汽轮机原理(高起专)-学习指南
汽轮机原理（高起专）-学习指南
一、单项选择题（每题４分）
1．目前，我国火力发电厂先进机组的绝对电效率可达（）左右。
A. 50%
B. 40%
C. 60%
D. 70%
2．在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200kJ/kg，各级的理想比焓降之和为1242kJ/kg，则重热系数为（）。
A. 1.5%
B. 2.5%
C. 3.5%
D. 0.5%
3．现代汽轮机相对内效率大约为（）左右。
A. 90%
B. 50%
C. 40%
D. 60%
4．（）用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性？
A. 汽耗率
B. 热耗率
C. 机械效率
D. 发电机效率
5．增加轴封齿数可以（）轴封漏汽。
A. 增加
B. 不确定
C. 减少
D. 以上都不对
6. 背压式汽轮机非调节级，流量增大，级的理想比焓降（）。
A. 减少
B. 不变
C. 不确定
D. 增大
7. 节流配汽凝汽式汽轮机，全机轴向推力与流量成（）。
A. 正比
B. 反比
C. 抛物线
D. 不确定
8. 凝汽式汽轮机中间级，流量变化时级的理想比焓降（）。
A. 增大
B. 减少
C. 不变
D. 指数
9. 在凝汽器的两管板之间设中间隔板，是为了保证冷却水管有足够的（）。
A. 强度
B. 挠度
C. 热膨胀
D. 刚度
10. 1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的（）。
A. 机械效率
B. 相对电效率
C. 绝对电效率
D. 以上都不是
11. 1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比，称为（）。
A. 绝对电效率
B. 热效率
C. 相对电效率
D. 以上都不是
12. 汽轮机的级中做功能力最大的级为（）。
A. 纯冲动级
B. 带反动度的冲动级
C. 反动级
D. 复速级
13. 在反动式汽轮机级中，如果不考虑损失，则蒸汽在动叶通道中的绝对速度（）。
A. 提高
B. 降低
C. 不变
D.不确定
14. 在其它条件不变的情况下，进入凝汽器的蒸汽量减少，则凝汽器的真空度（）。
A．不变 B. 降低
C．提高 D. 不确定
15. 电液转换器的作用是将发电机（）信号转换为液压信号。
A．电压 B.电功率
C. 转速
D.电
16. 液压调节系统中油质发生变化时，下列（）不会受到影响？
A．汽门动作可靠性 B. 速度变动率
C．错油门动作可靠性 D. 迟缓率
17. 在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率（）。
A．减少 B. 增大
C．不变 D. 不确定
18. 下列（）属于汽轮机调节系统的组成部分？。
A．超速保险 B. 自动主汽门
C. 危急遮断油门
D. 油动机
19. 并列运行的机组，同步器的作用是（）。
A．改变汽轮机功率 B. 改变调节系统油压
C．改变机组的转速 D. 减小机组振动
20. 已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为（）。
A．128 m/s B. 220 m/s
C．161 m/s D. 255 m/s
21. 多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是（）。
A．进排汽损失增大 B. 余速利用系数降低
C. 级内损失增大
D. 重热系数降低
22. 叶轮上开平衡孔可以起到（）轴向推力的作用。
A．增加 B. 不确定
C. 减少
D. 以上都不是
23. 在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200 kJ/kg，各级的理想焓降之和为1230 kJ/kg ，则重热系数为（）。
A．3.5% B. 2.5%
C. 4%
D. 1.5%
24. 火力发电厂汽轮机的主要任务是将热能转换成（）。
A．电能 B. 机械能
C．热能 D. 化学能
25. 蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是（）。
A．周向力 B. 轴向力 C. 径向力 D. 蒸汽压差
二、 分析计算题
1．（25分）已知汽轮机某级的理想焓降为84.3 kJ/kg ，初始动能1.8 kJ/kg ，反动度0.04，喷嘴速度系数?= 0.96，动叶速度系数ψ= 0.96，圆周速度为171.8 m/s ，喷嘴出口角α 1 = 15°，动叶出口角β2 =β1－3°，蒸汽流量G = 4.8 kg/s 。
求：
（1）喷嘴出口相对速度？
（2）动叶出口相对速度？
（3）轮周功率？
2．（20分）汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？
3．（15分）凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压83.80=p MPa ，初温c t ?=5350，汽轮机排汽压力0046.0=c p MPa ，进汽节流损失0005.0p p =?，试问进汽节流损失使理想焓降减少多少？
4．（15分）何谓功频电液调节系统的反调现象，是怎样产生的？可采用什么措施消除？
5．（25分）已知某级G=30Kg/s ，c 0=0.0，w 1=158m/s ，c 1=293m/s ，w 2=157m/s ，
c 2=62.5m/s ，轴向排汽(α2=900),喷嘴和动叶速度系数分别为?=0.95，ψ=0.88，
汽轮机转速为3000转/分。
（1）计算该级的平均反动度；
（2）计算轮周损失、轮周力、轮周功率和轮周效率（μ0=0，μ1=0.9）；
（3）作出该级的热力过程线并标出各量。
6．（20分）汽轮机运行中，其汽缸受哪些作用力？这些作用力在汽缸内产生什么样的应力状态？这些作用力在什么条件下最大？它们对汽缸安全工作有何影响？在运行中如何保证汽缸安全工作？
7．（15分）一反动式汽轮机，蒸汽流量34=G T/h , 蒸汽初压20=p MPa ，初温c t ?=4000，排汽压力02.0=c p MPa ，排汽恰好是饱和蒸汽。全机共有14级，每级效率相同，焓降相同，重热系数05.0=α。试计算各级效率、汽轮机内功率。
8．（15分）汽轮机运行对其调节系统的基本要求有哪些？
9．（25分）某级蒸汽的理想焓降为Δh t = 76 kJ/kg ，蒸汽进入喷嘴的初速度为 c 0 = 70 m/s ，喷嘴出口方向角α1 =18°，反动度为Ωm = 0.2，动叶出汽角β2 = β1－6°，动叶的平均直径为d m = 1080 mm ，转速n = 3000 r/min ，喷嘴的速度系
数? = 0.95，动叶的速度系数ψ = 0.94，求：
（1）动叶出口汽流的绝对速度c 2；
（2）动叶出口汽流的方向角α2；
（3）绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。
10．（20分）采用喷嘴调节的汽轮机进汽量减小时，各类级的理想焓降如何变化？反动度、速度比、级效率如何变化？
11．（15分）某机组在最大工况下通过的蒸汽流量2.130=G T/h ，此时计算得到作用在动叶上的轴向推力1049001=∑Z F N ，作用在叶轮上的轴向推力586002=∑Z F N, 作用在各凸肩上的轴向推力944003-=∑Z F N ，机组轴向推力
轴承共装有10个瓦块，每块面积25.81cm f =，轴承工作面能承受的最大压力为
2/150cm N p b =，要求的安全系数为1.5~1.7。
12．（15分）分别指出凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的轴向推力随负荷的变化规律。
13．（25分）已知某级级前蒸汽入口速度C 0=0.0m/s ，级的理想焓降△h
t =78.0kJ/kg ，级的反动度Ω=0.3，α1=12°，β2=18°，圆周速度u =178m/s, 喷
嘴速度系数?=0.97，动叶速度系数ψ=0.9，余速利用系数μ0=1.0。
（1）计算动叶进出口汽流绝对速度及相对速度；
（2）画出动叶进出口速度三角形；
（3）画出该级热力过程线并标注各符号。
14．（20分）主蒸汽压力变化，对机组安全经济运行有何影响？
15．（15分）某冲动级级前压力p 0=0.35MPa ，级前温度t 0=169°C, 喷嘴后压力
p 1=0.25MPa, 级后压力p 2=0.56MPa, 喷嘴理想焓降Δh n =47.4kJ/kg, 喷嘴损失
Δh n t =3.21kJ/kg, 动叶理想焓降Δh b =13.4kJ/kg, 动叶损失Δh b t
=1.34kJ/kg, 级的理想焓降Δh t =60.8kJ/kg ，初始动能Δh c0=0，余速动能Δh c 2=2.09kJ/kg, 其
他各种损失ΣΔh=2.05 kJ/kg。计算：
（1）计算级的反动度Ω
m
（2）若本级余速动能被下一级利用的系数μ
1
=0.97，计算级的相对内效率ηr i。
16．（15分）何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失？在热力过程线（焓~熵图）上表示出来。
17．（25分）已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3 kJ/kg，初速
度c
0= 50 m/s，喷嘴出口蒸汽的实际速度为c
1
= 470.21 m/s，速度系数?= 0.97，
本级的余速未被下一级利用，该级内功率为P
i = 1227.2 kW，流量D
1
= 47 T/h，
求：
（1）喷嘴损失为多少?
