《汽轮机原理》课程设计指导书..doc

东南大学能源与环境学院 《汽轮机原理》 课程设计指导书 2008年2月 目录 1. 汽轮机课程设计方法 2 1.1 概述 2 1.1.1逐级热力核算方法 2 1.1.2 整机热力核算 3 1.2 已知初参数进行级的热力核算（顺算法） 3 1.2.1顺算法的使用条件 3 1.2.2顺算法的计算步骤 4 1.2.3 计算示例 6 1.3 已知终参数进行级的热力核算（逆算法） 8 1.3.1 逆算法的使用条件 8 1.3.2逆算法的计算步骤 9 1.4 调节级的热力核算 14 1.4.1 利用特性曲线进行调节级计算 15 1.4.2近似计算方法 17 1.4.3两股汽流计算方法 19 2. 汽轮机课程设计辅助软件 20 2.1 辅助软件工具栏界面 20 2.2 工具栏计算器的使用 20 2.2.1 水蒸汽性质计算器 20 2.2.2 通用计算器 21 2.3 使用说明和注意事项 22 3. 汽轮机课程设计任务 24 3.1 课程设计目的 24 3.2 课程设计内容 24 3.3 整机计算步骤 24 3.4 要求与考核 25 3.4.1要求 25 3.4.2考核办法 26 3.5 参考文献 26 4. 汽轮机课程设计参考数据 27 4.1 N200-12.7/535/535汽轮机设计参数 27 4.2 N300-16.7/537/537汽轮机设计参数 31 1. 汽轮机课程设计方法 1.1 概述 汽轮机在设计参数下运行称为汽轮机的设计工况。由于汽轮机的主要尺寸基本上是按设计工况要求确定的，而汽轮机功率在运行时将根据外界的需要而变化，汽机参数均有可能变化，从而引起蒸汽流量、各级参数和效率的变化，称为汽轮机的变工况。为了估计汽轮机在新工况下运行的经济性，可靠性与安全性，有必要对新工况进行热力核算。核算项目有：喷嘴、动叶前后参数、级效率、级功率、反动度、速度比、漏汽量、轴向推力等。 1.1.1逐级热力核算方法 汽机变工况下的核算方法很多，当新工况偏离设计工况不远时，可采用近似估计方法。当汽轮机的新工况偏离设计工况较远时，或者在特殊工况下，就需要进行逐级核算求取级的各项参数。 汽轮机逐级热力核算一般使用两种方法：一、从已知新汽参数开始，逐级向低压段进行核算，称为顺算法；二、从估计的终参数开始，逐级向高压段进行核算，称为逆算法。两种方法的实质都是先假定参数，然后用流量连续性方程进行校核。就具体级而言，两种方法可概述如下： （1）由级前向级后核算 由已知的级前初参数开始，根据流量比求得压力比，然后求出喷嘴后压力，求出相应的喷嘴理想比焓降，计算出喷嘴出口汽流理想速度。然后进行动叶核算，方法与上述类同，求出新工况下动叶后压力，求出动叶理想比焓降，计算出动叶出口汽流速度。上述方法适用于在喷嘴和动叶中全是亚临界流动的情况。当喷嘴中或动叶中出现超临界流动时，可以假定喷嘴后或动叶后的压力，继续使用该方法进行计算，但需要根据已知条件进行假定压力的校核。一般来说，顺算法在超临界流动中很少使用。 （2）由级后向级前推算 从已知的级后压力开始，假设新工况下排汽比焓、级后各项损失，求出动叶后参数，并对前面假设的余速损失进行校核及修正；继而假定动叶进口相对速度，求出动叶前参数、喷嘴后参数，再对动叶进口相对速度进行校核并修正；最后确定喷嘴前蒸汽状态点，并对最初估计的各项损失进行校核及修正；待各项假设都校核通过，即可求出新工况下级的反动度、级效率和内功率。判断动叶和喷嘴内是否出现超音速流动，当级内出现超音速流动时，还需确定临界状态点，并计算出口汽流偏转角。 1.1.2 整机热力核算 多级汽轮机整机的热力核算可以从已知的新汽参数开始，使用顺算法，由高压级逐级向低压级进行核算；也可同时使用逆算法，由已知的或假定的排汽点逐级向初参数靠拢。当计算的初比焓值（对喷嘴调节级汽轮机，一般为第一压力级前比焓值）与已知的初比焓值不符时，需对末级排汽比焓进行修正；当计算的初比焓高于已知初比焓时，说明假设的末级排汽比焓值过高，反之，说明末级排汽比焓假设得过低；在初比焓相差不大时，可采用平移热力过程曲线的方法使比焓值重合，若计算出的初比焓与已知的相差较大，则需重新假设末级终比焓进行计算，直至满足精度要求。 在具体问题中究竟采用那种方式核算，要根据所给定的新工况的条件及要求的精确程度来决定。当新工况与设计工况下各级均未出现超音速流动时，采用流量比与压力比关系式，先确定各级喷嘴前后压力，再根据各级反动度与比焓降的变化规律确定各级喷嘴后压力，进行核算。当工况变动不大时，仅调节级与末一、二级的热力过程曲线有较大变化，可仅对末级和调节级进行详细核算，中间级通过流量与压力关系式确定级前压力，然后逐级平移热力过程曲线即可。这就是近似估计算法。当工况变动很大或级