汽輪機(jī)原理復(fù)習(xí)題

1、1一、填空題1.汽輪機(jī)按熱力過(guò)程可分為：①凝汽式汽輪機(jī)；②背壓式汽輪機(jī)；③調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)；④抽汽背壓式汽輪機(jī)；⑤多壓式汽輪機(jī)等。2.汽輪機(jī)是一種將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。3.當(dāng)M＜1時(shí)，要想使氣流膨脹，通流截面應(yīng)漸縮；要想擴(kuò)壓通流截面應(yīng)漸擴(kuò)。當(dāng)M＞1時(shí)，要想使氣流膨脹，通流截面應(yīng)漸擴(kuò)；要想擴(kuò)壓通流截面應(yīng)漸縮。4.根據(jù)級(jí)所采用的反動(dòng)度的大小不同，可將級(jí)分為：純沖動(dòng)級(jí)，反動(dòng)級(jí)，帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)三種。5.蒸汽在動(dòng)葉中的理想焓降

2、與這一級(jí)總的理想焓降之比，稱為汽輪機(jī)的反動(dòng)度。6.動(dòng)葉片中理想焓降的大小，通常用級(jí)的反動(dòng)度來(lái)衡量，動(dòng)葉中的焓降越大，級(jí)的反動(dòng)度就越大。7.為了減小余速損失，在設(shè)計(jì)時(shí)一般要求動(dòng)葉片出口絕對(duì)排汽角接近于90?。8.習(xí)慣上把圓周速度與噴嘴出口速度的比值稱為速度比；通常把對(duì)應(yīng)輪周效率最大時(shí)的速比稱為最佳速比。9.反動(dòng)級(jí)、純沖動(dòng)級(jí)的最佳速比分別為：、。r1op1()cosx??c1op1()cos2x??10.級(jí)內(nèi)損失除了蒸汽在通流部分中流動(dòng)時(shí)所

3、引起的噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失外，還有葉高損失、扇形損失、部分進(jìn)汽損失、葉輪摩擦損失，濕汽損失以及漏汽等損失。11.汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子主要包括主軸、葉輪(或轉(zhuǎn)鼓)、動(dòng)葉柵、聯(lián)軸器以及其他轉(zhuǎn)動(dòng)零件。12.汽輪機(jī)的軸承分推力軸承和徑向支承軸承兩大類。13.汽輪機(jī)的損失可分為內(nèi)部損失和外部損失。外部損失包括：端部漏汽損失、機(jī)械損失。14.蒸汽在多級(jí)汽輪機(jī)中工作時(shí)，除存在各種級(jí)內(nèi)損失外，還要產(chǎn)生進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中的節(jié)流損失和排汽管中的壓力損失。15.汽輪機(jī)

4、采用中間再熱，可以提高循環(huán)熱效率；又能減小排汽的濕度。16.危急遮斷器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速通常應(yīng)在額定轉(zhuǎn)速的110%~112%范圍內(nèi)。17.DEH控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的控制，必須獲得的反饋信號(hào)是：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、發(fā)電機(jī)輸出電功率信號(hào)以及調(diào)節(jié)級(jí)后壓力信號(hào)。二、選擇題1.某臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組的新蒸汽參數(shù)為3.43MPa、435℃該機(jī)組屬于：(B)A.高溫高壓機(jī)組B.中溫中壓機(jī)組C.低溫低壓機(jī)組2.若要蒸汽在通道中膨脹加速，必須(C)。A.提

5、供壓降B.提供壓升C.提供壓降并使通流截面漸變3.動(dòng)葉中的焓降越大，級(jí)的反動(dòng)度就(B)。A.越小B.越大C.可能大也可能小4.對(duì)于純沖動(dòng)式汽輪機(jī)，蒸汽(A)。A.僅在噴嘴中膨脹B.僅在動(dòng)葉柵中膨脹C.在噴嘴和動(dòng)葉柵中都膨脹5.汽輪機(jī)汽缸的膨脹死點(diǎn)是由以下兩個(gè)部件中心線的交點(diǎn)形成的。(C)A.立銷與橫銷B.立銷與縱銷.C.橫銷與縱銷6.壓水堆核電站汽輪機(jī)不能采用過(guò)熱蒸汽的根本原因是：(C)A.汽輪機(jī)功率太大B.一回路冷卻水壓力太高C.一回