（2）喷嘴出口蒸汽的实际焓？
（3）该级的相对内效率？
18．（15分）大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机？在h-s图上说明什么是多级汽轮机的重热现象？
19．（20分）某反动级理想焓降Δh
t =62.1kJ/kg，初始动能Δh
c0
=1.8 kJ/kg, 蒸
汽流量G=4.8kg/s，若喷嘴损失Δh
nζ=5.6kJ/kg, 动叶损失Δh
bζ
=3.4kJ/kg，余
速损失Δh
c2=3.5kJ/kg，余速利用系数μ
1
=0.5，计算该级的轮周功率和轮周效率。
20．（15分）渐缩喷嘴和缩放喷嘴的变工况特性有何差别？
参考答案
一、选择题
1—5 BCABC 6—10 DACDB 11—15 ADBCD 16—20 BBDDC 21—25 ADBBA
二、分析计算题
1．解：(1) 3.84=?t h kJ/kg ，8.10=?c h kJ/kg ，04.0=Ωm ，u = 171.8 m/s 1.868.13.840*=+=?+?=?c t t h h h kJ/kg
5.390)1(2*1=?Ω-=t m h c ? m/s
喷嘴出口相对速度: 9
.228cos 2112211=-+=αuc u c w m/s 011112.26sin arcsin =???? ??=w c αβ
(2) 动叶出口相对速度:
2
.243221*2=+?Ω=w h w t m ψ m/s (3) 00122.233=-=ββ 轮周功率:
()
()
kW 66.3391000/2.23cos 7.2242.26cos 9.2288.1718.4cos cos 002211=+??=+?=ββw w u G P u 2．解：根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。
各类级的特点：
（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p 1 = p 2；?h b =0；Ωm =0。
（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p 1 > p 2；?h n ≈?h b ≈0.5?h t ；Ωm =0.5。
（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯
冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p 1 > p 2；?h n >?h b >0；Ωm =0.05～0.35。
（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。
3
由00,t p 和c p 在h-s 图上可查得,
蒸汽初始焓34750=h kJ/kg ，理想排汽焓
2053
=ct h kJ/kg ?则汽轮机理想焓降：14220=-=?ct t h h H （kJ/kg ）
c p 因节流损失0005.0p p =?，所以节流后的初压：
图 进汽节流过程示意图 39.895.000=='p p MPa ，又由于节流过程焓值不
变，所以节流后的焓值347500=='h h kJ/kg ，
对应的理想排汽焓： 2065='ct h kJ/kg
4．解：在动态过程中，当发电机功率因电力系统的变化而突然改变，如发电机输出功率突然变大，而转子的转速变化较小，转速信号也变化较小时，功频电液调节系统不但不会开大调节汽门来增加负荷，相反却因当时发电机的功率大于给定值而欲关小调节汽门，这就是反调现象。
反调现象的产生是因为功率信号的变化快于转速信号的变化。
消除措施：加一个延迟器，使功率信号延迟；可加入一个叫速度信号回路，加快转速信号；在功率信号中加上负的功率微分信号；增加逻辑判断回路，切除功率信号。
5．解：=??=?=?2322321095
.010*******?c h n 47.56 KJ/Kg 418.310215888.010215710210232
2323212223=?-??=?-?=?w w h b ψ
KJ/Kg
（1）07.056.47418.3418.30=+=?+??=Ωb
n b
m h h h （2）2222225.62157-=-=c w u =144 m/s 144
2932158144293arccos 2arccos 2
221212211??-+=-+=u c w u c α=160 022226157
5.62arcsin arcsin ===w c β 喷嘴损失为：()()22095.015
6.471-?=-?=?δn n h h =4.64 KJ/Kg
动叶损失为：()()
59.388.011024.1781102232
2322=-?=-?=ψδt b w h KJ/Kg 余速损失为：=?=?=32
32
221025.62102c h c δ 1.95 KJ/Kg 轮周损失为：=++2hc h h b n δδδ 4.64+3.59+1.95=10.18 KJ/Kg 轮周力为：
F u =()()
0221190cos 5.6216cos 29330cos cos 0+?=+ααc c G =851N
（3）热力过程线为：
2c
P 2
6．解：汽轮机运行中，其汽缸承受的作用力有：蒸汽与大气压力差产生的作用力；隔板或隔板套作用在汽缸上的力；汽缸内、外壁温差产生的热应力；连接管道作用在汽缸上的力。
蒸汽与大气压力差产生的作用力，在汽缸壁内部产生切向、轴向和径向应力；在高、中压汽缸的法兰内还产生弯曲应力；在其螺栓内产生拉应力。隔板或隔板套作用在汽缸上的力，在其与汽缸的接触面产生挤压应力；蒸汽喷射对隔板产生的反作用力，通过隔板的挂耳传递给汽缸，在汽缸内产生剪切应力；汽缸内、外壁温差产生切向、轴向和径向热应力。连接管道作用在汽缸上的力，在汽缸壁内产生局部的拉、压应力或剪切应力。
除凝汽式汽轮机的最末几级和低压排汽室外，其内部蒸汽压力大于大气压力，承受蒸汽表压力在其内壁产生的作用力，其中以进汽部分蒸汽压力最高，特别是在其进汽超压的最大流量工况，汽缸、法兰和螺栓承受的蒸汽作用力最大。对于其低压最末几级和低压排汽室，内部压力低于大气压力，主要承受大气的作用力，它随凝汽器真空升高而增大。隔板或隔板套作用在汽缸上的力，以最大流量工况时最大。汽缸内的热应力，与汽缸内、外壁温差成比例，温差愈大，热应力愈大。连接管道作用在汽缸上的力，与管道连接的状态有关。
对于汽缸的高、中压部分，若运行中其内、外压力差过大而超过最大许用值，其最大应力可能超过材料的许用应力；螺栓因变形而使预紧力消失，法兰结合面出现张口，产生漏汽，冲刷法兰结合面，破坏结合面的严密性。对于汽缸的低压部分，其内部压力低于大气压力，主要解决刚度问题，同时防止排汽压力高于大气压力。因为排汽压力升高，排汽温度随之升高，排汽缸的垂直膨胀量增大，破坏转子或汽缸中心线的自然垂弧，可能引起机组振动，造成动、静部分摩擦；而且可能造成凝汽器铜管泄漏，影响凝结水的质量。在汽轮机启停和变负荷过程中热应力为交变应力，热应力过大将使材料提前出现疲劳裂纹，还可能使合成应力超过许用应力。连接管道作用在汽缸上的力过大将阻碍汽轮机自由膨胀，严重时会引起汽缸中心线偏斜，或与台板脱离，造成推力轴承烧毁，或激起机组强烈振动。
只要在安装时注意控制连接管道作用在汽缸上的力；在运行中控制主蒸汽和调节级后蒸汽的参数不超过最大许用值；汽缸内、外壁温差和法兰内、外壁温差
不超过最大允许值，可以保证汽缸的安全。
7．解：由00,t p 和c p 在h-s 图上可查得：蒸汽初始焓：7.3248
0=h kJ/kg ， ?c p 理想出口焓：2349=ct h 由此可得汽轮机理想焓降：7.89923497.32480=-=-=?ct t h h H (kJ/kg) 图1 汽轮机热力过程线 根据题意知排汽为干饱和蒸汽，则由02.0=c p MPa 的等压线与饱和线相交点得实际排汽状态点C ，该点的焓2610=c h kJ/kg
故汽轮机有效焓降：7.63826107.3248
0=-=-=?c i h h H (kJ/kg) 汽轮机相对内效率：%717.8997.638==??=
t i ri H H η
由于各级焓降相同、效率相同，所以各级效率ri η'与整机相对内效率存在如下关
系：
ri ri ηαη=+')1(
则各级效率：%6.67)05.01/(71.0)1/(=+=+='αηηri ri
汽轮机内功率：
)(60297.638360034000.kW H G P t i =?=?=
8．解：汽轮机运行对其调节系统有如下基本要求：
（1）能控制汽转机转速，按要求从零逐步升高到额定转速；并入电网后，能使机组功率在零和额定值之间任一负荷下稳定运行；外负荷不变时，能保持机组功率和转速不变。
