定定定定功功功功率率率率25MW25MW，初初初初压压压压8.83MPa8.83MPa，抽抽抽抽汽汽汽汽压压压压力力力力1.47MPa1.47MPa，背压，背压，背压，背压0.49MPa0.49MPa2.5 2.5 级内损失与级效率级内损失与级效率级内损失与级效率级内损失与级效率2.3.4.1 2.3.4.1 级内损失级内损失级内损失级内损失 喷喷喷喷管管管管损损损损失失失失hhn n，动动动动叶叶叶叶损损损损失失失失hhb b，余余余余速速速速损损损损失失失失hhc c2 2，叶叶叶叶高高高高损损损损失失失失

25、hh ，扇扇扇扇形形形形损损损损失失失失hh ，叶叶叶叶轮轮轮轮摩摩摩摩擦擦擦擦损损损损失失失失hhf f，部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽损损损损失失失失hhe e，漏漏漏漏汽汽汽汽损损损损失失失失hh 和和和和湿湿湿湿汽汽汽汽损损损损失失失失hhx x。 1. 1. 叶高损失叶高损失叶高损失叶高损失hh 工工工工程程程程上上上上为为为为方方方方便便便便计计计计算算算算将将将将其其其其单单单单独独独独分分分分出出出出来来来来。而而而而在在在在计计计计算算算算喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴损损损损失失失失时时时时取取取取 =0=0.97.97，动动动动叶叶叶叶速速速速度度度度系系系系数数数数 用图中的曲线查

26、取。用图中的曲线查取。用图中的曲线查取。用图中的曲线查取。 叶叶叶叶高高高高损损损损失失失失实实实实际际际际上上上上是是是是喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和和和和动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道上上上上下下下下端端端端壁壁壁壁附附附附面面面面层层层层内内内内的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦和和和和二二二二次次次次流流流流所所所所造造造造成成成成的的的的损损损损失失失失，其其其其大大大大小小小小与与与与叶叶叶叶高高高高有有有有着着着着密密密密切切切切的的的的关关关关系系系系，当当当当叶叶叶叶片片片片高高高高度度度度较较较较大大大大时时时时, ,二二二二次次次次流流流流对对对对主主主主流流流流的的的的影影影影响响响响较

27、较较较弱弱弱弱，这这这这时时时时叶叶叶叶高高高高损损损损失失失失就就就就较较较较小小小小；反反反反之之之之叶高损失就较大。叶高损失就较大。叶高损失就较大。叶高损失就较大。 当当当当叶叶叶叶高高高高小小小小于于于于1215mm1215mm时时时时，叶叶叶叶道道道道根根根根部部部部与与与与顶顶顶顶部部部部的的的的双双双双旋旋旋旋涡涡涡涡将将将将汇汇汇汇合合合合，充充充充满满满满了了了了整整整整个个个个汽汽汽汽道道道道，严严严严重重重重地地地地扰扰扰扰乱乱乱乱了了了了主主主主流流流流，使使使使叶叶叶叶高高高高损损损损失急剧增大。失急剧增大。失急剧增大。失急剧增大。 2. 2. 扇形扇形扇形扇形损损损

28、损失失失失hh 平平平平均均均均直直直直径径径径以以以以外外外外的的的的其其其其它它它它截截截截面面面面上上上上的的的的节节节节距距距距、圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度和和和和进进进进汽汽汽汽角角角角等等等等偏偏偏偏离离离离最最最最佳佳佳佳值值值值而而而而产产产产生生生生的的的的流流流流动损失动损失动损失动损失等等等等截截截截面面面面直直直直叶叶叶叶片片片片级级级级的的的的轴轴轴轴向向向向间间间间隙隙隙隙中中中中存存存存在在在在的的的的由由由由内内内内径径径径向向向向外外外外径径径径逐逐逐逐渐渐渐渐增增增增加加加加压压压压力力力力梯梯梯梯度度度度产产产产生生生生径径径径向向向向流流流流动损失

29、动损失动损失动损失 3. 3. 叶轮叶轮叶轮叶轮( (包括围带包括围带包括围带包括围带) )摩擦损失摩擦损失摩擦损失摩擦损失hhf f圆柱面上的速度梯度引起的摩擦损失圆柱面上的速度梯度引起的摩擦损失圆柱面上的速度梯度引起的摩擦损失圆柱面上的速度梯度引起的摩擦损失 子午面内的涡流运动引起的损失子午面内的涡流运动引起的损失子午面内的涡流运动引起的损失子午面内的涡流运动引起的损失 扇扇扇扇形形形形损损损损失失失失的的的的大大大大小小小小与与与与径径径径高高高高比比比比 有有有有密密密密切切切切的的的的关关关关系系系系( (与与与与 2 2成成成成反反反反比比比比) )。 越越越越小小小小，扇扇扇扇形

30、形形形损损损损失失失失就就就就越越越越大大大大。一一一一般般般般当当当当 较较较较大大大大( (如如如如812)812)而而而而又又又又采采采采用用用用等等等等截截截截面面面面直直直直叶叶叶叶片片片片时时时时存存存存在在在在扇扇扇扇形形形形损损损损失失失失。采采采采用用用用扭扭扭扭叶叶叶叶片片片片虽虽虽虽加工较困难，但却避免了扇形损失。加工较困难，但却避免了扇形损失。加工较困难，但却避免了扇形损失。加工较困难，但却避免了扇形损失。 4. 4. 部分部分部分部分进进进进汽汽汽汽损损损损失失失失hhe e鼓风损失鼓风损失鼓风损失鼓风损失 鼓风损失发生在与不装喷嘴的弧段对应的动叶通道内。鼓风损失发生

31、在与不装喷嘴的弧段对应的动叶通道内。鼓风损失发生在与不装喷嘴的弧段对应的动叶通道内。鼓风损失发生在与不装喷嘴的弧段对应的动叶通道内。 当当当当旋旋旋旋转转转转着着着着的的的的动动动动叶叶叶叶通通通通过过过过无无无无喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的“ “死死死死区区区区” ”弧弧弧弧段段段段时时时时，动动动动叶叶叶叶片片片片就就就就象象象象鼓鼓鼓鼓风风风风机机机机一一一一样样样样，将将将将“ “死死死死区区区区” ”中中中中基基基基本本本本处处处处于于于于静静静静止止止止状状状状态态态态的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽从从从从一一一一侧侧侧侧鼓鼓鼓鼓到到到到另另另另一侧一侧一侧一侧, ,因此需消耗一部分轮周功。