6、路冷卻劑不允許沸騰7.汽輪機(jī)工作轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)分危急遮斷器超速試驗(yàn)時(shí)動(dòng)作轉(zhuǎn)速為3210轉(zhuǎn)分你認(rèn)為：(B)A.偏高B.偏低C.合適三、簡(jiǎn)答題3答：汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的功能是：在汽輪機(jī)遇到調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈或其他事故時(shí)，能及時(shí)動(dòng)作，迅速停機(jī)，避免設(shè)備損壞或事故擴(kuò)大。四、論述題1.什么是汽輪機(jī)的級(jí)，簡(jiǎn)述能量在純沖動(dòng)級(jí)中的轉(zhuǎn)化過(guò)程。什么是汽輪機(jī)的級(jí)，簡(jiǎn)述能量在純沖動(dòng)級(jí)中的轉(zhuǎn)化過(guò)程。答案要點(diǎn)：噴嘴和與其配合的動(dòng)葉柵所構(gòu)成的汽輪機(jī)的基本作功單元稱為級(jí)。具有

7、一定壓力和溫度的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴中膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，流速增加，此過(guò)程完成了熱能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。從噴嘴出來(lái)的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵中，受葉片作用，汽流改變速度及方向后排出。這樣，汽流對(duì)葉片產(chǎn)生一作用力，推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功，完成動(dòng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。2.現(xiàn)代汽輪機(jī)如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高機(jī)組的變負(fù)荷能力和運(yùn)行安全性？現(xiàn)代汽輪機(jī)如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高機(jī)組的變負(fù)荷能力和運(yùn)行安全性？答：①設(shè)計(jì)思想先進(jìn)的機(jī)組采

8、用了窄而高的法蘭，使汽缸接近圓筒形，減小了變負(fù)荷時(shí)法蘭處的熱應(yīng)力；同時(shí)將法蘭螺栓布置得靠近汽缸壁中心線，從而改善了螺栓的受力條件，設(shè)計(jì)中還將螺栓的節(jié)距取得較小，因而法蘭螺栓的直徑較小，容易被加熱。這種設(shè)計(jì)思想還使法蘭中分面的蒸汽嚴(yán)密性得以提高；②在低壓缸中，盡管其進(jìn)出口蒸汽的壓差很小但溫降卻并不小。為了分擔(dān)低壓缸中的巨大溫壓，改善低壓缸的膨脹，使汽缸不致產(chǎn)生翹曲變形而影響動(dòng)、靜部分的間隙，大型機(jī)組的低壓缸往往采用雙層甚至三層缸結(jié)構(gòu)。③現(xiàn)

9、代大容量汽輪機(jī)采用的下貓爪中分面支承方式，綜合了下貓爪支承和上貓爪支承的優(yōu)點(diǎn)，既可使受熱膨脹后的汽缸與轉(zhuǎn)子中心保持一致，又可減輕法蘭螺栓的負(fù)擔(dān)，同時(shí)安裝檢修也方便。4什么是最佳速度比？純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)和純沖動(dòng)式復(fù)速級(jí)的最佳速度比的值是多少？什么是最佳速度比？純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)和純沖動(dòng)式復(fù)速級(jí)的最佳速度比的值是多少？解答：輪周速度與噴嘴出口汽流速度的比值，稱為速度比。級(jí)效率最高時(shí)，所對(duì)應(yīng)的速度比稱為最佳速度比。純沖動(dòng)級(jí)的最佳速度比約為0.4