（2）在外负荷变化时，能迅速改变机组输出功率与外负荷相适应，从原稳定工况过渡到新的稳定工况，保证机组转速的变化在允许范围内。
（3）在机组甩负荷（主汽门全开，突然与电网解列，负荷降至零）时，能
维持机组转速在3000r/min 左右空负荷运行。
（4）能按要求控制机组正常停机；当出现危及机组安全的情况时，能迅速切断汽源，实行事故停机。
9．解：220*c h h t t
+?=?=76 + 0.5×702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 kJ/kg =??-??=?Ω-==100045.78)2.01(295.0)1(2*11t m t h c c ??336.57 m/s =??=?=60300008.114.360n
d u m π169.56 m/s
=???-+=-+=022********cos 56.16957.336256.16957.336cos 2αu c u c w 182.97 m/s
00111164.3497.18218sin 57.336arcsin sin arcsin =???? ???=???? ??=w c αβ
664.346012-=-=ββ=28.64o
=?Ω=?*t m b h h 0.2×78.45=15.69 kJ/kg
2
21297.182100069.15294.02+??=+?=w h w b ψ=239.39 m/s
=
???-+=-+=022********.28cos 56.16939.239256.16939.239cos 2βu w u w c 121.69 m/s =??? ???=???
? ??=69.12164.28sin 39.239arcsin sin arcsin 2222c w βα70.54° 动叶进出口蒸汽的速度三角形
10．解：当汽轮机的工况变化时，按各级在工况变化时的特点通常级分为调节级、中间级和末级组三类。
（1）中间级：在工况变化时，压力比不变是中间级的特点。汽轮机级的理想焓降是级前温度和级的压力比的函数，在工况变化范围不大时，中间级的级前蒸汽温度基本不变。此时级内蒸汽的理想焓降不变，级的速度比和反动度也不变，
c
故级效率不变。随着工况变化范围增大，压力最低的中间级前蒸汽温度开始变化，并逐渐向前推移。当流量减小，级前蒸汽温度降低，中间级的理想焓降减小，其速度比和反动度相应增大。由于设计工况级的速度比为最佳值，级内效率最高，当速度比偏离最佳值时，级内效率降低。而且速度比偏离最佳值愈远，级内效率愈低。
（2）末级组：其特点是级前蒸汽压力与其流量的关系不能简化为正比关系，且级组内级数较少。由于在工况变化流量下降时，汽轮机的排汽压力变化不大，级前压力减小较多。且变工况前级组前后的压力差越大，级前压力降低的多，级后压力降低的少。此时级的压力比增大，级内理想焓降减小，而且末级的压力比和理想焓降变化最大。级的速度比和反动度随理想焓降的减小而增大，速度比偏离最佳值，级效率相应降低。
（3）调节级：调节级前后压力比随流量的改变而改变，其理想焓降亦随之变化。当汽轮机流量减小时，调节级的压力比逐渐减小，调节级焓降逐渐增大。在第一调节阀全开而第二调节阀刚要开启时，级的压力比最小，故此时调节级理想焓降达到最大值。级的理想焓降增大，其速度比和反动度随之减小，速度比偏离最佳值，级效率相应降低。
11．解：机组总的轴向推力：
691009440058600104900321=-+=++=∑∑∑Z Z Z Z F F F F （N ）
推力轴承瓦块上所承受的压力为： )/(8.845.811069100102cm N f F p Z Z =?=?=
由已知得，轴承工作面最大能承受的压力2/150cm N p b =。
所以其轴承安全系数为：77.18.84/150/===b Z p p n >1.5, 故此推力瓦工作是安全的。
12．解：对于凝汽式汽轮机，负荷即流量变化时，各中间级焓降基本不变，因而反动度不变，各级前后压差与流量程正比，即汽轮机轴向推力与流量成正比；同时，末级不遵循此规律，调节级的轴向推力也是随部分进汽度而改变的，且最大
负荷时，轴向推力最大，但调节级和末级其轴向推力在总推力中所占比例较小，一般忽略，认为凝汽式汽轮机总轴向推力与流量成正比，且最大负荷时轴向推力最大。
13．解：(1) ()0
10t m n h h ?Ω-=?=（1-0.3）×78=54.6 kJ/kg 5.3306.541021023031=??=??=n t h c m/s
5.32097.05.33011=?==t c c ?m/s 022********cos 1785.32021785.320cos 2??-+=-+=αu c u c w =149.4m/s 330210783.029.0102????=?Ω=t m h w ψ=194.7 m/s 022*******cos 1787.19421787.194cos 22???-+=-+=βu w u w c =55.1m/s
(2) 动叶进出口速度三角形：
(3) 该级热力过程线：
14．解：在初压变化时，若保持调节阀开度不变，此时除少数低压级之外，绝大多数级内蒸汽的理想焓降不变，故汽轮机的效率基本保持不变，但其进汽量将随之改变。对于凝汽式机组或某一级叶栅为临界状态的机组，其进汽量与初压的变
P 2
C 1
化成正比，由于此时汽轮机内蒸汽的理想焓降随初压升高而增大，机组功率的相对变化大于机组进汽量的相对变化。对于不同背压的级组，背压越高，初压改变对功率的影响越大。
当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高时，蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增加，回热抽汽压力升高，给水温度随之升高，给水在锅炉中的焓升减小，一公斤蒸汽在锅炉内的吸热量减少。此时进汽量虽增大，但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化，故热耗率相应减小，经济性提高，反之亦然。
采用喷嘴调节的机组，初压改变时保持功率不变。当初压增加时，一个调节阀关小，其节流损失增大，故汽轮机的内效率略有降低。虽然初压升高使循环效率增高，但经济性不如调节阀开度不变的工况。
采用节流调节的机组，若保持功率不变，初压升高时，所有调节阀的开度相应减小，在相同条件下，进汽节流损失大于喷嘴调节。初压升高使循环效率增大的经济效益，几乎全部被进汽节流损失相抵消。
初压升高时，所有承压部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽门、调节阀、喷嘴室、汽缸等承压部件，其内部应力将增大。初压升高时若初温保持不变，使在湿蒸汽区工作的级湿度增大，末级叶片的工作条件恶化，加剧其叶片的侵蚀，并使汽轮机的相对内效率降低。若初压升高过多，而保持调节阀开度不变，由于此时流量增加，轴向推力增大，并使末级组蒸汽的理想焓降增大，会导致叶片过负荷。此时调节级汽室压力升高，使汽缸、法兰和螺栓受力过大，高压级隔板前后压差增大。因此对机组初压和调节级汽室压力的允许上限值有严格的限制。当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，增加进汽量。此时各压力级蒸汽的流量和理想焓降都相应增大，则蒸汽对动叶片的作用力增加，会导致叶片过负荷，并使机组的轴向推力相应增大。现代汽轮机在设计工况下，进汽调节阀的富余开度不大，保证在其全开时，动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限。
15．解：级的反动度Ω
m =Δh
b
/Δh
t
=13.4/60.8=0.22
级的相对内效率η
ri =(Δh
t
-Δh
nζ
-Δh
bζ
-Δh
c2
-ΣΔh)/(Δh
t
-μ
1
×Δ
h
c2
)=0.92
16．解：由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小，称为进汽机构的节流损失。
汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后，由于排汽要在引至凝汽器的过程中克服摩擦、涡流等阻力造成的压力降低，该压力损失使汽轮机的理想焓降减少，该焓降损失称为排汽通道的阻力损失。
17．解：(1) s m c c t /75.48497.021.4701
1===? 喷嘴损失：kg kJ c h t n /94.6)97.01(100075.48421)1(2122221=-?=-=??ξ (2) kg kJ kg J c h c /25.1/12502200===?