32、因此需消耗一部分轮周功。因此需消耗一部分轮周功。因此需消耗一部分轮周功。 部分进汽度部分进汽度部分进汽度部分进汽度e e越小越小越小越小, ,非工作区弧段越长，此项损失也就越大。非工作区弧段越长，此项损失也就越大。非工作区弧段越长，此项损失也就越大。非工作区弧段越长，此项损失也就越大。 采用护套装置把采用护套装置把采用护套装置把采用护套装置把“ “死区死区死区死区” ”内的动叶罩住可有效减小此项损失。内的动叶罩住可有效减小此项损失。内的动叶罩住可有效减小此项损失。内的动叶罩住可有效减小此项损失。斥汽损失斥汽损失斥汽损失斥汽损失 斥汽损失发生在装有喷嘴的弧段内。斥汽损失发生在装有喷嘴的弧段内。斥

33、汽损失发生在装有喷嘴的弧段内。斥汽损失发生在装有喷嘴的弧段内。 当当当当动动动动叶叶叶叶由由由由非非非非工工工工作作作作段段段段进进进进入入入入工工工工作作作作弧弧弧弧段段段段时时时时, ,喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴中中中中射射射射出出出出的的的的高高高高速速速速汽汽汽汽流流流流须须须须推推推推出出出出汽汽汽汽道道道道中中中中的的的的停停停停滞滞滞滞蒸蒸蒸蒸汽，从而消耗了工作蒸汽的一部分动能。汽，从而消耗了工作蒸汽的一部分动能。汽，从而消耗了工作蒸汽的一部分动能。汽，从而消耗了工作蒸汽的一部分动能。 由由由由于于于于叶叶叶叶轮轮轮轮高高高高速速速速旋旋旋旋转转转转的的的的作作作作用用用用, ,在在在在喷

34、喷喷喷嘴嘴嘴嘴组组组组出出出出口口口口端端端端A A处处处处产产产产生生生生漏漏漏漏汽汽汽汽引引引引起起起起损损损损失失失失。并并并并且且且且反反反反动动动动度度度度越越越越大大大大，这这这这种种种种漏漏漏漏汽汽汽汽越越越越严严严严重重重重；而而而而在在在在喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴组组组组进进进进入入入入端端端端B B则则则则产产产产生生生生抽抽抽抽汽汽汽汽，将将将将一一一一部部部部分分分分停停停停滞滞滞滞蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽吸吸吸吸入入入入动动动动叶汽道，干扰了主流引起损失叶汽道，干扰了主流引起损失叶汽道，干扰了主流引起损失叶汽道，干扰了主流引起损失。 由由由由于于于于动动动动叶叶叶叶每每每每经经经经过

35、过过过一一一一组组组组喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴弧弧弧弧段段段段时时时时就就就就要要要要发发发发生生生生一一一一次次次次斥斥斥斥汽汽汽汽损损损损失失失失。所所所所以以以以在在在在相相相相同同同同部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽度下，喷嘴沿圆周分布组数越多，斥汽损失就越大。度下，喷嘴沿圆周分布组数越多，斥汽损失就越大。度下，喷嘴沿圆周分布组数越多，斥汽损失就越大。度下，喷嘴沿圆周分布组数越多，斥汽损失就越大。 5 5. . 漏汽漏汽漏汽漏汽损损损损失失失失hh 冲动级冲动级冲动级冲动级反动级反动级反动级反动级 反反反反动动动动级级级级采采采采用用用用转转转转鼓鼓鼓鼓结结结结构构构构，其其其其漏漏漏漏汽汽汽

36、汽损损损损失失失失比比比比冲动级大。冲动级大。冲动级大。冲动级大。 内内内内径径径径汽汽汽汽封封封封的的的的漏漏漏漏汽汽汽汽量量量量比比比比冲冲冲冲动动动动级级级级的的的的隔隔隔隔板板板板漏漏漏漏汽汽汽汽量量量量大大大大，原原原原因因因因是是是是汽汽汽汽封封封封直直直直径径径径较较较较大大大大而而而而汽汽汽汽封封封封齿齿齿齿数数数数却较少却较少却较少却较少 由由由由于于于于动动动动叶叶叶叶前前前前后后后后的的的的压压压压差差差差较较较较大大大大，所所所所以以以以叶叶叶叶顶顶顶顶漏漏漏漏汽量也相当可观。汽量也相当可观。汽量也相当可观。汽量也相当可观。 隔板漏汽损失隔板漏汽损失隔板漏汽损失隔板漏汽

37、损失 叶顶漏汽损失叶顶漏汽损失叶顶漏汽损失叶顶漏汽损失减小措施：减小措施：减小措施：减小措施： 设置汽封设置汽封设置汽封设置汽封 轮盘上开设平衡孔轮盘上开设平衡孔轮盘上开设平衡孔轮盘上开设平衡孔 选选选选取取取取合合合合理理理理的的的的反反反反动动动动度度度度，尽量使叶根处不吸不漏尽量使叶根处不吸不漏尽量使叶根处不吸不漏尽量使叶根处不吸不漏 6. 湿汽湿汽损损失失hx湿蒸汽凝结成水减少了作功蒸汽量；湿蒸汽凝结成水减少了作功蒸汽量；湿蒸汽凝结成水减少了作功蒸汽量；湿蒸汽凝结成水减少了作功蒸汽量； 湿蒸汽中的水珠还会使叶片顶部进汽边背弧受到冲蚀湿蒸汽中的水珠还会使叶片顶部进汽边背弧受到冲蚀湿蒸汽中

38、的水珠还会使叶片顶部进汽边背弧受到冲蚀湿蒸汽中的水珠还会使叶片顶部进汽边背弧受到冲蚀 高高高高速速速速蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽挟挟挟挟带带带带低低低低速速速速水水水水珠珠珠珠需消耗部分动能；需消耗部分动能；需消耗部分动能；需消耗部分动能；水水水水珠珠珠珠进进进进入入入入动动动动叶叶叶叶时时时时将将将将撞撞撞撞击击击击在在在在动动动动叶叶叶叶进进进进口口口口处处处处的的的的背背背背弧弧弧弧上上上上，从而产生了撞击损失；从而产生了撞击损失；从而产生了撞击损失；从而产生了撞击损失；水水水水珠珠珠珠进进进进入入入入下下下下级级级级时时时时也也也也要要要要撞撞撞撞击击击击在在在在喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴进进进进口口口口

