【正文】 機組背壓的降低而增加，隨負荷的減小而減小，因此承擔(dān)基本負荷的凝汽式機組汽輪機較適宜采用節(jié)流調(diào)節(jié)。（ ）三、填空題，主汽壓力 滑動 ，主汽溫度 基本不變 。，采用滑壓運行于采用定壓噴嘴調(diào)節(jié)方式相比，調(diào)節(jié)級后各級溫度變化 很小 ，因而熱應(yīng)力 很小 。，流量變化時級的理想比焓降 不變 ，反動度 不變 。背壓式汽輪機非調(diào)節(jié)級，流量增大，級的理想比焓降 增大 ，反動度 降低 。，節(jié)流損失 少 ，效率 高 。，汽輪機帶高負荷時，宜采用 噴嘴配汽 ，低負荷時宜采用 節(jié)流配汽 。，全機軸向推力與流量成 正比 。四、名詞解釋 答：凝汽器真空達到末級動葉膨脹極限壓力下的真空時，該真空稱為凝汽器的極限真空。答：汽輪機的進汽壓力隨外界的負荷增減而上下“滑動”。 答：每增加單位功率需多增加的汽耗量。 答：汽輪機發(fā)電機組的功率與汽耗量間的關(guān)系曲線。 答：級內(nèi)的噴嘴葉柵和動葉柵兩者之一的流速達到或超過臨界速度。 答：級內(nèi)噴嘴和動葉出口氣流速度均小于臨界速度。 答：級組內(nèi)至少有一列葉柵的出口流速達到或超過臨界速度。 答：汽輪機在偏離設(shè)計參數(shù)的條件下運行，稱為汽輪機的變工況。 答：閥門全開的狀態(tài)點，汽流節(jié)流損失最小，流動效率最高的工況點。答：進入汽輪機的所有蒸汽都通過一個調(diào)節(jié)汽門，然后進入汽輪機的配汽方式。1. 縮放噴嘴的膨脹度。2. 縮放噴嘴的極限壓力。3. 沖角。4. 正沖角。5. 負沖角。6. 節(jié)流調(diào)節(jié)7. 噴嘴調(diào)節(jié)五、簡答題答：噴嘴配汽是依靠幾個調(diào)門控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)級噴嘴來調(diào)節(jié)汽輪機的進汽量。 這種配汽方式具有如下特點：部分進汽，e﹤1,滿負荷時，仍存在部分進汽，所以效率比節(jié)流配汽低；部分負荷時，只有那個部分開啟的調(diào)節(jié)汽門中蒸汽節(jié)流較大，而其余全開汽門中的蒸汽節(jié)流已減小到最小，故定壓運行時的噴嘴配汽與節(jié)流配汽相比，節(jié)流損失較少，效率較高，？ 答：1—鍋爐；2—汽輪機；3—發(fā)電機；4—凝汽器；5—給水泵，并說明其使用的條件。答：弗留格爾公式為：。使用條件為：保持設(shè)計工況和變工況下通汽面積不變。若由于其他原因，使通汽面積發(fā)生改變時應(yīng)進行修正；同一工況下，各級的流量相等或成相同的比例關(guān)系；流過各級的汽流為一股均質(zhì)流（調(diào)節(jié)級不能包括在級組內(nèi)）。，為什么？ 答：調(diào)節(jié)級最危險工況為：第一調(diào)節(jié)汽門全開，而其他調(diào)節(jié)汽門全關(guān)的情況。當(dāng)只有在上述情況下，不僅⊿htI最大，而且，流過第一噴嘴組的流量是第一噴嘴前壓力等于調(diào)節(jié)汽門全開時第一級前壓力情況下的臨界流量，是第一噴嘴的最大流量，這段流量集中在第一噴嘴后的少數(shù)動葉上，使每片動葉分攤的蒸汽流量最大。動葉的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之積，因此此時調(diào)節(jié)級受力最大，是最危險工況。，初溫變化對汽輪機經(jīng)濟性和安全性的影響在其他參數(shù)不變的情況下并說明汽輪機初壓升高時，為什么說末級葉片危險性最大？答：初溫不變，初壓升高過多，將使主蒸汽管道、主汽門、調(diào)節(jié)汽門、導(dǎo)管等承壓部件內(nèi)部應(yīng)力增大。