kg kJ h h h c /55.337025.13.336900*0=+=?+=
kg kJ c h h t t /3253100075.4842155.3370212
21*0
1=?-=-= 喷嘴出口蒸汽的实际焓：kg kJ h h h n t /326094.6325311=+=?+=ξ
(3)
kg kJ h h h t t t /55.117325355.33701**=-=-=?
s
节流损失 P’
kg kJ D P h i i /941000472.1227360036001=??==? 级的相对内效率：
80.055.11794*==??=
t i ri h h η
18．解：（1）大功率汽轮机多采用多级的原因为：多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽轮机；多级汽轮机的相对内效率相对较高；多级汽轮机单位功率的投资大大减小。
（2）如下图：
19．解：级的轮周有效焓降
Δh u =Δh t *-δh n -δh b -δh c2
=62.1+1.8－5.6－3.4－3.5
=51.4kJ/kg
轮周功率
P u =G ×Δh u =4.8×51.4=246.7kW
轮周效率
ηu =Δh u /E 0=Δh u /(Δh t *－μ1×δh c2)=51.4/（62.1+1.8－0.5×0.35）
= 82.7%
20．解：缩放喷嘴与渐缩喷嘴的本质区别，是它的临界截面与出口截面不同，且缩放喷嘴设计工况下背压低于临界压力、出口汽流速度大于音速，
而在最小截面3 2
1
P 3
处理想速度等于音速。缩放喷嘴的变工况与渐缩喷嘴的差别是：当出口压力大于设计工况下背压时，在喷嘴出口截面或喷嘴渐扩部分将产生冲波，速度系数大大降低。另外，对应临界流量的压力比小于临界压力比。
汽轮机原理(附课后题答案)
汽轮机原理 第一章汽轮机的热力特性思考题答案 1．什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？ 解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。 各类级的特点： （1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；Dhb =0；Ωm=0。 （2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 > p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。 （3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；Dhn >Dhb >0；Ωm=0.05～0.35。 （4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。 2．什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？ 解答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。 当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。 3．说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。 解答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定
汽轮机原理复习题
一、填空题 1. 汽轮机按热力过程可分为：①凝汽式 汽轮机；②背压式 汽轮机； ③调节抽汽式 汽轮机；④抽汽背压式 汽轮机；⑤多压式 汽轮机等。 2. 汽轮机是一种将蒸汽 的热能 转变为机械功 的旋转式原动机。 3. 当M ＜1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐缩 ；要想扩压通流截面应渐扩 。 当M ＞1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐扩 ；要想扩压通流截面应渐缩 。 4. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为：纯冲动级 ，反动级 ，带反动度的冲动级 三种。 5. 蒸汽在动叶中的理想焓降 与这一级总的理想焓降 之比，称为汽轮机的反动度。 6. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的反动度 来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就越大 。 7. 为了减小余速损失，在设计时一般要求动叶片出口绝对排汽角接近于90? 。 8. 习惯上把圆周速度 与喷嘴出口速度 的比值称为速度比；通常把对应轮周效率 最大时的速比称为最佳速比。 9. 反动级、纯冲动级的最佳速比分别为：r 1op 1()cos x α= 、c 1op 1()cos /2x α= 。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的喷嘴 损失、动叶 损失、余速 损失外，还有叶高 损失、扇形 损失、部分进汽 损失、叶轮摩擦 损失，湿汽 损失以及漏汽 等损失。 11. 汽轮机转子主要包括主轴 、叶轮(或转鼓) 、动叶栅 、联轴器 以及其他转动零件。 12. 汽轮机的轴承分推力 轴承和径向支承 轴承两大类。 13. 汽轮机的损失可分为内部损失和外部损失。外部损失包括：端部漏汽 损失、机械 损失。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生进汽结构中的节流 损失和排汽管中的压力 损失。 15. 汽轮机采用中间再热，可以提高循环热效率 ；又能减小排汽的湿度 。 16. 危急遮断器的动作转速通常应在额定转速的110%~112% 范围内。 17. DEH 控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是：汽轮机转速 信号、发电机输出电功率 信号以及调节级后压力 信号。 二、选择题 1. 某台汽轮发电机组的新蒸汽参数为3.43MPa 、435℃,该机组属于：( B ) A. 高温高压机组 B. 中温中压机组 C. 低温低压机组 2. 若要蒸汽在通道中膨胀加速，必须(C )。 A. 提供压降 B. 提供压升 C. 提供压降并使通流截面渐变 3. 动叶中的焓降越大，级的反动度就( B )。 A. 越小 B. 越大 C. 可能大也可能小 4. 对于纯冲动式汽轮机，蒸汽( A )。 A. 仅在喷嘴中膨胀 B. 仅在动叶栅中膨胀 C. 在喷嘴和动叶栅中都膨胀 5. 汽轮机汽缸的膨胀死点是由以下两个部件中心线的交点形成的。( C ) A. 立销与横销 B. 立销与纵销. C. 横销与纵销 6. 压水堆核电站汽轮机不能采用过热蒸汽的根本原因是：( C ) A. 汽轮机功率太大 B. 一回路冷却水压力太高 C. 一回路冷却剂不允许沸腾 7. 汽轮机工作转速为3000转/分,危急遮断器超速试验时动作转速为3210转/分,你认为：( B ) A. 偏高 B. 偏低 C. 合适 三、简答题 1. 说明汽轮机型号CB25-8.83/1.47/0.49的含义。 答：抽汽背压式汽轮机，额定功率25MW ，初压8.83MPa ，抽汽压力1.47MPa ，背压0.49MPa 。
《汽轮机原理》习题及答案
《汽轮机原理》 一、单项选择题 6.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率η u 【 A 】 A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定 9.在多级汽轮机中重热系数越大，说明【 A 】 A. 各级的损失越大 B. 机械损失越大 C. 轴封漏汽损失越大 D. 排汽阻力损失越大 1.并列运行的机组，同步器的作用是【 C 】A. 改变机组的转速 B. 改变调节系统油压 C. 改变汽轮机功率 D. 减小机组振动 5．多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是（D）。A.余速利用系数降低 B.级内损失增大 C.进排汽损失增大 D.重热系数降低 19.关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确：【 C 】 A．喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B．喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关 C．喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关 13.冲动级动叶入口压力为P 1，出口压力为P 2 ，则P 1 和P 2 有______关系。【 B 】 A. P 1＜P 2 B. P 1 ＞P 2 C. P 1 ＝P 2 D. P 1 =0.5P 2 6.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓【 C 】A. 增大B. 减小C. 保持不变 D. 以上变化都有可能 14.对于汽轮机的动态特性，下列哪些说法是正确的？