汽轮机原理习题

0、汽轮机某级 p0=3.4MPa，t0=435ºC，Ω m=0.38，p2=2.2MPa。喷嘴为渐缩型，其出口面积 A=52cm2。试计算： （1）通过喷嘴的实际流量G(取流量系数 0.97)； （2）当 p2=2.2MPa，Ω m=0.3 时，通过喷嘴的流量又为多少？ （3）如果喷嘴入口 c0=120m/s，则在（2）条件下喷嘴的流量？ 1． 国产引进型 Westinghouse 300MW亚临界、一次中间再热凝汽式电站汽轮机，工作转速 为 3000 转/分。 该机末级的平均直径 2604mm， 额定工况下通过该级的蒸汽流量为273.75t/h， 级前蒸汽的压力p0 0.0243MPa，温度t0 65.6C，静叶压差为 0.0108Mpa，整级压差 为 0.0191Mpa，喷嘴进口汽流初速度为 110m/s；喷嘴出口汽流角sin 1  0.3203，动叶相 对出口汽流角sin 2  0.4839。设计估算时，取喷嘴速度系数＝0.97，动叶速度系数  0.95。计算 (1) 该级的轮周速度和反动度 (2) 喷嘴叶栅热力计算。 由喷嘴出口汽流速度、 判别喷嘴是否临界和斜切部分是否膨胀、 喷嘴流量系数等的计算，求出喷嘴损失和喷嘴高度。 (3) 动叶叶栅热力计算。由动叶进口相对速度、动叶理想焓降和动叶出口相对速度、判 别动叶是否临界和斜切部分是否膨胀、动叶流量系数等的计算，求出动叶损失和动 叶高度。 (4) 该级动叶、 喷嘴出口面积比， 按常规设计原则对计算结果的正确合理作检验、 分析。 (5) 按比例作出该级动叶进、出口的汽流速度三角形。 (6) 该级的轮周功、理想能量、轮周效率。 (7) 该级的其余级内损失(转轴直径取 660mm，汽封间隙为 0.50mm，汽封流量系数为 0.15)。 (8) 按比例画出该级各项损失的棒形图或圆饼图。 (9) 画出该级的 h-s 汽态线，注明主要点的意义。 (10)画出该级动叶根部、顶部的速度三角形，计算出基于平均直径的根部、顶部汽流撞 击角。 (11)基于平均直径处的反动度，求出叶根、叶顶处的反动度。 (12)基于(10)和(11)的计算，分析说明长叶片必须采用扭曲叶型的理由。 2． 国产引进型Westinghouse 300MW 汽轮机，额定工况下主汽门前的主蒸汽压力为 16.7Mpa、温度为537℃，主蒸汽流量为910.2t/h，给水温度为274℃，采用高中压合缸、 1 个双分流对置低压缸结构布置，各级主要设计数据见附表1。 (1) 计算高压缸各级的理想焓降和实际焓降， 由此得到高压缸各级的相对内效率和高压 缸的重热系数。 (2) 画出高压缸额定工况下各级相对内效率分布棒形图， 依据汽轮机级的工作原理的理 论与方法，分析其中的原因。 (3) 计算出高压进汽、再热器和中低连通管压力损失，各缸的相对内效率和调节级的相 对内效率， 画出整机的热力过程线， 分析、 比较该汽轮机各缸大小不同的主要原因。 (4) 计算求出高压缸非调节级、中压缸和低压缸的第一和末级的理想焓降及假想速比， 并用棒形图表示之，研究、分析一次中间再热汽轮机中沿蒸汽膨胀流程的焓降变化 规律。 “汽轮机原理”习题 附表附表 1 1国产引进型国产引进型 300MW300MW 汽轮机各级主要数据汽轮机各级主要数据 缸 别 级 号 调节级 1 高 压 缸 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 中 压 缸 2 3 4 5 6 7 8 9 额定工况 级流量 T/h 905.6 886.1 886.1 886.1 886.1 886.1 886.1 886.1 852.9 852.9 852.9 852.9 747.6 758.0 758.0 758.0 758.0 724.9 724.9 724.9 724.9 ℃ 537.0 483.8 471.1 457.9 443.8 428.9 413.5 397.6 381.0 365.2 348.8 331.8 533.6 515.3 496.4 476.4 455.5 433.7 411.1 386.9 361.1 MPa 16.00 11.60 10.70 9.87 9.01 8.17 7.38 6.61 5.89 5.26 4.66 4.10 3.12 2.78 2.47 2.16 1.88 1.63 1.39 1.17 0.97 0.445 0.437 0.437 0.424 0.404 0.387 0.366 0.309 0.299 0.280 0.263 0.175 0.159 0.153 0.144 0.133 0.121 0.115 0.106 0.0942 MPaMPa 4.250 0.883 0.859 0.857 0.838 0.797 0.765 0.730 0.626 0.599 0.563 0.525 0.336 0.314 0.302 0.281 0.257 0.236 0.220 0.203 0.179 kW 18555 5365 5608 5992 6325 6551 6855 7194 6345 6653 6930 7203 7818 8052 8520 8831 9158 9062 9651 10276 10666 mm 1061.3 844.2 864.2 884.2 904.4 926.0 948.0 970.8 991.4 1014.0 1039.0 1063.6 1078.87 1100.46 1122.04 1145.60 1172.97 1204.86 1233.42 1265.32 1302.43 喷嘴 mm 22.90 68.40 69.20 70.00 70.90 73.40 76.20 79.60 81.00 84.50 90.30 95.10 101.40 106.12 110.85 115.57 124.08 137.08 146.80 159.85 176.08 mm2 20169 45624 47269 48981 51590 54792 58347 62586 64180 68641 74454 81094 120770 130829 140239 152732 168079 179997 197614 221512 253749 mm 1064.30 854.19 874.24 894.39 915.04 937.14 959.14 983.44 1002.39 1026.69 1051.74 1077.04 1089.66 1111.25 1134.82 1159.76 1190.66 1220.22 1251.10 1282.98 1327.36 动叶 mm 27.94 68.82 69.56 70.52 71.96 74.86 77.66 82.66 82.42 87.50 93.36 99.56 103.76 108.48 113.20 119.28 131.30 142.00 154.02 167.06 188.60 mm2 31120 45985 48392 50230 52500 56091 59695 63539 64602 69625