39、处处处处的的的的背背背背弧弧弧弧上上上上，从从从从而而而而扰扰扰扰乱乱乱乱了了了了主主主主流流流流，形成损失；形成损失；形成损失；形成损失；捕水装置不可避免地抽出了一部分蒸汽造成工质损失。捕水装置不可避免地抽出了一部分蒸汽造成工质损失。捕水装置不可避免地抽出了一部分蒸汽造成工质损失。捕水装置不可避免地抽出了一部分蒸汽造成工质损失。2.6 2.6 核电站湿蒸汽汽轮机的特点核电站湿蒸汽汽轮机的特点核电站湿蒸汽汽轮机的特点核电站湿蒸汽汽轮机的特点 绝绝绝绝大大大大多多多多数数数数核核核核电电电电站站站站汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机是是是是利利利利用用用用湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽工工工工作作作作的的的的，

40、这这这这对对对对汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的设设设设计计计计和和和和构构构构造造造造有有有有着着着着重重重重要的影响。与常规电站汽轮机相比，核电站汽轮机的主要特点有：要的影响。与常规电站汽轮机相比，核电站汽轮机的主要特点有：要的影响。与常规电站汽轮机相比，核电站汽轮机的主要特点有：要的影响。与常规电站汽轮机相比，核电站汽轮机的主要特点有： 1. 1. 蒸汽参数低，在一定范围内变化蒸汽参数低，在一定范围内变化蒸汽参数低，在一定范围内变化蒸汽参数低，在一定范围内变化 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽参参参参数数数数低低低低的的的的原原原原因因因因：压压压压水水水水堆堆堆堆核核核核电电电电厂厂厂厂二二二二回回回

41、回路路路路新新新新蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽参参参参数数数数取取取取决决决决于于于于一一一一回回回回路路路路冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂温温温温度度度度。为为为为了了了了保保保保证证证证反反反反应应应应堆堆堆堆的的的的安安安安全全全全稳稳稳稳定定定定运运运运行行行行，不不不不允允允允许许许许一一一一回回回回路路路路冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂沸沸沸沸腾腾腾腾( (过过过过冷冷冷冷水水水水) )。即即即即一一一一回回回回路路路路冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂温温温温度度度度取取取取决决决决于于于于一一一一回回回回路路路路压压压压力力力力，而而而而一一一一回回回回路路路路压压压压力力力力应应应应按按按按照照照照反反反反应

42、应应应堆堆堆堆压压压压力力力力容容容容器器器器的的的的计计计计算算算算极限压力选取。另外，极限压力选取。另外，极限压力选取。另外，极限压力选取。另外，核燃料芯块的锆合金核燃料芯块的锆合金核燃料芯块的锆合金核燃料芯块的锆合金包壳与水的相容温度包壳与水的相容温度包壳与水的相容温度包壳与水的相容温度不允许超过不允许超过不允许超过不允许超过350350。况且，水的临界温度况且，水的临界温度况且，水的临界温度况且，水的临界温度为为为为374.15374.15，因而一，因而一，因而一，因而一回路冷却剂温度提高回路冷却剂温度提高回路冷却剂温度提高回路冷却剂温度提高有限。因此压水堆核有限。因此压水堆核有限。因

43、此压水堆核有限。因此压水堆核电厂二回路的蒸汽参电厂二回路的蒸汽参电厂二回路的蒸汽参电厂二回路的蒸汽参数不可能取高。数不可能取高。数不可能取高。数不可能取高。 通常，蒸汽压力为通常，蒸汽压力为通常，蒸汽压力为通常，蒸汽压力为5.07.0MPa5.07.0MPa，温度为，温度为，温度为，温度为260285260285。蒸汽参数低的结果蒸汽参数低的结果 蒸汽参数低使得蒸汽参数低使得蒸汽参数低使得蒸汽参数低使得: : (1)(1)循循循循环环环环热热热热效效效效率率率率低低低低 最最最最先先先先进进进进的的的的压压压压水水水水堆堆堆堆核核核核电电电电站站站站的的的的循循循循环环环环热热热热效效效效率率

44、率率仅有仅有仅有仅有36%,36%,约为先进火电机组的约为先进火电机组的约为先进火电机组的约为先进火电机组的70%70%左右。左右。左右。左右。 (2)(2)理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降小小小小 多多多多级级级级湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降比比比比高高高高参参参参数数数数汽轮机的约小汽轮机的约小汽轮机的约小汽轮机的约小30%40%30%40%，因此：，因此：，因此：，因此： 大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸；大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸；大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸；大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸； 低低低低压压压压缸缸缸缸发发

45、发发出出出出的的的的功功功功率率率率约约约约占占占占整整整整个个个个机机机机组组组组的的的的50%60%50%60%而而而而在在在在火火火火电电电电厂厂厂厂高高高高参参参参数数数数机机机机组组组组中中中中低低低低压压压压缸缸缸缸约约约约占占占占30%40%30%40%左左左左右右右右 ，因因因因此此此此低低低低压压压压缸对机组的相对内效率具有更大的影响缸对机组的相对内效率具有更大的影响缸对机组的相对内效率具有更大的影响缸对机组的相对内效率具有更大的影响; ; 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在进进进进汽汽汽汽机机机机构构构构、外外外外置置置置式式式式分分分分离离离离再再再再热热热热器器器器中中中中的的的

46、的压压压压力力力力损损损损失失失失，对对对对机机机机组组组组的的的的热热热热效效效效率率率率有有有有很很很很大大大大影影影影响响响响，应应应应尽尽尽尽可可可可能能能能改改改改善善善善这这这这些些些些部部部部件件件件的的的的气气气气动力学性能。动力学性能。动力学性能。动力学性能。 2. 容积流量大容积流量大 由由由由于于于于湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的参参参参数数数数低低低低、理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降小小小小以以以以及及及及效效效效率率率率较较较较低低低低，因因因因而而而而蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽容容容容积积积积流流流流量量量量比比比比同同同同功功功功率率率率的的的的