若調(diào)節(jié)汽門開度不變，則除壓升高，致使新汽比容減小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。各級葉片的受力正比于流量而增大，流量增大時末級葉片的比焓降增大的更多，而葉片的受力正比于流量和比焓降之積，故此時末級運行安全性危險。同時，流量增大還將使軸向推力增大。16. 分析說明汽輪機某一中間級在理想焓降減小時其反動度的變化情況。答：級的反動度變化主要是速比變化引起的，固定轉(zhuǎn)速汽輪機圓周速度不變，此時反動度隨級的比焓降變化。 （如圖）當(dāng)比焓降減小即速比增大時，,減為，動葉進口實際有效相對速度為,若反動度不變，則；在噴嘴出口面積和動葉出口面積不變的情況下，噴嘴葉柵中以流出的汽流，來不及以的速度流出動葉柵，在動葉汽道內(nèi)形成阻塞，造成動葉汽道與葉柵軸向間隙中壓力升高，使反動度增大，從而使減小，增大，減輕動葉柵汽道的阻塞。 W1uC1C11W11’W11當(dāng)比焓降增大時，則有，故由上可知反動度降低。17. 用hs圖上的熱力過程線分析說明噴嘴配汽定壓運行與滑壓運行哪一種運行方式對變負荷的適應(yīng)性好。答：如圖：以高壓缸在設(shè)計工況和75%設(shè)計負荷的熱力過程線為例進行說明。曲線A1B1CA1B2C2是定壓運行機組100%設(shè)計工況和75%設(shè)計負荷的熱力過程線，曲線A1DA2D2為滑壓運行相應(yīng)工況熱力過程線。由圖可見，定壓運行時排汽溫度下降近60度，表明高壓缸各級的溫度變化較大，熱應(yīng)力和熱變形較大，負荷變化時，靈活性和安全性較差；滑壓運行下，排氣溫度保持在320度左右，即負荷變化時，高壓缸熱應(yīng)力和熱變形很小，從而增強了機組調(diào)峰的靈活性和安全性。 shA1A2D1D2C2C1B1B2P0t=5400t=3200t=262018. 某背壓式汽輪機才用噴嘴調(diào)節(jié)方式，其流量由設(shè)計工況增加，排汽壓力近似不變，變工況前后為亞臨界狀態(tài)，請定性填寫下表（只需填寫增、減、基本不變）P2/p0⊿htxaΩmηi調(diào)節(jié)級中間級末幾級。答：對于凝汽式汽輪機，負荷即流量變化時，各中間級焓降基本不變，因而反動度不變，各級前后壓差與流量程正比，即汽輪機軸向推力與流量成正比；同時，末級不遵循此規(guī)律，調(diào)節(jié)級的軸向推力也是隨部分進汽度而改變的，且最大負荷時，軸向推力最大，但調(diào)節(jié)級和末級其軸向推力在總推力中所占比例較小，一般忽略，認為凝汽式汽輪機總軸向推力與流量成正比，且最大負荷時軸向推力最大。20．漸縮噴嘴和縮放噴嘴的變工況特性有何差別？答：縮放噴嘴與漸縮噴嘴的本質(zhì)區(qū)別，是它的臨界截面與出口截面不同，且縮放噴嘴設(shè)計工況下背壓低于臨界壓力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面處理想速度等于音速。縮放噴嘴的變工況與漸縮噴嘴的差別是：當(dāng)出口壓力大于設(shè)計工況下背壓時，在噴嘴出口截面或噴嘴漸擴部分將產(chǎn)生沖波，速度系數(shù)大大降低。另外，對應(yīng)臨界流量的壓力比小于臨界壓力比。21．為什么可以利用研究噴嘴變工況特性的結(jié)果分析動葉柵變工況特性？答：動葉柵為漸縮流道，壓力比都用滯止壓力比，漸縮噴嘴蒸汽參數(shù)與流量的特性完全可適用于動葉柵，所不同的是研究動葉柵變工況時，應(yīng)使用相對速度w。22．采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機進汽量減小時，各類級的理想焓降如何變化？