【 D 】 A. 转速调节过程中，动态最大转速可以大于危急保安器动作转速 B. 调节系统迟缓的存在，使动态超调量减小 C. 速度变动率δ越小，过渡时间越短 D. 机组功率越大，甩负荷后超速的可能性越大 27.在反动级中，下列哪种说法正确【 C 】A. 蒸汽在喷嘴中理想焓降为零 B. 蒸汽在动叶中理想焓降为零 C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D. 蒸汽在喷嘴的理想焓降小于动叶的理想焓降 25.在各自最佳速比下，轮周效率最高的级是【 D 】A. 纯冲动级B.带反动度的冲动级 C.复速级D.反动级 26.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是【 A 】A. 喷嘴后压力小于临界压力 B. 喷嘴后压力等于临界压力 C. 喷嘴后压力大于临界压力 D. 喷嘴后压力大于喷嘴前压力 12.下列哪个说法是正确的【 C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大； B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大； C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变； D. 以上说法都不对 8.评价汽轮机热功转换效率的指标为【 C 】A. 循环热效率 B. 汽耗率 C. 汽轮机相对内效率 D. 汽轮机绝对内效率 13.在其它条件不变的情况下，冷却水量越大，则【 A 】A. 凝汽器的真空度越高B. 凝汽器的真空度越低 C. 机组的效率越高 D. 机组的发电量越多 4.两台额定功率相同的并网运行机组A, B所带的负荷相同，机组A的速度变动率小于机组B的速度变动率， 当电网周波下降时，两台机组一次调频后所带功率为P A 和P B ，则【 C 】
《汽轮机原理》习题集与答案解析
第一章绪论 一、单项选择题 1.新蒸汽参数为13、5MPa的汽轮机为( b ) A.高压汽轮机 B.超高压汽轮机 C.亚临界汽轮机 D.超临界汽轮机 2.型号为N300-16、7/538/538的汽轮机就是( B )。 A、一次调整抽汽式汽轮机 B、凝汽式汽轮机 C、背压式汽轮机 D、工业用汽轮机 第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 3.在反动级中,下列哪种说法正确?( C ) A、蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B、蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C、蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D、蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4.下列哪个措施可以减小叶高损失?( A ) A、加长叶片 B、缩短叶片 C、加厚叶片 D、减薄叶片 5.下列哪种措施可以减小级的扇形损失?( C ) A、采用部分进汽 B、采用去湿槽 C、采用扭叶片 D、采用复速级 6.纯冲动级动叶入口压力为P1,出口压力为P2,则P1与P2的关系为( C ) A.P1
反应堆控制复习提纲
第一章核反应堆的物理基础 自动控制： 传递函数： ρ的物理含义： 反应堆： 周期： 短周期事故： 稳态运行方案： 剩余反应性： 后备反应性： “卡棒”准则： 基本原理：为什么说对反应堆中子通量密度的控制就可实现对反应堆功率的控制基本原理：说明缓发中子在反应堆控制中的作用 基本原理：试述两种运行控制模式的异同 基本原理：简述反应性控制手段
第二章线性离散控制系统的分析方法线性控制系统： 数学模型类型： 采样： 采样定理： Z传递函数： 基本运算：Z变换求解差分方程 基本运算：时域函数的Z变换
第三章线性控制系统的状态空间分析方法 状态空间模型： 状态变量： 状态转移矩阵： 基本运算：系统的状态空间模型与传递函数中间的相互转换基本运算：系统时域函数的Z变换 基本运算：判断线性系统的能控和能观测性
第四章核反应堆动力学模型 零功率核反应堆： 常源近似： 瞬跳近似： 反应性方程： 瞬发临界： 缓发临界： 数值解法： 基本原理：阐述点堆动态方程应用条件 基本运算：由反应堆基本参数写出状态空间表达式和传递函数
第五章核反应堆控制系统的稳定性分析 奈奎斯特判据： 控制系统的基本性能： 李雅普诺夫第二法： 基本运算：通过系统的根轨迹图和奈奎斯特判断系统的稳定性和开环增益的取值范围基本运算：劳斯判据和朱利判据判定系统稳定性中的应用
第六章压水堆核电厂控制 核反应堆自稳自调特性： 常轴向偏移控制： 控制棒的微分价值和积分价值： 虚假水位： 基本原理： 说明限制功率分布的准则 阐述功率分布控制的必要性 试述功率补偿棒组和R棒组的控制功能和特点说明反应堆功率和汽轮机负荷的关系 说明功率失配通道的作用 阐述蒸汽发生器的液位控制的原理和特点
汽轮机原理复习试题
一、 填空题 1. 汽轮机按热力过程可分为：①凝汽式 汽轮机；②背压式 汽轮机； ③调节抽汽式 汽轮机；④抽汽背压式 汽轮机；⑤多压式 汽轮机等。 2. 汽轮机是一种将蒸汽 的热能 转变为机械功 的旋转式原动机。 3. 当M ＜1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐缩 ；要想扩压通流截面应渐扩 。 当M ＞1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐扩 ；要想扩压通流截面应渐缩 。 4. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为：纯冲动级 ，反动级 ，带反动度的冲动级 三种。 5. 蒸汽在动叶中的理想焓降 与这一级总的理想焓降 之比，称为汽轮机的反动度。 6. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的反动度 来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就越大 。 7. 为了减小余速损失，在设计时一般要求动叶片出口绝对排汽角接近于90? 。 8. 习惯上把圆周速度 与喷嘴出口速度 的比值称为速度比；通常把对应轮周效率 最大时的速比称为最佳速比。 9. 反动级、纯冲动级的最佳速比分别为：r 1op 1()cos x α= 、c 1op 1()cos /2x α= 。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的喷嘴 损失、动叶 损失、余速 损失外，还有叶高 损失、扇形 损失、部分进汽 损失、叶轮摩擦 损失，湿汽 损失以及漏汽 等损失。 11. 汽轮机转子主要包括主轴 、叶轮(或转鼓) 、动叶栅 、联轴器 以及其他转动零件。 12. 汽轮机的轴承分推力 轴承和径向支承 轴承两大类。 13. 汽轮机的损失可分为内部损失和外部损失。外部损失包括：端部漏汽 损失、机械 损失。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生进汽结构中的节流 损失和排汽管中的压力 损失。 15. 汽轮机采用中间再热，可以提高循环热效率 ；又能减小排汽的湿度 。 16. 危急遮断器的动作转速通常应在额定转速的110%~112% 范围内。 17. DEH 控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是：汽轮机转速 信号、发电机输出电功率 信号以及调节级后压力 信号。 二、选择题 1. ... 某台汽轮发电机组的新蒸汽参数为3.43MPa 、435℃,该机组属于：( B ) A. 高温高压机组 B. 中温中压机组 C. 低温低压机组 2. ... 若要蒸汽在通道中膨胀加速，必须(C )。 A. 提供压降 B. 提供压升 C. 提供压降并使通流截面渐变 3. ... 动叶中的焓降越大，级的反动度就( B )。 A. 越小 B. 越大 C. 可能大也可能小 4. ... 对于纯冲动式汽轮机，蒸汽( A )。 A. 仅在喷嘴中膨胀 B. 仅在动叶栅中膨胀 C. 在喷嘴和动叶栅中都膨胀 5. ... 汽轮机汽缸的膨胀死点是由以下两个部件中心线的交点形成的。( C )
新能源发电技术复习提纲(含参考答案)