47、高高高高参参参参数数数数汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机约约约约大大大大60%100%(60%100%(如如如如300MW300MW核核核核汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流量量量量约约约约为为为为2000t/h2000t/h，相相相相当当当当于于于于600MW600MW的的的的火火火火电电电电机机机机组组组组) )。由由由由此此此此导导导导致致致致核核核核汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的下下下下列列列列特特特特点：点：点：点： (1) (1) 进汽机构的尺寸增大进汽机构的尺寸增大进汽机构的尺寸增大进汽机构的尺寸增大 ； (2) (2) 功功功功率率率率大大大大于于于于60080

48、0MW600800MW汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的高高高高压压压压缸缸缸缸已已已已做做做做成成成成双双双双分分分分流流流流结构结构结构结构 ； (3) (3) 调调调调节节节节级级级级的的的的叶叶叶叶片片片片高高高高度度度度大大大大，故故故故弯弯弯弯曲曲曲曲应应应应力力力力较较较较大大大大，因因因因此此此此采采采采用用用用部分进汽困难，不宜采用喷嘴调节；部分进汽困难，不宜采用喷嘴调节；部分进汽困难，不宜采用喷嘴调节；部分进汽困难，不宜采用喷嘴调节； (4) (4) 低低低低压压压压缸缸缸缸通通通通流流流流量量量量大大大大，因因因因而而而而排排排排汽汽汽汽的的的的余余余余速速速速损损损损失失

49、失失对对对对热热热热效效效效率率率率有有有有更更更更大大大大的的的的影影影影响响响响，这这这这就就就就要要要要求求求求增增增增大大大大排排排排汽汽汽汽面面面面积积积积以以以以降降降降低低低低余余余余速速速速损损损损失失失失，同同同同时须提高排汽管中的速度动能利用系数。时须提高排汽管中的速度动能利用系数。时须提高排汽管中的速度动能利用系数。时须提高排汽管中的速度动能利用系数。 3. 核汽轮机大多数级处于湿蒸汽区核汽轮机大多数级处于湿蒸汽区 由由由由于于于于新新新新蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽是是是是饱饱饱饱和和和和汽汽汽汽，膨膨膨膨胀胀胀胀后后后后即即即即进进进进入入入入湿湿湿湿汽汽汽汽区区区区。因因因因而

50、而而而核核核核汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机大大大大多多多多数数数数级级级级处处处处于于于于湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽区区区区。可可可可以以以以近近近近似似似似地地地地认认认认为为为为，排排排排汽汽汽汽平平平平均均均均湿湿湿湿度度度度每每每每增增增增大大大大1%1%，汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的相相相相对对对对内内内内效效效效率率率率约约约约降降降降低低低低1%1%。且且且且湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽膨膨膨膨胀胀胀胀所所所所形形形形成成成成的的的的水水水水分分分分对对对对汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机通通通通流流流流部部部部分分分分元元元元件件件件及及及及其其其其他他他他过过过过流流流流设设设设备会产生冲

51、蚀破坏作用。备会产生冲蚀破坏作用。备会产生冲蚀破坏作用。备会产生冲蚀破坏作用。 为为为为此此此此，湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机高高高高、低低低低压压压压缸缸缸缸中中中中都都都都必必必必须须须须采采采采用用用用有有有有效效效效的的的的去去去去湿湿湿湿结结结结构构构构和和和和防防防防腐腐腐腐措措措措施施施施，而而而而且且且且饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机毫毫毫毫无无无无例例例例外外外外地地地地设设设设有有有有外部汽水分离器。外部汽水分离器。外部汽水分离器。外部汽水分离器。 外外外外部部部部汽汽汽汽水水水水分分分分离离离离器器器器通通通通常常常常设设设设

52、置置置置在在在在高高高高、低低低低压压压压缸缸缸缸之之之之间间间间，并并并并且且且且同同同同时时时时使使使使用用用用中中中中间间间间再再再再热热热热。再再再再热热热热器器器器通通通通常常常常分分分分为为为为两两两两段段段段，首首首首先先先先用用用用高高高高压压压压缸缸缸缸抽抽抽抽汽汽汽汽对对对对汽汽汽汽水水水水分分分分离离离离器器器器分分分分离离离离出出出出来来来来的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽进进进进行行行行再再再再热热热热，然然然然后后后后再再再再用用用用高高高高温温温温主主主主蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽再再再再行行行行加加加加热热热热。采采采采用用用用再再再再热热热热的的的的核核核核电电电电站站站站汽汽

53、汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的分分分分缸缸缸缸压压压压力力力力通通通通常常常常为新蒸汽压力的为新蒸汽压力的为新蒸汽压力的为新蒸汽压力的18%23%18%23%。 4. 4. 单排汽口极限功率较小单排汽口极限功率较小单排汽口极限功率较小单排汽口极限功率较小由由由由于于于于湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的参参参参数数数数低低低低、理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降小小小小，所所所所以以以以在在在在同同同同样样样样凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器压压压压力力力力和和和和相相相相同同同同排排排排汽汽汽汽缸缸缸缸数数数数目目目目下下下下，所所所所发发发发出出出出的的的的功功功功率率率率较较较

54、较高高高高参参参参数数数数汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机低低低低很很很很多多多多。通通通通常常常常可可可可以以以以用用用用以以以以下下下下途径提高核电站汽轮机的单机功率途径提高核电站汽轮机的单机功率途径提高核电站汽轮机的单机功率途径提高核电站汽轮机的单机功率。(1) (1) 增增增增大大大大排排排排汽汽汽汽口口口口通通通通流流流流能能能能力力力力 可可可可采采采采用用用用更更更更长长长长的的的的末末末末级级级级叶叶叶叶片片片片、增增增增多多多多分分分分流流流流数数数数目目目目( (排排排排汽汽汽汽口口口口 8).8).(2) (2) 提提提提高高高高排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力或或或或增增增增大

