【正文】 要使汽流能繼續(xù)加速 ， 即 dc/dx0，則必須 dA/dx 0,也就是說噴嘴截面積必須沿流動方向逐漸減小 ， 即做成漸縮噴嘴 。 則 臨界速度 為： k R Tk p va ??1212*022???? kaCka*0a *0*0 vp 、 *0acrcrcr cvp 、crcrcr vkpvpkkakc ?????*0*0*0 121239 2， 臨界壓力 臨界壓力為： 對于等熵膨脹過程來說 ， 有 ， 則上式為 上式表明 ， 臨界壓力只與 蒸汽指數(shù) k和 初壓 有關(guān) 。當汽流速度等于當?shù)匾羲贂r ， 則稱此時的流動狀態(tài)為 臨界狀態(tài) 。 當 知時 ， 一定值 。 通常用噴嘴速度系數(shù) ?來考查兩者之間的差別 （ 通常取 ?= )。 噴嘴是固定不動的 ， 蒸汽流過時 ， 不對外作功 ， W = 0；同時與外界 無熱交換 ，q = 0。 3. 蒸汽在葉柵通道的流動是絕熱流動 ： 即蒸汽在葉柵通道中流動時與外界沒有熱交換 。 為了研究方便 ， 特作如下 假設 ： 1 . 蒸汽在葉柵通道的流動是穩(wěn)定的： 即在流動過程中 ， 通道中任意點的蒸汽參數(shù)不隨時間變化而改變 。反動級的效率比沖動級高 ， 但作功能力小 。 對于反動級來說 ， 蒸汽在靜葉和動葉通道的膨脹程度相同 ， 即是 ， 。 復速級具有作功能力大的特點 。 第一列動葉柵通道流出汽流 ， 其流速還相當大 ， 為了利用這一部分動能 ， 在第一列動葉柵之后裝上一列導向葉柵以改變汽流的方向 ， 使之順利進入第二列動葉柵通道繼續(xù)作功 。 2 ， 帶反動度的沖動級 為了提高級的效率 ， 通常 ， 沖動級也帶有一定的反動度 （ ? = ? ) ， 這種級稱為 帶反動度的沖動級 ， 它具有作功能力大 、 效率高的特點 。 1 s h 2 p2 p1 p0* p0 Δht* Δhn* Δh’b Δhb 級的反動度 b*b*bm ΔhΔhΔhΔhΔhΩnt???29 反 動 度 bnbtbm hhhhh?????????**** )1(tmn hh ?????*tmb hh ????30 三 ， 沖 動 級 和 反 動 級 ? 沖 動 級 有 三 種 不 同 的 形 式 ： 1， 純沖動級 ： 通常把反動度 ?等于零的級稱為純沖動級 。通常稱這種級為反動級。 27 4，反動級 ： 當汽流通過動葉通道時，一方面要改變方向，同時還要膨脹加速，前者會對葉片產(chǎn)生一個沖動力，后 者會對葉片產(chǎn)生一個反作用力，即 反動力 。這時蒸汽在汽輪機的級所作的機械功等于蒸汽微團流進、流出動葉通道時其動能的變化量。 21 第一節(jié) 概述 二、汽輪機級的工作原理 級的組成 靜葉柵 動葉柵 22 23 24 2， 級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程 ： 具有一定壓力、溫度的蒸汽通過汽輪機的級時，首先在靜葉柵通道中得到膨脹加速，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的動能，然后進入動葉通道，在其中改變方向或者既改變方向同時又膨脹加速，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，將高速汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能。C。 4 我國電力事業(yè)發(fā)展概況 年份 裝機容量（億千瓦） 歷經(jīng)年數(shù) 1879 0（有電） 1987 1 108 1995 2 8 2022 3 5 2022 4 4 2022 1 5 歷年人均指標 年份 人均國民生產(chǎn)總值 （元 /人） 人均裝機容量 （千瓦 /人） 人均發(fā)電量 （千瓦時 /人） 人均凈用電量 （千瓦時 /人） 人均生活用電量（千瓦時 /人） 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2022 2022 6 歷年主要技術(shù)經(jīng)濟指標 年份 發(fā)電設備年利用小時數(shù) 發(fā)電廠用電率 （ %） 線路損失率 （ %） 發(fā)電標準煤耗 [g/()] 供電標準煤耗 [g/()] 1994 5233 381 414 1995 5216 379 412 1996 5033 377 410 1997 4765 375 408 1998 4501 373 404 1999 4393 369 399 2022 4517 363 392 2022 4588 357 385 7 我國能源供需變化情況 年份 生產(chǎn)總量 （萬噸標準煤） 消費總量 （萬噸標準煤） 保證程度 （ %） 1957 9 861 9 644 1978 62 770 53 144 1991 104 844 103 783 1992 107 258 109 170 1996 132 616 138 948 2022 109 000 128 000 8 我國能源消費結(jié)構(gòu)（ %） 煤炭 石油 天然氣 水電 1994 75 1995 1996 18 1997 1998 1999 68 2022 9 我國能源生產(chǎn)構(gòu)成（ %） 年份 原煤 原油 天然氣 水電 1978 1980 1985 1990 1995 2022 2022 10 2022年世界一次能源供給的構(gòu)成 11 2022年全球電力生產(chǎn)的能源構(gòu)成 12 我國電力生產(chǎn)的情景預測 (TWh) 1971 2022 2022 2030 煤 98 1081 1723 3503 石油 16 46 51 54 天然氣 0 19 74 349 核電 0 17 90 242 水電 