反動度、速度比、級效率如何變化？答：當(dāng)汽輪機的工況變化時，按各級在工況變化時的特點通常級分為調(diào)節(jié)級、中間級和末級組三類。 （1）中間級：在工況變化時，壓力比不變是中間級的特點。汽輪機級的理想焓降是級前溫度和級的壓力比的函數(shù)，在工況變化范圍不大時，中間級的級前蒸汽溫度基本不變。此時級內(nèi)蒸汽的理想焓降不變，級的速度比和反動度也不變，故級效率不變。隨著工況變化范圍增大，壓力最低的中間級前蒸汽溫度開始變化，并逐漸向前推移。當(dāng)流量減小，級前蒸汽溫度降低，中間級的理想焓降減小，其速度比和反動度相應(yīng)增大。由于設(shè)計工況級的速度比為最佳值，級內(nèi)效率最高，當(dāng)速度比偏離最佳值時，級內(nèi)效率降低。而且速度比偏離最佳值愈遠，級內(nèi)效率愈低。（2）末級組：其特點是級前蒸汽壓力與其流量的關(guān)系不能簡化為正比關(guān)系，且級組內(nèi)級數(shù)較少。由于在工況變化流量下降時，汽輪機的排汽壓力變化不大，級前壓力減小較多。且變工況前級組前后的壓力差越大，級前壓力降低的多，級后壓力降低的少。此時級的壓力比增大，級內(nèi)理想焓降減小，而且末級的壓力比和理想焓降變化最大。級的速度比和反動度隨理想焓降的減小而增大，速度比偏離最佳值，級效率相應(yīng)降低。（3）調(diào)節(jié)級：調(diào)節(jié)級前后壓力比隨流量的改變而改變，其理想焓降亦隨之變化。當(dāng)汽輪機流量減小時，調(diào)節(jié)級的壓力比逐漸減小，調(diào)節(jié)級焓降逐漸增大。在第一調(diào)節(jié)閥全開而第二調(diào)節(jié)閥剛要開啟時，級的壓力比最小，故此時調(diào)節(jié)級理想焓降達到最大值。級的理想焓降增大，其速度比和反動度隨之減小，速度比偏離最佳值，級效率相應(yīng)降低。23．主蒸汽壓力變化，對機組安全經(jīng)濟運行有何影響？答：在初壓變化時，若保持調(diào)節(jié)閥開度不變，此時除少數(shù)低壓級之外，絕大多數(shù)級內(nèi)蒸汽的理想焓降不變，故汽輪機的效率基本保持不變，但其進汽量將隨之改變。對于凝汽式機組或某一級葉柵為臨界狀態(tài)的機組，其進汽量與初壓的變化成正比，由于此時汽輪機內(nèi)蒸汽的理想焓降隨初壓升高而增大，機組功率的相對變化大于機組進汽量的相對變化。對于不同背壓的級組，背壓越高，初壓改變對功率的影響越大。當(dāng)主蒸汽溫度不變，主蒸汽壓力升高時，蒸汽的初焓減??；此時進汽流量增加，回?zé)岢槠麎毫ι?，給水溫度隨之升高，給水在鍋爐中的焓升減小，一公斤蒸汽在鍋爐內(nèi)的吸熱量減少。此時進汽量雖增大，但由于進汽量的相對變化小于機組功率的相對變化，故熱耗率相應(yīng)減小，經(jīng)濟性提高，反之亦然。采用噴嘴調(diào)節(jié)的機組，初壓改變時保持功率不變。當(dāng)初壓增加時，一個調(diào)節(jié)閥關(guān)小，其節(jié)流損失增大，故汽輪機的內(nèi)效率略有降低。雖然初壓升高使循環(huán)效率增高，但經(jīng)濟性不如調(diào)節(jié)閥開度不變的工況。采用節(jié)流調(diào)節(jié)的機組，若保持功率不變，初壓升高時，所有調(diào)節(jié)閥的開度相應(yīng)減小，在相同條件下，進汽節(jié)流損失大于噴嘴調(diào)節(jié)。初壓升高使循環(huán)效率增大的經(jīng)濟效益，幾乎全部被進汽節(jié)流損失相抵消。初壓升高時，所有承壓部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽門、調(diào)節(jié)閥、噴嘴室、汽缸等承壓部件，其內(nèi)部應(yīng)力將增大。