55、大大大余余余余速速速速损损损损失失失失 可可可可显显显显著著著著提提提提高高高高汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机功功功功率率率率，但但但但却却却却会会会会使使使使汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机经经经经济济济济性性性性下下下下降降降降。对对对对核核核核电电电电站站站站湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽透透透透平平平平而而而而言言言言，在在在在同同同同样样样样末末末末级级级级尺尺尺尺寸寸寸寸下下下下，排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力从从从从3.5kPa3.5kPa提提提提高高高高到到到到5.0kPa5.0kPa，功功功功率率率率可可可可增增增增大大大大40%40%以以以以上上上上，效效效效率率率率降降降降低低低低0.9%

56、0.9%。排排排排汽汽汽汽余速损失增大余速损失增大余速损失增大余速损失增大50%50%时可提高功率时可提高功率时可提高功率时可提高功率22%22%，经济性降低，经济性降低，经济性降低，经济性降低1.3%1.3%。(3) (3) 采用半速汽轮机采用半速汽轮机采用半速汽轮机采用半速汽轮机由由由由上上上上式式式式可可可可知知知知，在在在在给给给给定定定定初初初初终终终终参参参参数数数数及及及及u u和和和和 条条条条件件件件下下下下，机机机机组组组组的的的的电电电电功功功功率率率率与与与与转转转转速速速速的的的的平平平平方方方方成成成成反反反反比比比比。所所所所以以以以，在在在在不不不不增增增增加加

57、加加动动动动叶叶叶叶应应应应力力力力的的的的情情情情况况况况下下下下，汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机转转转转速速速速减减减减半半半半，理理理理论论论论上上上上可可可可以以以以使使使使极极极极限限限限功功功功率率率率提提提提高高高高三三三三倍倍倍倍之之之之多多多多。但但但但由由由由于于于于半半半半速速速速汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的转转转转子子子子、凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器、排排排排汽汽汽汽管管管管等等等等的的的的构构构构造造造造尺尺尺尺寸寸寸寸太太太太大大大大, ,制制制制造造造造工工工工艺艺艺艺上上上上难难难难以以以以实实实实现现现现，所所所所以以以以，实实实实际际际际半半半半速速速速汽汽汽汽

58、轮轮轮轮机机机机的的的的叶叶叶叶片高度和级的平均直径约可增大片高度和级的平均直径约可增大片高度和级的平均直径约可增大片高度和级的平均直径约可增大50%50%，相应功率可提高一倍多一些。，相应功率可提高一倍多一些。，相应功率可提高一倍多一些。，相应功率可提高一倍多一些。uu采用半速对汽轮机工作的影响采用半速对汽轮机工作的影响采用半速对汽轮机工作的影响采用半速对汽轮机工作的影响采用半速机不仅使功率增加采用半速机不仅使功率增加采用半速机不仅使功率增加采用半速机不仅使功率增加1 1倍倍倍倍, ,对汽机工作还将产生以下影响：对汽机工作还将产生以下影响：对汽机工作还将产生以下影响：对汽机工作还将产生以下影

59、响：汽轮机的可靠性汽轮机的可靠性汽轮机的可靠性汽轮机的可靠性转转转转速速速速越越越越低低低低，离离离离心心心心应应应应力力力力就就就就越越越越小小小小。因因因因此此此此，在在在在相相相相同同同同材材材材料料料料时时时时，其其其其末末末末级级级级叶叶叶叶片片片片的工作更为可靠。的工作更为可靠。的工作更为可靠。的工作更为可靠。许许许许多多多多研研研研究究究究认认认认为为为为，叶叶叶叶片片片片在在在在湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽中中中中侵侵侵侵蚀蚀蚀蚀程程程程度度度度与与与与轮轮轮轮周周周周速速速速度度度度的的的的2 2次次次次方方方方、3 3次次次次方方方方甚甚甚甚至至至至4 4次次次次方方方方成成成

60、成正正正正比比比比。采采采采用用用用半半半半转转转转速速速速，可可可可使使使使叶叶叶叶片片片片的的的的抗抗抗抗侵侵侵侵蚀蚀蚀蚀能能能能力力力力和和和和可可可可靠性大大提高。靠性大大提高。靠性大大提高。靠性大大提高。叶片振动特性分析表明，低速汽轮机的动态可靠性更高。叶片振动特性分析表明，低速汽轮机的动态可靠性更高。叶片振动特性分析表明，低速汽轮机的动态可靠性更高。叶片振动特性分析表明，低速汽轮机的动态可靠性更高。汽轮机的经济性汽轮机的经济性汽轮机的经济性汽轮机的经济性有有有有关关关关不不不不同同同同额额额额定定定定转转转转速速速速对对对对汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机组组组组效效效效率率率率影影影影响

61、响响响的的的的研研研研究究究究表表表表明明明明，虽虽虽虽然然然然半半半半速速速速机机机机组组组组在在在在高高高高压压压压部部部部分分分分带带带带来来来来一一一一些些些些附附附附加加加加损损损损失失失失，但但但但低低低低压压压压部部部部分分分分的的的的效效效效率率率率将将将将得得得得到到到到更更更更多多多多的的的的提提提提高高高高。例例例例如如如如，对对对对于于于于400600MW400600MW汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机组组组组，采采采采用用用用半半半半转转转转速速速速可可可可使使使使汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的经济性提高的经济性提高的经济性提高的经济性提高0.81.1%0.81.1%。( (余速

62、损失减小余速损失减小余速损失减小余速损失减小) )据对世界据对世界据对世界据对世界410410台核电机组统计，台核电机组统计，台核电机组统计，台核电机组统计，900MW900MW以上机组多数为半速机组以上机组多数为半速机组以上机组多数为半速机组以上机组多数为半速机组重量、尺寸和造价重量、尺寸和造价重量、尺寸和造价重量、尺寸和造价在在在在保保保保持持持持最最最最佳佳佳佳速速速速比比比比的的的的条条条条件件件件下下下下，若若若若转转转转子子子子直直直直径径径径不不不不变变变变，降降降降低低低低转转转转速速速速会会会会使使使使级级级级的的的的焓焓焓焓降降降降减减减减小小小小，使使使使汽汽汽汽轮轮轮轮