新能源发电技术复习提纲 电自0810班整理 一、绪论 1. 目前新能源中有一定规模应用的主要有哪些? 新能源在电力工业中有一定规模应用的主要是核能发电、太阳能和风能发电，其他的新技术有地热能、海洋能、氢能及生物质能等。 2.简要分析目前我国能源结构现状及存在问题，并说明大力开展新能源开发的意义。 书P6~12 开发新能源的必要性 常规能源化石燃料逐渐被消耗枯竭 全球油价、煤价迅速上涨 全球气候变化 人类渴求可持续发展 3．从可持续发展的角度出发，概述能源的分类。 如果从可持续发展的角度出发，对能源最有意义的分类是可再生能源和不可再生能源。 不可再生能源: 传统的煤、石油、天然气等化石燃料. 可再生能源：可燃性可再生物质和垃圾；水力发电；地热能；太阳能；风力发电；潮汐、波浪和海流发电等。 二、核能 1.简述原子的组成结构。 ?原子是构成自然界中各种元素的基本单元，所有物质都是由分子构成的，而分子是由原子构成的。 ?原子是由原子核和围绕原子核运动的电子构成的，原子核是由结合在一起的质子和中子构成的，质子和中子都被成为核子。 2.简述核裂变与核聚变的区别。 核裂变 较重的原子核分裂为两个或多个较轻原子核的反应就是核裂变。 由于质量数的原子核的平均结合能不同，那么，当一个较重的原子核（如铀-235）裂变为两个质量数中等的较轻原子核以后，生成的两个较轻的原子核的结合能之和大于原来原子核的结合能，多出的部分即为核裂变反应放出的能量，称为裂变能。 裂变之后，裂变产物的质量总数略少于裂变之前原子核质量，亏损的质量转化为裂变能。 核聚变 两个轻核聚合成重核的反应就是核聚变。如两个氘核结合成稳定的氦核的过程，较重的原子核的结合能大于原来两个轻核的结合能之和，多出的部分即为核聚变放出的能量。 结合能是和质量亏损相对应的，在裂变反应和聚变反应中，都有净的质量减少，减少的质量转化为能量。从核能利用角度看，核聚变反应具有很多优点，但是要实现可利用的受控核聚变，还需要解决很多技术难题，目前，核能利用指的是核裂变能的利用。 3.核电厂与常规火电厂的热能来源有何不同？ 核电厂中核裂变能也是以热能的形式利用的，因此，和常规火电厂类似，核电厂也要通过蒸
《汽轮机原理》习题及答案
第一章 绪论 一、单项选择题 1．新蒸汽参数为的汽轮机为（ b ） A ．高压汽轮机 B ．超高压汽轮机 C ．亚临界汽轮机 D ．超临界汽轮机 2．型号为538/538的汽轮机是( B )。 A.一次调整抽汽式汽轮机 B.凝汽式汽轮机 C.背压式汽轮机 D.工业用汽轮机 第一章 汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 3．在反动级中，下列哪种说法正确( C ) A.蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B.蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C.蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D.蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4．下列哪个措施可以减小叶高损失( A ) A.加长叶片 B.缩短叶片 C.加厚叶片 D.减薄叶片 5．下列哪种措施可以减小级的扇形损失( C ) A.采用部分进汽 B.采用去湿槽 C.采用扭叶片 D.采用复速级 6．纯冲动级动叶入口压力为P 1，出口压力为P 2，则P 1和P 2的关系为（ C ） A ．P 1
P 2
C．P 1＝P 2 D．P 1 ≥P 2 7．当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率的主要因素( A ) A.余速损失 B.喷嘴能量损失 C.动叶能量损失 D.部分进汽度损失 8．下列哪项损失不属于汽轮机级内损失( A ) A.机械损失 B.鼓风损失 C.叶高损失 D.扇形损失 9．反动级的结构特点是动叶叶型( B )。 A. 与静叶叶型相同 B. 完全对称弯曲 C. 近似对称弯曲 D. 横截面沿汽流方向不发生变化10．当汽轮机的级在( B )情况下工作时，能使余速损失为最小。 A. 最大流量 B. 最佳速度比 C. 部发进汽 D. 全周进汽 1.汽轮机的级是由______组成的。【 C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1
电力系统自动装置复习大纲整理
填空题 1.发电厂的分类：按一次能源的不同分为火电厂、水电厂、核电厂等。P1 2.电力系统自动装置的结构形式P4 微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统（Distributed Control System，DCS）和现场总线系统（Fieldbus Control System，FCS）。 3.自动并列装置检测并列条件P18 （1）ωG=ωx或f G=f x（即频率相等）； （2）U G=U x（即电压幅值相等）； （3）δe=0（即相角差相等）。 4.准同期并列装置的三个主要控制单元P24 （1）频率差控制单元；（2）电压差控制单元；（3）合闸信号控制单元。 5.准同期并列的方式（控制逻辑）P25 （一）恒定越前相角同期并列；（二）恒定越前时间准同期并列。 6.整步电压分类P28 1. 正弦整步电压； 2. 线性整步电压（半波线性整步电压和全波线性整步电压）7.发电机无功调节特性的三种类型P69 三种类型：δ>0为正调差系数，其调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而降低。δ<0为负调差系数，其调节特性上翘，发电机端电压随无功电流增大而上升。δ=0称为无差特性，这时发电机端电压为恒定值。 8.同步发电机励磁系统的任务P43 （一）电压控制；（二）控制无功功率的分配；（三）提高同步发电机并列运行的稳定性；（四）改善电力系统的运行条件；（五）水轮发电机组要求实行强行励磁。 9.励磁控制系统的构成P65 由同步发电机、励磁功率单元及励磁调节器共同组成。 10.为满足正常运行，发电机励磁功率单元必须满足一定的要求，对励磁电源的 要求P49、P51 对励磁功率单元的要求： （1）要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。
汽轮机原理及系统考试重点
喷管实际流量大于理想流量的情况：在湿蒸汽区工作时，由于蒸汽通过喷管的时间很短，有一部分应凝结成水珠的饱和蒸汽来不及凝结，未能放出汽化潜热，产生了“过冷”现象，即蒸汽没有获得这部分蒸汽凝结时所应放出的汽化潜热，而使蒸汽温度较低，蒸汽实际密度大于理想密度，从而导致···。 蒸汽在斜切喷管中的膨胀条件：①当喷管出口截面上的压力比大于或等于临界压力比时，喷管喉部截面AB 上的流速 小于或等于声速，喉部截面上的压力与喷管的背压相等，蒸汽仅在喷管收缩部分中膨胀，而在其斜切部分中不膨胀，只起导向作用。②当喷管出口截面上的压力比小于临界压比时，喉部截面上的流速等于临界速度，压力为临界压力，在喉部截面以后的斜切部分，汽流从喉部截面上的临界压力膨胀到喷管出口压力。 分析轮周效率：高 越大，轮周效率也就越和速度系数ψ? 纯冲动： 反动级： 第二章： 为什么汽轮机要采用多级：为满足社会对更高效率的要求，提高汽轮机的效率，除应努力减小汽轮机内的各种损失外，还应努力提高蒸汽的初参数和降低背压，以提高循环热效率；为提高汽轮机的单机功率，除应增大进入汽轮进蒸汽量外，还应增大蒸汽在汽轮机内的比焓降。如果仍然制成单级汽轮机，那么比焓降增大后，喷管出口气流速度必将增大，为使汽轮机级在最佳速比附近工作，以获得较高的级效率，圆周速度和级的直径也必须相应增大，但是级的直径和圆周速度的增大是有限度的，他受到叶轮和叶片材料强度的限制，因为级的直径和圆周速度增大后，转动着的叶轮和叶片的离心力将增大，因此为保证汽轮机有较高的效率和较大的单机功率，就必须把汽轮机设计成多级的。 多级汽轮机各级段的工作特点：1.高压段：蒸汽的压力，温度很高，比容较小，因此通过该级段的蒸汽容积流量较小，所需的通流面积也较小，级的反动度一般不大，各级的比焓降不大，比焓降的变化也不大。漏气量相对较大，漏气损失较多，叶轮摩擦损失较大，叶高损失较大，高压段各级效率相对较低。2.低压段：蒸汽的容积流量很大，要求低压各级具有很大的通流面积，因而叶片高度势必很大，余速损失大，漏气损失很小，叶轮摩擦损失很小，没有部分进气损失。3中压段：蒸汽比容既不像高压段那样很小，也不像低压段那样很大，因此中压段也足够的叶片高度，叶高损失较小，各级的级内损失较小，效率要比高压段和低压段都高。 也可以提高轮周效率和适当减小21βα的变化而变化周效率只随速比的数值也基本确定，轮 和，和叶型一经选定，121x βαψ?变化不随级的喷管损失系数1x n ξ变化最大余速损失系数2c ξ增大而减小随级的动叶损失系数1x b ξm m t m m t a a x c u h u h u c u x Ω-=Ω-=?Ω-Ω-=?==**11211211????2cos 11α＝）（op x 2cos 11α??＝）（）（op op a x x =11cos α＝）（op x 2 cos 1α?=＝）（op a x
《汽轮机原理》习题与答案
《汽轮机原理》 目录 第一章汽轮机级的工作原理 第二章多级汽轮机 第三章汽轮机在变动工况下的工作 第四章汽轮机的凝汽设备 第五章汽轮机零件强度与振动 第六章汽轮机调节 模拟试题一 模拟试题二 参考答案
第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 1.汽轮机的级是由______组成的。【 C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1
热工基础(张学学--第三版)复习知识点
热工基础（第三版） 张学学 复习提纲