初壓升高時若初溫保持不變，使在濕蒸汽區(qū)工作的級濕度增大，末級葉片的工作條件惡化，加劇其葉片的侵蝕，并使汽輪機的相對內(nèi)效率降低。若初壓升高過多，而保持調(diào)節(jié)閥開度不變，由于此時流量增加，軸向推力增大，并使末級組蒸汽的理想焓降增大，會導(dǎo)致葉片過負荷。此時調(diào)節(jié)級汽室壓力升高，使汽缸、法蘭和螺栓受力過大，高壓級隔板前后壓差增大。因此對機組初壓和調(diào)節(jié)級汽室壓力的允許上限值有嚴(yán)格的限制。當(dāng)初壓降低時，要保持汽輪機的功率不變，則要開大調(diào)節(jié)閥，增加進汽量。此時各壓力級蒸汽的流量和理想焓降都相應(yīng)增大，則蒸汽對動葉片的作用力增加，會導(dǎo)致葉片過負荷，并使機組的軸向推力相應(yīng)增大?，F(xiàn)代汽輪機在設(shè)計工況下，進汽調(diào)節(jié)閥的富余開度不大，保證在其全開時，動葉片的彎曲應(yīng)力和軸向推力不超限。六、計算題1. 某汽輪機漸縮噴嘴流量網(wǎng)圖的最大臨界流量G0m=100kg/s, 最大初壓P*0m=12MPa和設(shè)計工況時的臨界流量Gcr=65kg/s。在某工況時，相對背壓ε1=,相對初壓ε0=,查得βm=。求該工況時的初壓、背壓、流量、臨界流量以及設(shè)計工況的初壓。（10分）2. 已知某汽輪機級已達臨界狀態(tài)，并知設(shè)計工況時的臨界流量、級前滯止初壓、級前實際壓力和另一工況時的臨界流量分別為：Gcr=85kg/s,P0*=10MPa,P0=8MPa, Gcr1=100kg/s,求另一工況的級前滯止初壓、級前實際壓力。（5分）3. 已知某漸縮噴嘴設(shè)計工況和變工況均為臨界工況，相應(yīng)的流量分別為，Gcr=70kg/s, Gcr1=84kg/s,還知設(shè)計工況的初壓P0*=9MPa。確定變工況時的初壓（不考慮初溫變化的影響）。4. 已知某漸縮噴嘴設(shè)計工況和變工況均為臨界工況，相應(yīng)的流量分別為，Gcr=78kg/s, Gcr1=89kg/s,還知設(shè)計工況的初壓P0*=9MPa、初溫T0*=723(k),變工況時的初溫T0*=700(k)，確定變工況時的初壓。5. 已知某漸縮噴嘴的相對背壓、相對初壓ε1=,ε0=,并已知最大流量G0m=95kg/s在流量網(wǎng)圖上查得βm=，計算該工況的流量。6. 已知某漸縮噴嘴的相對背壓ε1==,并已知最大初壓P0m=16 MPa在流量網(wǎng)圖上查得ε0=，計算該工況的初壓；當(dāng)不變βm==，又查得ε0=，該變工況的初壓又為多少。7. 已知某級組設(shè)計工況和變工況均在臨界狀態(tài)下工作，流量分別為Gcr=78kg/s, Gcr1=85kg/s，并知其中某個級的設(shè)計工況的初壓Pi=8MPa，確定該級變工況時的初壓Pi1。第四章 汽輪機的凝汽設(shè)備一、單項選擇題： 【 C 】A. 冷卻被抽出的空氣B. 避免凝汽器內(nèi)的蒸汽被抽走C. 再次冷卻凝結(jié)被抽出的蒸汽和空氣混合物D. 降低空氣分壓力，將引起凝結(jié)水含氧量： 【 A 】A. 增大 B. 減小C. 不變 D. 無法確定，是為了保證冷卻水管有足夠的： 【 B 】A. 熱膨脹 B. 剛度C. 撓度 D. 強度 ，凝汽器傳熱端差冬季的比夏季大的可能原因是： 【 B 】 A. 夏季冷卻水入口溫度t1升高B. 夏季冷卻水管容易結(jié)垢C. 冬季冷卻水入口溫度t1低，凝汽器內(nèi)真空高，漏氣量增大D. 冬季冷卻水入口溫度t1低，冷卻水管收縮，凝汽器中空氣分壓力的升高將使得傳熱端差 【 A 】A. 增大 B. 減小C. 不變 D. 可能增大也可能減小 ，汽輪機