63、机机机机级级级级数数数数增增增增多多多多；若若若若每每每每级级级级焓焓焓焓降降降降不不不不变变变变，则则则则需需需需增增增增大大大大级级级级的的的的直直直直径径径径。这这这这些些些些都都都都将将将将使使使使汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸和和和和材材材材料料料料消消消消耗耗耗耗量量量量增增增增大大大大( (功功功功率率率率增增增增加加加加一一一一倍倍倍倍重重重重量量量量约为原来的约为原来的约为原来的约为原来的2.82.8倍倍倍倍) ) 。因而汽轮机的造价也相应增加。因而汽轮机的造价也相应增加。因而汽轮机的造价也相应增加。因而汽轮机的造价也相应增加。(4) 给水回热加热给水回热加

64、热核核电电站站中中采采用用给给水水回回热热加加热热，除除具具有有常常规规电电站站可可提高单机功率等优点外，还有以下特点：提高单机功率等优点外，还有以下特点：在在饱饱和和蒸蒸汽汽区区内内采采用用抽抽汽汽进进行行给给水水回回热热，在在热热力学上比过热区有利；力学上比过热区有利；抽抽取取湿湿蒸蒸汽汽能能够够几几乎乎无无损损失失地地将将集集中中在在叶叶片片外外围围的的水水引引出出通通流流部部分分，从从而而提提高高汽汽轮轮机机效效率率和和后后面面各级工作的可靠性；各级工作的可靠性；由由于于抽抽汽汽焓焓值值较较低低使使抽抽汽汽份份额额增增大大，因因而而减减少少了进入凝汽器的蒸汽份额。了进入凝汽器的蒸汽份额

65、。以上三点均可提高核给水回热加热系统的效益。以上三点均可提高核给水回热加热系统的效益。 5. 5. 甩负荷容易超速甩负荷容易超速甩负荷容易超速甩负荷容易超速 湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机甩甩甩甩负负负负荷荷荷荷时时时时容容容容易易易易超超超超速速速速，如如如如不不不不采采采采取取取取特特特特殊殊殊殊措措措措施施施施，机机机机组组组组的的的的最最最最大超速值可达大超速值可达大超速值可达大超速值可达1525%1525%，其主要原因有：，其主要原因有：，其主要原因有：，其主要原因有： (1) (1) 与与与与同同同同功功功功率率率率常常常常规规规规机机机机组组组组相相相相比比比比

66、，核核核核汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的低低低低压压压压部部部部分分分分的的的的容容容容积积积积要要要要大大大大得得得得多多多多，加加加加上上上上汽汽汽汽水水水水分分分分离离离离再再再再热热热热器器器器及及及及联联联联通通通通管管管管道道道道等等等等都都都都具具具具有有有有很很很很大大大大的的的的容容容容积积积积，使使使使整整整整个个个个蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽通通通通流流流流空空空空间间间间增增增增加加加加很很很很多多多多。当当当当机机机机组组组组突突突突然然然然甩甩甩甩负负负负荷荷荷荷时时时时，尽尽尽尽管管管管主主主主汽汽汽汽阀阀阀阀和和和和调调调调节节节节阀阀阀阀立立立立即即即即关关关关闭闭闭

67、闭，但但但但这这这这些些些些通通通通流流流流空空空空间间间间的的的的大大大大量量量量蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽仍仍仍仍然然然然要要要要继继继继续续续续作作作作功功功功，使使使使汽汽汽汽轮轮轮轮机发生超速。机发生超速。机发生超速。机发生超速。 (2) (2) 在在在在正正正正常常常常情情情情况况况况下下下下，汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机通通通通流流流流部部部部分分分分及及及及管管管管道道道道表表表表面面面面大大大大多多多多在在在在湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽区区区区工工工工作作作作，均均均均覆覆覆覆盖盖盖盖着着着着一一一一层层层层水水水水膜膜膜膜。一一一一旦旦旦旦汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机甩甩甩甩负负负负荷荷荷荷时

68、时时时，压压压压力力力力下下下下降降降降，水水水水膜膜膜膜就蒸发成蒸汽，并在汽轮机内继续作功，也引发汽轮机超速。就蒸发成蒸汽，并在汽轮机内继续作功，也引发汽轮机超速。就蒸发成蒸汽，并在汽轮机内继续作功，也引发汽轮机超速。就蒸发成蒸汽，并在汽轮机内继续作功，也引发汽轮机超速。 为了减少核电站汽轮机的转速飞升，可以采取以下措施：为了减少核电站汽轮机的转速飞升，可以采取以下措施：为了减少核电站汽轮机的转速飞升，可以采取以下措施：为了减少核电站汽轮机的转速飞升，可以采取以下措施： 在汽水分离再热器后低压缸进口前设置快速关闭阀门。在汽水分离再热器后低压缸进口前设置快速关闭阀门。在汽水分离再热器后低压缸进

69、口前设置快速关闭阀门。在汽水分离再热器后低压缸进口前设置快速关闭阀门。 减减减减小小小小高高高高低低低低压压压压缸缸缸缸之之之之间间间间的的的的管管管管道道道道尺尺尺尺寸寸寸寸，将将将将分分分分离离离离器器器器和和和和再再再再热热热热器器器器做做做做在在在在同同同同一一一一容容容容器中等，即减小中间容积；器中等，即减小中间容积；器中等，即减小中间容积；器中等，即减小中间容积； 完善汽轮机和管道的疏水。完善汽轮机和管道的疏水。完善汽轮机和管道的疏水。完善汽轮机和管道的疏水。 2. 7汽轮机结构简介汽轮机结构简介 汽汽轮轮机由机由转动转动部分和静止部分所部分和静止部分所组组成。成。 汽汽轮轮机机转

70、转动动部部件件的的组组合合体体成成为为转转子子，它它包包括括主主轴轴、叶叶轮轮(或或转转鼓鼓)、动动叶叶栅栅、联联轴轴器器及及装装在在轴轴上上的的其其它它部部件件。蒸蒸汽汽作作用用在在动动叶叶栅栅上上的的力力矩矩，通通过过叶叶轮轮、主主轴轴和和联联轴轴器器传传递递给给发发电电机机或或其其它它设设备备，并并使使它它们们旋旋转转而作功。而作功。 汽汽轮轮机机的的静静止止部部分分包包括括基基础础部部分分、台台板板(机机座座)、汽汽缸缸、喷喷嘴嘴、隔隔板板、汽汽封封、轴轴承承等等部部件件，但但主主要要是是汽缸和隔板。汽缸和隔板。2.7.1 2.7.1 汽轮机的转动部分汽轮机的转动部分汽轮机的转动部分汽