第一章基本概念 1.工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。 2.传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。 3.工质：热能转换为机械能的媒介物。 4.热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。 5.外界（或环境）：系统之外的一切物体。 6.边界：系统与外界的分界面。 7.系统的分类： （1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。 （2）开口系统：与外界有物质交换的系统。 （3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。 （4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）交换。 8.热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况的总和称为工质（或系统）的热力状态，简称为状态。 9.平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态。 10.基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、焓、熵。 11.表压力Pg、真空度Pv、绝对压力P P g = P - P b P v = P b - P 12.热力学第零定律(热平衡定律) ：如果两个物体中的每一个都
分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。 13.热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。 14.准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 15.可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各自的初态而不留下任何变化，则这样热力过程称为可逆过程。 16.不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。 17.可逆过程是无耗散效应的准静态过程。 18.系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。 系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。 第二章热力学第一定律 1.热力学第一定律：在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 也可表述为：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能量的变化。 2.闭口系统的热力学第一定律表达式：Q =?U +W 微元过程：δQ =dU +δW 可逆过程：Q =?U +? 1pdV δQ =dU +pdV 2
汽轮机原理试题与答案
绪论 1.确定CB25-8.83/1.47/0.49型号的汽轮机属于下列哪种型式？【 D 】 A. 凝汽式 B. 调整抽汽式 C. 背压式 D. 抽气背压式 2.型号为N300-16.7/538/538的汽轮机是【B 】 A. 一次调整抽汽式汽轮机 B. 凝汽式汽轮机 C. 背压式汽轮机 D. 工业用汽轮机 3.新蒸汽压力为15.69MPa~17.65MPa的汽轮机属于【C 】 A. 高压汽轮机 B. 超高压汽轮机 C. 亚临界汽轮机 D. 超临界汽轮机 4.根据汽轮机的型号CB25-8.83/1.47/0.49可知，该汽轮机主汽压力为8.83 ，1.47表示汽轮机的抽汽压 力。 第一章 1.汽轮机的级是由______组成的。【C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1【A 】 A. C1
西安交通大学18年3月课程考试《汽轮机原理》作业考核试题10
（单选题） 1: 关于多级汽轮机的重热现象，下列哪些说法是不正确的？（ A: 设法增大重热系数，可以提高多级汽轮机的内效率 B: 重热现象是从前面各级损失中回收的一小部分热能 C: 重热现象使得多级汽轮机的理想焓降有所增加 D: 重热现象使机组的相对内效率大于各级的平均相对内效率正确答案: （单选题） 2: 如果在升负荷过程中，汽轮机正胀差增长过快，此时应（）。 A: 保持负荷及蒸汽参数； B: 保持负荷提高蒸汽温度； C: 汽封改投高温汽源； D: 继续升负荷。正确答案: （单选题） 3: 采用回热循环后与之相同初参数及功率的纯凝汽式循环相比，它的（）。 A: 汽耗量减少 B: 热耗率减少 C: 做功的总焓降增加 D: 做功不足系统增加正确答案: （单选题） 4: 下列哪些指标可以用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性？【】 A: 汽耗率 B: 热耗率 C: 发电机效率 D: 机械效率 正确答案: （单选题） 5: 大型汽轮机低压末级的反动度为（）。 A: 0 B: 0.3 C: 0.5 D: >0.5 正确答案: （单选题） 6: 两台额定功率相同的并网运行机组, 所带的负荷相同，机组的速度变动率小于机组的速度变动率，当电网周波下降时，两台机组一次调频后所带功率为P和卩，则（）。 A: PA = PB B: PA V PB C: PA > PB D: 无法确定 正确答案: （单选题） 7: 现代汽轮机相对内效率大约为（）。 A: 30%~40% B: 50%~60% C: 90%左右 D: 98%~99% 正确答案: （单选题） 8: 某凝汽设备的循环水倍率为40，当凝汽量为500T/h 时，所需的循环水量（）。 A: 12.5T/h B: 500T/h C: 1000T/h D: 20000T/h 正确答案: （单选题） 9: 中间再热使热经济性得到提高的必要条件是（）。 A: 再热附加循环热效率>基本循环热效率； B:再热附加循环热效率V基本循环热效率； C: 基本循环热效率必须大于40%； D: 再热附加循环热效率不能太低。
汽轮机原理名词解释
汽轮机的级: 汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。 级的余速损失: 汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功，称余速损失 滑销系统: 保证汽缸定向自由膨胀，保持汽缸与转子中心位置一致 汽耗微增率: 每增加单位功率需多增加的汽耗量。 迟缓率: 1n 、2n 分别表示在机组同一功率下的最高和最低转速0n 时汽轮机的额定转速 压比: 喷嘴后的压力与喷嘴前的滞止压力之比 速度系数: ：在喷嘴出口处蒸汽的实际速度比理论速度 速比: 动叶圆周速度u 与喷嘴出口速度c1之比x1=u/c1。 最佳速比: 轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。 反动度: 动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 轮周效率: 1kg 蒸汽在轮周上所作的轮周功Wu 与整个级所消耗的蒸汽理想能量Eo 之比。 轮周功率: 单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所作出的机械功。 轮周损失: 喷嘴出口气流的实际比焓值h1与理想比焓值h1t 之差 速度变动率：汽轮机空负荷时对应的最大转速nmax 和额定负荷时所对应的最小转速nmin 之差与与汽轮机额定转速n0之比 凝汽器冷却倍率: 进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量的比值称为凝汽器的冷却倍率。表明冷却水量是被凝结蒸汽量的多少倍又称循环倍率M=Dw/Dc 级按照不同角度的分类：按能量转换特点分为纯冲动级、冲动级、反动级、复速级等几种 汽轮机的两大作用原理及其特点：冲动作用原理 冲动力推动动叶做功。特点：蒸汽只在喷嘴中膨胀。反动作用原理反动力推动动叶做功。 特点：蒸汽在喷嘴、动叶都膨胀。 1.级的临界状态（蒸汽在膨胀流动过程中，在汽道某一截面上达到当地声速的气流速度称为临界速度。这时汽流所处的状态称为临界状态，汽流的参数称为临界参数。） 2.滞止状态（气体在流动的过程中，因受到某种物体的阻碍，而流速降低为零的过程称为绝热滞止过程，此时气体的状态为滞止状态） 3.切部分的作用及膨胀条件：导向作用和膨胀作用；条件：叶栅后的压力P1小于临界压力P1c 大于极限膨胀压力P1d （P1d< P1 《汽轮机原理》思考题 杨建明康松编 东南大学动力工程系 2000年10月 第1章汽轮机级的工作原理 1．何谓滞止参数？喷嘴和动叶的滞止参数如何计算？ 2．叶栅通道的速度系数代表了什么意义？影响速度系数大小的主要因素有哪些？ 3．反动度的意义是什么？汽轮机的级按反动度的大小如何分类？在叶栅通道结构上又是如何实现反动度设计的？ 4．速度系数、能量损失系数和喷嘴及动叶损失系数三者间的关系如何？ 5．什么是级的热力过程线？它在分析级的能量转换、认识级工作过程中有何特别作用？ 6．什么是速度三角形，其意义是什么？ 7．何谓轮周功率？何谓轮周功？何谓理想能量？轮周功在级热力过程线上如何表示？ 8．什么是余速损失？什么是余速利用系数？影响余速利用的主要因素有哪些？ 9．何谓速比？何谓假想速比？ 10．轮周效率的意义是什么？影响轮周效率的因素有哪些？ 11．什么是最佳速比？为什么会存在最佳速比？当余速利用后，轮周效率与速比之间的关系发生了哪些主要变化？ 12．最佳速比与反动度的关系怎样？对相同容量的汽轮机，为什么冲动式的级数一般少于反动式？ 13．何谓单列级？何谓复速级？