平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 这些汽轮机的电站热效率约为40％。 另外，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决于冷却水的温度，如果采用过低的排汽压力，就需要增大冷却水流量或增大凝汽器冷却面积，同时末级叶片也较长。凝汽式汽轮机常用的排汽压力为0.005～0.008兆帕。船用汽轮机组为了减轻重量，减小尺寸,常用0.006～0.01兆帕的排汽压力。 此外，提高汽轮机热效率的措施还有，采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率，对节约能源有着重大的意义。

大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向，这其中研制更长的末级叶片，是进一步发展大型汽轮机的一个关键；研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向，采用更高蒸汽参数和二次再热，研制调峰机组，推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。 现代核电站汽轮机的数量正在快速增加，因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。 全世界利用地热的汽轮机的装机容量，1983年已有3190兆瓦，不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索；利用太阳能的汽轮机电站已在建造，海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。 另外，在汽轮机设计、制造和运行过程中，采用新的理论和技术，以改善汽轮机的性能，也是未来汽轮机研究的一个重要内容。例如：气体动力学方面的三维流动理论，湿蒸汽双相流动理论；强度方面的有限元法和断裂力学分析；振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术；设计、制造工艺、试验测量和运行监测等方面的电子计算机技术；寿命监控方面的超声检查和耗损计算。此外，还将研制氟利昂等新工质的应用，以及新结构、新工艺和新材料。

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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 第二章 概述

2.1 设计任务

一. 设计题目：25兆瓦凝汽式汽轮机的热力设计 二. 原始数据：

蒸汽初参数：错误！未找到引用源。 =3.43MP错误！未找到引用源。=435℃; 凝汽器出口处压力：pc=1.9kPa; 给水温度：tfw=160℃; 经济功率：Pc=12000kW±1%; 汽轮机转速：n=3000r/min; 汽轮机内效率：ηoi=0.80±1%

2.2热力设计的内容及要求

力求获得高的相对内效率。汽轮机热力设计主要设计程序如下:

1.分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，这些汽轮机热力设计的任务是，按给定的设计条件，确定通流部分的几何尺寸，参数包括汽轮机的容量，进汽参数，转速，排汽压力冷却水温度，给水温度，供热蒸汽压力等；

2.分析并选择汽轮机的型式，配汽机构形式，通流部分形状及有关参数； 3.对汽轮机的原则性热力系统进行汽耗量及热经济性的初步计算；

4.根据汽轮机运行特性，经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式，比焓降，叶型及尺寸等。

5.根据通流部分形状和回热抽汽点的要求，确定压力级既非调节级的级数和排汽口数，并进行各级比焓降分配；

6.对各级进行详细的热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸，相对内效率，实际热力过程曲线。

7.根据各级热力计算结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程曲线的要求，并修正回热系统的热力平衡计算；

8.根据需要修正汽轮机热力计算的结果。

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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 在进行汽轮机热力计算时，所设计的汽轮机应满足下列主要要求：

1.运行时具有较高的经济性； 2.不同工况下工作时均有高的可靠性；

3.在满足经济性和可靠性要求的同时，还要考虑到汽轮机的结构紧凑，系统简单，布置合理，成本低廉，安装和维修方便，以及零件的通用化和系列等应素。

2.3 国产汽轮机基本参数的选择与系列

汽轮机热力设计的基本参数即是热力设计的原始数据，除用户提出的要求外，应按照电力部门明确规定的系列规范选取。

一. 汽轮机容量

汽轮机的容量是指汽轮机的额定功率错误！未找到引用源。,也称名牌功率。

表2.1 国产发电用汽轮机容量系列

汽轮机型式 额定功率(MW)

低压汽轮机

中压汽轮

机

高压汽轮

机 50 100

超高压汽轮

机 125 200

亚临界汽轮机 300 600

超临界汽轮机

0.75 1.5 3 6 12 25

汽轮机设计时所依据的功率称为设计功率,又称为经济功率，其大小由机组本身容量大小级运行时所承担负荷的变化而定。表2.2给出了国产汽轮机选用的设计功率与额定功率之比率。

表2.2 不同容量国产汽轮机的设计功率

汽轮机容量 设计功率与额定

功率之比

75

12～25 80

50 90

100

为了保证汽轮机在除参数下降或背压升高时任能发出额定功率，在设计调节阀与喷嘴进汽能力及结构强度时，需要考虑适当的余量。因此，在正常的参数级提高除参数或降低背压时，汽轮机发出的功率可能大于额定值，此功率称为最大功率。一般中，低压汽轮机可增大出力20%～30%，甚至跟大，高压汽轮机可增大出力10%～20%。或者小一些。视具体汽轮机条件分析确定。

二.进汽参数 1）新蒸汽参数

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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 汽轮机的新蒸汽参数是指主气门的蒸汽压力与温度，通常又称为初压，除温。我国目前对电站汽轮机采用按功率划分新蒸汽参数等级的产品系列见表2-3

表2.3 国产汽轮机新蒸汽参数

额定功率（MW） 新蒸汽压力

(MPa) 新蒸汽温度

(MPa)

0.7，1.5，3

1.27 340

6，12，25 3.43 435

50，100 8.82 535

125，200 12.7～13.23 535～550

300，600 16.1～16.66 535～550

2）排汽压力

凝汽式汽轮机的排汽压力需综合考虑汽轮机运行地点的气候条件，供水方式，末级叶片和凝汽器造价等因素，经过全面的技术经济比较确定。我国汽轮机常用的排汽压力见表2.4.

表2.4 我国汽轮机常用的排汽压力

冷却水温℃ 排汽压力 （MPa）

10 0.003～0.004

15 0.004～0.005

20 0.005～0.006

表2.5 背压式汽轮机采用排汽压力

额定排汽压力

(MPa) 调整范围

0.3 0.2～0.4

0.5 0.4～0.7

1.0 0.8～1.3

1.3 1.0～1.6

2.5 2.2～2.6

3.7 3.5～3.9

25 0.006～0.007

27 0.007～0.008

30 0.008～0.01

3) 汽轮机的转速

电厂用的汽轮机转速是由电网频率决定的。我国电网频率为50错误！未找到引用源。，故我国生产的汽轮机转速采用3000错误！未找到引用源。的转速为了提高相对内效率，并减小汽轮机的尺寸与降低成本。其转速通常高于3000错误！未找到引用源。，经齿轮减速后再与发电机相连。在材料强度的允许的条件下，降低转速可以增大排汽面积，所以某些大功率的汽轮机，特别是原子能电站汽轮机也采用1500错误！未找到引用源。的转速。

4） 调节抽气式汽轮机的抽汽压力

调节抽气式汽轮机除了能满足供电外，还能满足供热需要。调节抽气式汽轮机的抽汽往往是由热用户的需要决定的。其抽汽压力一般综合用户要求和产品系列规范合理决定，

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