71、轮机的转动部分 汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的转转转转动动动动部部部部分分分分包包包包括括括括转转转转子子子子和和和和盘盘盘盘车车车车装装装装置置置置。盘盘盘盘车车车车装装装装置置置置在在在在第第第第三三三三章章章章中中中中介介介介绍，本节只介绍转子。绍，本节只介绍转子。绍，本节只介绍转子。绍，本节只介绍转子。vv转转转转子子子子主主主主要要要要7 7主主主主轴轴轴轴、叶叶叶叶轮轮轮轮( (或或或或转转转转鼓鼓鼓鼓) )、动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅、联联联联轴轴轴轴器器器器及及及及其其其其他他他他转转转转动动动动零零零零件件件件组成组成组成组成 vv转转转转子子子子的的的的作作作作用用用用是是

72、是是汇汇汇汇集集集集各各各各级级级级动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅所所所所得得得得到到到到的的的的机机机机械械械械能能能能并并并并把把把把它它它它传传传传递递递递给给给给其其其其他他他他机械机械机械机械1. 1. 转子的结构转子的结构转子的结构转子的结构vv汽轮机转子可分为轮式和鼓式两种基本类型汽轮机转子可分为轮式和鼓式两种基本类型汽轮机转子可分为轮式和鼓式两种基本类型汽轮机转子可分为轮式和鼓式两种基本类型 vv轮式转子有整锻式、套装式、组合式和焊接式四种结构形式轮式转子有整锻式、套装式、组合式和焊接式四种结构形式轮式转子有整锻式、套装式、组合式和焊接式四种结构形式轮式转子有整锻式、套装式、组合式和

73、焊接式四种结构形式套装转子套装转子组合转子组合转子焊接转子焊接转子鼓式转子鼓式转子2.7.2. 2.7.2. 叶轮叶轮叶轮叶轮vv叶轮是用来装置叶片并传递汽流对叶栅产生的扭矩的叶轮是用来装置叶片并传递汽流对叶栅产生的扭矩的叶轮是用来装置叶片并传递汽流对叶栅产生的扭矩的叶轮是用来装置叶片并传递汽流对叶栅产生的扭矩的vv绝大多数叶轮都由轮缘、轮面和轮毂三部分组成绝大多数叶轮都由轮缘、轮面和轮毂三部分组成绝大多数叶轮都由轮缘、轮面和轮毂三部分组成绝大多数叶轮都由轮缘、轮面和轮毂三部分组成vv叶叶叶叶轮轮轮轮承承承承受受受受的的的的载载载载荷荷荷荷有有有有：自自自自身身身身及及及及叶叶叶叶片片片片等等

74、等等高高高高速速速速旋旋旋旋转转转转所所所所产产产产生生生生的的的的巨巨巨巨大大大大离离离离心心心心力力力力、叶叶叶叶轮轮轮轮两两两两侧侧侧侧压压压压差差差差的的的的作作作作用用用用力力力力、传传传传递递递递扭扭扭扭矩矩矩矩的的的的切切切切向向向向作作作作用用用用力力力力、温温温温度度度度不不不不均均均均引引引引起起起起的的的的热热热热应应应应力力力力、自自自自身身身身及及及及叶叶叶叶片片片片振振振振动动动动引引引引起起起起的的的的交交交交变变变变应应应应力力力力等等等等。对对对对于于于于套套套套装装装装叶叶叶叶轮轮轮轮，其其其其内内内内孔上还承受着因过盈配合而产生的接触应力。孔上还承受着因过

75、盈配合而产生的接触应力。孔上还承受着因过盈配合而产生的接触应力。孔上还承受着因过盈配合而产生的接触应力。 2.7.3. 2.7.3. 动叶片与动叶栅动叶片与动叶栅动叶片与动叶栅动叶片与动叶栅T T型叶根型叶根型叶根型叶根叉型、枞树型叶根叉型、枞树型叶根叉型、枞树型叶根叉型、枞树型叶根围带围带围带围带拉金拉金拉金拉金4. 4. 联轴器联轴器联轴器联轴器刚性联轴器刚性联轴器刚性联轴器刚性联轴器半挠性联轴器半挠性联轴器半挠性联轴器半挠性联轴器大亚湾的高压转子大亚湾的高压转子大亚湾的高压转子大亚湾的高压转子大亚湾的低压转子大亚湾的低压转子大亚湾的低压转子大亚湾的低压转子2.8 2.8 汽轮机的静止部分

76、汽轮机的静止部分汽轮机的静止部分汽轮机的静止部分1. 1. 汽缸的作用汽缸的作用汽缸的作用汽缸的作用 汽汽汽汽缸缸缸缸是是是是汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的外外外外壳壳壳壳。汽汽汽汽缸缸缸缸的的的的作作作作用用用用是是是是将将将将进进进进入入入入汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机内内内内的的的的工工工工质质质质与与与与外外外外界界界界隔隔隔隔绝绝绝绝，使使使使工工工工质质质质在在在在一一一一个个个个封封封封闭闭闭闭的的的的空空空空间间间间内内内内流流流流动动动动；汽汽汽汽缸缸缸缸内内内内安安安安装装装装着着着着隔隔隔隔板板板板、喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和和和和轴轴轴轴封封封封等等等等部部部部件件件件，它它它它

77、们们们们与与与与转转转转子子子子上上上上的的的的相相相相应应应应的的的的运运运运动动动动部部部部件件件件相相相相配配配配合合合合，完完完完成成成成膨膨膨膨胀胀胀胀作作作作功功功功的的的的能能能能量量量量转转转转换换换换过过过过程程程程；汽汽汽汽缸缸缸缸外外外外连连连连接接接接着着着着进进进进汽汽汽汽、排排排排汽汽汽汽和和和和抽抽抽抽汽汽汽汽等等等等管管管管道道道道，因因因因此此此此汽汽汽汽缸缸缸缸还还还还起起起起着着着着对对对对缸缸缸缸内内内内外外外外部部部部件件件件定定定定位支承作用。位支承作用。位支承作用。位支承作用。 汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机运运运运行行行行时时时时，汽汽汽汽缸缸缸缸除除