30 222 333 622 其它 0 2 10 42 總共 144 1387 2282 4813 13 渦輪機 透平機 汽輪機 透平膨脹機 燃氣輪機 水輪機 火電廠的原動機 驅(qū)動工作機 火電廠的原動機 船舶、飛機發(fā)動機 能量回收 制冷低溫領域 水電廠的原動機 渦輪機 構(gòu)成圖示 Turbine Steam Turbine Gas Turbine Turboexpander Water Turbine 14 2 汽論機分類： 汽輪機 沖動式汽輪機 反動式汽輪機 凝汽式汽輪機 供熱式汽輪機 背壓式汽輪機 調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機 低壓汽輪機 中壓汽輪機 高壓汽輪機 超高壓汽輪機 亞臨界壓力汽輪機 超臨界壓力汽輪機 按作功原理分 按功能分 按參數(shù)高低分 15 ? 按熱力特性分類（即汽輪機型式） ? 凝汽式、中間再熱式 ? 背壓式 ? 調(diào)整抽汽式 供熱 Turbine Turbine 熱用戶 Turbine 16 ? 按主蒸汽參數(shù)分類 ?低壓汽輪機： 小于 Mpa； ?中壓汽輪機： ~ Mpa； ?高壓汽輪機： ~ Mpa； ?超高壓汽輪機： 為 ~ Mpa； ?臨界壓力汽輪機： ~ Mpa； ?超 臨界壓力汽輪機： 大于 Mpa； ?超超臨界壓力汽輪機： 大于 32 Mpa 17 3 汽輪機的主要技術(shù)發(fā)展 ? 采用大容量機組 ? 提高蒸汽初參數(shù) ? 采用聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)提高效率 ? 提高機組的運行水平 18 4 汽輪機制造工業(yè) ? 美國 通用電氣公司、西屋電氣公司 ? 日本 日立制作所、東芝電器會社、三 菱重工株式會社 ? 瑞士 BBC公司 ? 中國 哈爾濱汽輪機廠、上海汽輪機廠、東方汽輪機廠、北京重型電機廠、青島汽輪廠、武漢汽輪發(fā)電機廠、杭州汽輪機廠、南京汽輪發(fā)電機廠 19 Δ XX XX XX 變型設計次序 蒸汽參數(shù) 額定功率 型式 例 ： 300MW凝汽式汽輪機 ,主蒸汽壓力為 ，溫度為538186。 3180。1 《 汽輪機原理 》 2 緒論 1 火電廠基本概念 （一）能量轉(zhuǎn)換過程 燃料化學能 → 蒸汽熱能 → 機械能 → 電能 （二）火電廠三大主機 鍋 爐：將燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮? 汽輪機：將鍋爐生產(chǎn)蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機械能 發(fā)電機：將旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)化為電能 3 B：鍋爐 S：鍋爐過熱器 T：汽輪機 C：冷凝器 P：水泵 S T C P B 火力發(fā)電廠示意圖 T S 1 2 3 4 1180。 2180。 4180。C,再熱蒸汽溫度 538186。 汽輪機型式代號見下表： 代號 型式 代號 型式 N 凝汽式 CB 抽汽背壓式 B 背壓式 CY 船用 C 一次調(diào)整抽汽式 Y 移動式 CC 兩次調(diào)整抽汽式 HN 核電汽輪機 汽輪機型號： 20 第一章 汽輪機級的工作原理 第一節(jié) 概述 一 ， 汽 輪 機 的 級 、 級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程 1， 汽輪機的級 ：靜葉柵 動葉柵 是汽輪機 作功的最小單元 。 25 26 3，沖動級： 當汽流通過動葉通道時，由于受到動葉通道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片上，被稱為 沖動力 。而這種級稱為沖動級。蒸汽通過這種級，兩種力同時作功。 28 級的通流部分熱力過程曲線 第一節(jié) 概述 0* 039。 對于純沖動級來說 ， = 、 = 0 、 = ，蒸汽流出動葉的速度 C ,具有一定的動能 C未被利用而損失 ， 稱這種損失為 余速損失 ， 用 表示 。 1p 2pbh?*nh? *th?2ch?31 3. 復 速 級 由一組靜葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵及一組介于第一 、 二列動葉柵之間 、 固定在汽缸上的導向葉柵所組成的級 ， 稱為復速級 。 復速級也采用一定的反動度 。 4 . 反 動 級 通常把反動度 ? = 。 反動級是在沖動力和反動力同時作用下作功 。 *21* tnb hhh ?????21 pp ?32 33 第二節(jié) 汽輪機級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程 一 ， 基 本 假 設 和 基 本 方 程 式 流過葉柵通道的蒸汽是具有粘性 、 非連續(xù)性和不穩(wěn)定的三元流動的實際流體 。 2. 蒸汽在葉柵通道的流動是一元流動 ： 即蒸汽在葉柵通道中流動時 ， 其參數(shù)只沿流動方向變化 ， 而在與流動方向相垂直的截面上不變化 。 34 基本方程式 （ 1）狀態(tài)方程 —— pv=RT （ 2）連續(xù)性方程 —— Gv=Ac （ 3）能量守恒方程 —— 22211200chch ???.c o n s tpv k ?35 二，蒸汽在靜葉柵通道中的膨脹過程 噴嘴的作用是讓蒸汽在其通道中流動時得到膨脹加速 ， 將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。 則根據(jù)能量方程式 ， 則 對于 過熱蒸汽 ， 可近似看做理想氣體 ， 則上式可寫成：