10、~0.44；反動(dòng)級(jí)的最佳速度比約為0.65~0.75；純沖動(dòng)式復(fù)速級(jí)的最佳速度比約為0.21~0.22。5汽輪機(jī)的能量損失有哪幾類？各有何特點(diǎn)？汽輪機(jī)的能量損失有哪幾類？各有何特點(diǎn)？解答：汽輪機(jī)內(nèi)的能量損失可分為兩類，一類是汽輪機(jī)的內(nèi)部損失，一類是汽輪機(jī)的外部損失。汽輪機(jī)的內(nèi)部損失主要是蒸汽在其通流部分流動(dòng)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生的能量損失，可以在焓熵圖中表示出來(lái)。汽輪機(jī)的外部損失是由于機(jī)械摩擦及對(duì)外漏汽而形成的能量損失，無(wú)法在焓熵圖中表

11、示。6汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失一般包括哪幾項(xiàng)？造成這些損失的原因是什么？汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失一般包括哪幾項(xiàng)？造成這些損失的原因是什么？解答：汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失一般包括：噴嘴損失；動(dòng)葉損失；余速損失；葉高損失；扇形損失；葉輪摩擦損失；部分進(jìn)汽損失；漏汽損失；濕汽損失。造成這些損失的原因：（1）噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，汽流與流道壁面之間、汽流各部分之間存在碰撞和摩擦，產(chǎn)生的損失。（2）動(dòng)葉損失：因蒸汽在動(dòng)葉流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生損失。（3）

12、余速損失：當(dāng)蒸汽離開(kāi)動(dòng)葉柵時(shí)，仍具有一定的絕對(duì)速度，動(dòng)葉柵的排汽帶走一部分動(dòng)能，稱為余速損失。（4）葉高損失：由于葉柵流道存在上下兩個(gè)端面，當(dāng)蒸汽流動(dòng)時(shí)，在端面附面層內(nèi)產(chǎn)生摩擦損失，使其中流速降低。其次在端面附面層內(nèi)，凹弧和背弧之間的壓差大于彎曲流道造成的離心力，產(chǎn)生由凹弧向背弧的二次流動(dòng)，其流動(dòng)方向與主流垂直，進(jìn)一步加大附面層內(nèi)的摩擦損失。（5）扇形損失：汽輪機(jī)的葉柵安裝在葉輪外圓周上，為環(huán)形葉柵。當(dāng)葉片為直葉片時(shí)，其通道截面沿葉高變

13、化，葉片越高，變化越大。另外，由于噴嘴出口汽流切向分速的離心作用，將汽流向葉柵頂部擠壓，使噴嘴出口蒸汽壓力沿葉高逐漸升高。而按一元流動(dòng)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所有參數(shù)的選取，只能保證平均直徑截面處為最佳值，而沿葉片高度其它截面的參數(shù)，由于偏離最佳值將引起附加損失，統(tǒng)稱為扇形損失。（6）葉輪摩擦損失：葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪面與其兩側(cè)的蒸汽發(fā)生摩擦，為了克服摩擦阻力將損耗一部分輪周功。又由于蒸汽具有粘性，緊貼著葉輪的蒸汽將隨葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并受離心力的

14、作用產(chǎn)生向外的徑向流動(dòng)，而周圍的蒸汽將流過(guò)來(lái)填補(bǔ)產(chǎn)生的空隙，從而在葉輪的兩側(cè)形成渦流運(yùn)動(dòng)。為克服摩擦阻力和渦流所消耗的能量稱為葉輪摩擦損失。（7）部分進(jìn)汽損失：它由鼓風(fēng)損失和斥汽損失兩部分組成。在沒(méi)有布置噴嘴葉柵的弧段處，蒸汽對(duì)動(dòng)葉柵不產(chǎn)生推動(dòng)力，而需動(dòng)葉柵帶動(dòng)蒸汽旋轉(zhuǎn)，從而損耗一部分能量；另外動(dòng)葉兩側(cè)面也與弧段內(nèi)的呆滯蒸汽產(chǎn)生摩擦損失，這些損失稱為鼓風(fēng)損失。當(dāng)不進(jìn)汽的動(dòng)葉流道進(jìn)入布置噴嘴葉柵的弧段時(shí)，由噴嘴葉柵噴出的高速汽流要推動(dòng)殘存