78、除除了了了了承承承承受受受受内内内内外外外外压压压压差差差差以以以以及及及及本本本本身身身身和和和和装装装装在在在在其其其其中中中中的的的的各各各各零零零零部部部部件件件件的的的的重重重重量量量量等等等等静静静静载载载载荷荷荷荷外外外外，还还还还要要要要承承承承受受受受汽汽汽汽流流流流对对对对喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴等等等等的的的的作作作作用用用用力力力力及及及及温温温温度度度度分分分分布布布布不不不不均均均均而而而而引引引引起的热应力。因此，对汽缸的结构要求主要有以下几点：起的热应力。因此，对汽缸的结构要求主要有以下几点：起的热应力。因此，对汽缸的结构要求主要有以下几点：起的热应力。因此，对汽缸的结

79、构要求主要有以下几点： (1) (1) 有足够的强度和刚度及很好的蒸汽严密性；有足够的强度和刚度及很好的蒸汽严密性；有足够的强度和刚度及很好的蒸汽严密性；有足够的强度和刚度及很好的蒸汽严密性； (2) (2) 保证各部分受热时能自由膨胀，并能始终保持中心不变；保证各部分受热时能自由膨胀，并能始终保持中心不变；保证各部分受热时能自由膨胀，并能始终保持中心不变；保证各部分受热时能自由膨胀，并能始终保持中心不变； (3) (3) 通流部分有良好的气动性能；通流部分有良好的气动性能；通流部分有良好的气动性能；通流部分有良好的气动性能； (4) (4) 汽汽汽汽缸缸缸缸形形形形状状状状要要要要简简简简单

80、单单单、对对对对称称称称，壁壁壁壁厚厚厚厚变变变变化化化化要要要要均均均均匀匀匀匀。在在在在满满满满足足足足强强强强度度度度和和和和刚刚刚刚度度度度的的的的要要要要求求求求下，尽量减薄汽缸壁和连接法兰的宽度；下，尽量减薄汽缸壁和连接法兰的宽度；下，尽量减薄汽缸壁和连接法兰的宽度；下，尽量减薄汽缸壁和连接法兰的宽度； (5) (5) 高温部分尽量集中在较小的范围内，以节约贵重钢材消耗量；高温部分尽量集中在较小的范围内，以节约贵重钢材消耗量；高温部分尽量集中在较小的范围内，以节约贵重钢材消耗量；高温部分尽量集中在较小的范围内，以节约贵重钢材消耗量； (6) (6) 工艺性好，便于加工制造、运输、安

81、装和检修。工艺性好，便于加工制造、运输、安装和检修。工艺性好，便于加工制造、运输、安装和检修。工艺性好，便于加工制造、运输、安装和检修。2.8.1 2.8.1 汽缸汽缸汽缸汽缸2. 2. 高中、压缸高中、压缸高中、压缸高中、压缸内外缸夹层冷却内外缸夹层冷却内外缸夹层冷却内外缸夹层冷却回流式高压缸回流式高压缸回流式高压缸回流式高压缸大亚湾高压缸立剖大亚湾高压缸立剖大亚湾高压缸立剖大亚湾高压缸立剖大亚湾高压缸剖面大亚湾高压缸剖面大亚湾高压缸剖面大亚湾高压缸剖面3. 3. 低压缸结构低压缸结构低压缸结构低压缸结构大亚湾低压缸立剖大亚湾低压缸立剖大亚湾低压缸立剖大亚湾低压缸立剖大亚湾低压缸纵剖大亚湾低

82、压缸纵剖大亚湾低压缸纵剖大亚湾低压缸纵剖排汽缸喷水降温装置排汽缸喷水降温装置排汽缸喷水降温装置排汽缸喷水降温装置大大大大亚亚亚亚湾湾湾湾排排排排汽汽汽汽缸缸缸缸喷喷喷喷水水水水冷却母管冷却母管冷却母管冷却母管大大大大亚亚亚亚湾湾湾湾低低低低压压压压缸缸缸缸上上上上的的的的压力释放爆破盘压力释放爆破盘压力释放爆破盘压力释放爆破盘2.7.2 2.7.2 大亚湾高压缸隔板套及隔板体大亚湾高压缸隔板套及隔板体大亚湾高压缸隔板套及隔板体大亚湾高压缸隔板套及隔板体2.7.3 2.7.3 汽缸的支承与热膨胀汽缸的支承与热膨胀汽缸的支承与热膨胀汽缸的支承与热膨胀(1) (1) 汽缸的支承汽缸的支承汽缸的支承汽

83、缸的支承下猫爪中分面支承下猫爪中分面支承下猫爪中分面支承下猫爪中分面支承大亚湾高压缸的上猫爪支承大亚湾高压缸的上猫爪支承大亚湾高压缸的上猫爪支承大亚湾高压缸的上猫爪支承(2) (2) 滑销系统滑销系统滑销系统滑销系统l大亚湾的滑销系统大亚湾的滑销系统大亚湾的滑销系统大亚湾的滑销系统2.5.2.4 去湿装置与防冲蚀去湿装置与防冲蚀l湿蒸汽级中的水珠运动轨迹湿蒸汽级中的水珠运动轨迹湿蒸汽级中的水珠运动轨迹湿蒸汽级中的水珠运动轨迹l大亚湾高压缸中的去湿装置大亚湾高压缸中的去湿装置大亚湾高压缸中的去湿装置大亚湾高压缸中的去湿装置l防冲蚀措施防冲蚀措施2.5.2.5 2.5.2.5 轴承轴承轴承轴承滑动轴承的工作原理滑动轴承的工作原理滑动轴承的工作原理滑动轴承的工作原理轴承内的油楔轴承内的油楔轴承内的油楔轴承内的油楔椭圆形轴承椭圆形轴承椭圆形轴承椭圆形轴承三油楔轴承三油楔轴承三油楔轴承三油楔轴承可倾瓦轴承可倾瓦轴承可倾瓦轴承可倾瓦轴承大亚湾的径向轴承大亚湾的径向轴承大亚湾的径向轴承大亚湾的径向轴承推力轴承工作原理推力轴承工作原理推力轴承工作原理推力轴承工作原理国产引进型国产引进型国产引进型国产引进型300MW300MW汽轮机推力轴承汽轮机推力轴承汽轮机推力轴承汽轮机推力轴承