它们各自有何优缺点？ 14．何谓流量系数？流量系数的大小有何特点？ 15．对汽轮机弯曲形渐缩叶栅通道，最大出口汽流速度能否超过音速？为什么？ 16．何谓叶栅通道的临界压比？在叶栅通道汽流速度和通流量计算中，临界压比计算有何特别意义？ 17．叶栅通道的最大出口流速和通过的最大流量是否出现于同一前后压比？为什么？ 18．何谓叶栅出口汽流偏转角？在什么工况下发生？ 19．喷嘴调节汽轮机，为什么调节级总为冲动式？ 20．何谓盖度？其主要起什么作用？ 21．为什么冲动式汽轮机总会有一定的反动度？ 22．为什么要采用长扭叶片？ 23．长扭叶片有哪些主要特点？ 24．何谓轮周损失？何谓级内损失？两者间的关系怎样？ 25．什么是叶高损失？其物理意义是什么？采取何种措施减小叶高损失？26．决定叶片高度的主要因素有哪些？ 27．什么是二次流损失？如何减小二次流损失？ 28．何谓撞击损失？主要发生在何种情况？ 第一章汽轮机级的工作原理 三、简答题 1．速度比和最佳速比 答：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。 2．假想速比 答：圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。 3．汽轮机的级 答：汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。 4．级的轮周效率 答：1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。 5．滞止参数 答：具有一定流动速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态，该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。 6．临界压比 答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。 7．级的相对内效率 答：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。 8．喷嘴的极限膨胀压力 答：随着背压降低，参加膨胀的斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力。 9．级的反动度 答：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 10．余速损失 答：汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功，这种损失为余速损失。 11．临界流量 答：喷嘴通过的最大流量。 12．漏气损失 答：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。 13．部分进汽损失 答：由于部分进汽而带来的能量损失。 14．湿气损失 答：饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区，从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。 15．盖度 答：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。 16．级的部分进汽度 第一章（共7题） 6.什么是最佳速度比？纯冲动级、反动级和纯冲动式复速级的最佳速度比的值是多少？ 答：轮周速度与喷嘴出口汽流速度的比值，称为速度比。 轮周效率最高时，所对应的速度比称为最佳速度比。 纯冲动级的最佳速度比约为0.4~0.44（教材为 0.47~0.49）；反动级的最佳速度比约为0.65~0.75； 纯冲动式复速级的最佳速度比约为0.21~0.22。（分 别为：1 2cosα1、cosα1、1 4 cosα1） 8.汽轮机的级内损失一般包括哪几项？造成这些损失的原因 是什么？ 答：汽轮机的级内损失一般包括：喷嘴损失；动叶损失； 余速损失；叶高损失；扇形损失；叶轮摩擦损失； 部分进汽损失；漏汽损失；湿汽损失。 造成这些损失的原因： （1）喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁 面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦， 产生的损失。 （2）动叶损失：蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。 （3）余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对 速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称 为余速损失。 （4）叶高损失：由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸 汽流动时，在端面附面层内产生摩擦损 失，使其中流速降低。其次在端面附面 层内，凹弧和背弧之间的压差大于弯曲 流道造成的离心力，产生由凹弧向背弧 的二次流动，其流动方向与主流垂直， 进一步加大附面层内的摩擦损失。（5）扇形损失：汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上，为 环形叶栅。当叶片为直叶片时，其通道截 面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另 外，由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作 用，将汽流向叶栅顶部挤压，使喷嘴出口 蒸汽压力沿叶高逐渐升高。而按一元流动 理论进行设计时，所有参数的选取，只能 保证平均直径截面处为最佳值，而沿叶片 高度其它截面的参数，由于偏离最佳值将 引起附加损失，统称为扇形损失。 （6）叶轮摩擦损失：叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧的 蒸汽发生摩擦，为了克服摩擦阻力将 损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有 粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一 第一章 级的工作原理 补1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p 0=，t 0=500℃，c 0=80m/s ，求：初态滞止状态下的音速和其在喷嘴中达临界时的临界速度c cr 。 解: 由p 0=，t 0=500℃查得: h 0=; s 0= 0002 1 c h h h ?+ =*=+= 查得0*点参数为p 0*=；v 0*= ∴音速a 0*=*0*0 v kp = (或a 0*=*0kRT = ; 或a 0*=* 0)1(h k *-= c cr = * 0*1 2a K += 12题. 假定过热蒸汽作等熵流动,在喷嘴某一截面上汽流速度c=650m/s ，该截面上的音速a=500m/s ，求喷嘴中汽流的临界速度 c cr 为多少。 解: 2 222) 1(212112121cr cr cr cr cr cr c k k c v p k k c h c h -+=+-=+=+ Θ )2 1 1(1)1(222c k a k k c cr +-+-= ∴=522 23题. 汽轮机某级蒸汽压力p 0=，初温t 0=435℃，该级反动度Ωm =，级后压力p 2=，该级采用减缩喷嘴，出口截面积A n =52cm 2，计算： ⑴通过喷嘴的蒸汽流量 ⑵若级后蒸汽压力降为p 21=，反动度降为Ωm =，则通过喷嘴的流量又是多少 答:1): kg/s; 2):s 34题. 国产某机组在设计工况下其末级动叶（渐缩）前的蒸汽 压力p 1=，蒸汽焓值h 1=kg ，动叶出汽角β2=38°，动叶内的焓降为Δh b =kg 。问： ⑴汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少 ⑵动叶出口的理想相对速度w 2t 是多少 解: 确定初态:由h 1,p 1查图得s 1= 4.23162000 1 211* 1=+ =w h h 由h *1, s 1查图得p 1*=,x 1*= ∴k= ∴临界压力比:5797.0)1 2(1 =+=-k k cr k ε 极限压力比:347.05985.0*5797.0)(sin *1 221===+k k cr d βεε 流动状态判断:由s 1=,h 2t =h 1-Δh b = 查图得p 2= 动叶压力比εb =p 2/p *1= 显然εb ＜ε1d ，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p 1d =ε 1d *p 1*= 查焓熵图得：h 2dt =,ρ2dt = 7.511)(22*12=-=∴dt t h h w 查临界压力比处的参数： p 2cr =;h 2cr =ρ2cr = ∴2.371)(22*12=-=cr cr h h w =??=+dt t cr cr w w 2222222sin )sin(ρρβδβ 7102.0)sin(22=+δβ汽轮机原理
《汽轮机原理》复习习题及答案解析
汽轮机原理部分思考题答案
汽轮机原理习题(作业题答案)