核汽轮机课程设计说明书朱智强.doc

汽轮机

课程设计说明书

姓名：朱智强

班级学号：2011151327

指导教师：田兆斐

2014.11.21.

目录

TOC\o1-3\h\z\u摘要 1

前言 1

一、 汽轮机定型 2

1. 初终参数的选择 2

2. 调节级型式的选择 2

3. 非调节级型式的选择 2

二、 机组预先计算过程 3

三、 高压缸热计算 3

1. 调节级热计算 3

1.1 喷嘴 5

1.2 动叶 6

2. 非调节级的计算和焓降分配 7

四、 机组功率和效率 12

附录1机组预先计算 13

附录2高压缸热计算 15

表1调节级详细计算.................................................................................................................................15

表2非调节级详细计算.............................................................................................................................18

表3各级、各点状态...............................................................................................................................26

附录3机组功率与效率 28

附图1机组热力过程线图…………………………28

摘要

本次课程设计针对汽轮机，在给定蒸汽初温、初压和排汽压力的情况下，确定了蒸汽在整个机组内膨胀的近似热力过程，计算了高压缸（无低压缸）内各级的主要尺寸、功率和效率。最后根据计算结果，画出了蒸汽在高压缸调节级、非调节级的h-s图，以及汽轮机高压缸通流部分的剖视图。

前言

本组汽轮机功率是50MW，入口蒸汽过热。根据老师建议，并经过简单估算，我们采用单缸汽轮机，调节级采用单列速度级。在计算过程中，不考虑抽汽和漏汽，即整个机组内蒸汽流量恒定。

设计过程大致如下：

方案论证：对蒸汽初终参数、调节级型式等进行选择。

近似膨胀过程：根据蒸汽初终参数和自己选取的高压缸调节级理想焓降，画出机组的近似膨胀线，并算出线上各节点的热力参数，以此确定高压缸调节级、非调节级的进出口参数。

高压缸热计算：包括调节级和非调节级。先进行预先计算，在确定了级特性速比、级数，分配了焓降后，再进行详细计算，求出各级尺寸、功率、效率。

功率和效率评定：功率误差在1%之内，对于本组汽轮机来说，最后的设计功率要在49.5-50.5MW范围内。

汽轮机定型

初终参数的选择

机组型号：N50-8.82/535

机组形式：高压、单缸单轴凝汽式汽轮机

采用高的蒸汽初参数，可以提高汽轮机的经济性，有些情况下还可以减少装置的重量和尺寸。因此近年来，无论军舰或商船的蒸汽动力装置都趋向于采用高的蒸汽初参数。单独提高初温有利于提高装置的循环热效率和主汽轮机内效率，从而提高装置经济性，但是受到金属材料性能的限制。

汽轮机组的终压力决定于凝汽器背压。凝汽器真空度增加，循环效率提高，但是汽轮机末几级尺寸增大。因此，大功率汽轮机往往采用较低真空度，军舰汽轮机动力装置需要尽可能减少重量尺寸，一般不采用高真空度。

基本参数：

名称

符号

单位

数据

汽轮机额定功率

Ne

MW

50

汽轮机初始蒸汽压力

p0

MPa

8.82

汽轮机初始蒸汽温度

t0

℃

535

凝汽器压力

pcon

MPa

0.0046

汽轮机转速

N

r/min

3000

调节级型式的选择

选择单列速度级作为调节级。

非调节级型式的选择

我们的非调节级都采用简单压力级。高压缸非调节级选取相同的叶型，反动度取0.0735。高压缸非调节级的反动度取值较小，原因如下：

反动级叶片间隙漏汽多，除了具有足够的叶栅高度，在高压缸中冲动级的效率往往高于反动级的。

反动级只有用增加级数和减少级内焓降的方法来提高叶栅的高度。过多级数必然使结构复杂，制造成本增加。冲动级可以用部分进汽将叶栅高度增加到恰当的程度。

机组预先计算过程

根据初定参数，查h-s图可以知道初始蒸汽焓h0为3476.75kJ/kg，取排汽管中蒸汽速度cex为100m/s，算得排汽管中能量损失ΔHex为5kj/kg，由理想过程和h-s表查得汽轮机最末级出口蒸汽压力ph