《汽轮机原理》
课程设计
学号 姓名 指导教师 设计时间
一、课程设计目的
（1）通过课程设计，系统地总结、巩固、加深在《汽轮机原理》课程中已学知识，进一步了解汽轮机的工作原理。
（2）在尽可能考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的变工况热力计算，掌握汽轮机热力计算的原理、方法和步骤。
（3）通过课程设计对电站汽轮机建立整体的、量化的概念，掌握查阅和使用各种设计资料、标准、手册等参考文献的技巧。
（4）培养综合应用书本知识、自主学习、独立工作的能力，培养与其他人相互协作的工作作风。
二、 课程设计内容
以N300型号的汽轮机为对象，在已知结构参数和非设计工况新蒸汽参数和流量的条件下，进行通流部分热力校核计算，求出该工况下级的内功率、相对内效率等全部特征参数，并与设计工况作对比分析。主要工作如下：
（1）设计工况及非设计工况下通流部分各级热力过程参数计算。 （2）轴端汽封漏汽量校核计算。
（3）与设计工况的性能和特征参数作比较分析。
三、整机计算步骤
本次课程设计计算方法是将该型汽轮机的通流部分划分为高、中压缸和低压缸2个计算模块，由2个学生组成一个计算小组，一人采用顺算法计算高、中压缸，另一人采用逆算法计算低压缸。2人协同工作，共同商定计算方案和迭代策略。
本人进行的是低压缸部分计算，计算工况为103%。为便于计算，作出如下约定： （1）各级回热抽汽量正比例于主汽流量； （2）门杆漏汽和调门开启重叠度不计；
（3）余速利用系数的参考值为：调节级后的第一压力级、前面有抽汽口的压力级利用上一级余速的系数为0.4，其它压力级为0.8；
（4）对径高比小于6的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度； （5）第一次计算，用弗留格尔公式确定调节级后压力；
（6）假定汽机排汽压力为设计工况下的值，用平移设计工况热力过程线方法初步确定排汽点。
四、汽轮机简介
本机组是按照美国西屋公司的技术制造的300MW亚临界、中间再热式、高中压合缸、
双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，如图4-2所示。它由高中压积木块BB0243与低压缸积木块BB074组合而成。为了进一步提高机组的经济性，对原引进技术作了改进设计，而且低压缸末级叶片采用905mm的长叶片。机组型号为N300-16.7/537/537，工厂产品号为D156。 主要技术参数：额定功率300MW；主汽门前额定参数16.7MPa、537℃，再热汽门前温度537℃；工作转速3000rpm；额定背压5.39kPa；回热级数3高、4低、1除氧；额定工况蒸汽流量910.2t/h、热耗7937kJ/(kWh)。
本机组通流部分共35级叶片，其中高压缸1+11级，中压缸9级，低压缸2×7级。动叶片除低压缸末三级为扭转叶片外，其余均为等截面叶片。高、中、低压缸隔板静叶均为扭叶片。有6个高压调节阀，每阀控制21个喷嘴，调节阀全开时部分进汽度为0.9545。汽轮机在额定参数下5阀全开时可以带额定负荷。汽轮机在6个调节阀全开、新汽参数16.7MPa、537℃（超压5%）时运行，这一工况定义为最大负荷工况。
主汽门、调节阀、进汽管的压损为4%，再热器及管道为10%，中联门及管道为2.5%，中低压连通管为2%。2号高加抽汽来自高压缸排汽，除氧器抽汽来自中压缸排汽，第5、6级抽汽分别来自左、右侧低压缸的第3、5级前，因此低压缸为不对称抽汽。但为了计算方便，在本计算中近似为对称。通流部分结构参数如表1所示。最大工况和额定工况下的热力参数如表2所示。
静叶与动叶汽封：高压静叶3齿，1高2低，动叶3齿，平齿，中压静叶5齿，2高3低，动叶5齿，平齿，间隙都是0.75mm；低压静叶3齿，1高2低，动叶1齿，平齿，间隙都是1.1mm。
图1 N300-16.7/537/537汽轮机结构
表1：N300-16.7/537/537汽轮机通流部分的结构参数
喷 嘴 sinα 喷嘴 数目 / 126 72 92 94 94 96 98 100 104 106 110 112 100 98 98 94 96 116 118 120 90 196 206 226 220 138 80 66 动 叶 平均 直径 mm 1061.3 844.2 864.2 884.2 904.4 926.0 948.0 970.8 991.4 1014 1039 1064 1078.9 1100.5 1122.0 1145.6 1173.0 1204.9 1233.4 1265.3 1302.1 1915.2 1929.0 1953.0 1993.9 2051.2 2250.7 2604.0 缸 级 出口 高度 mm 22.9 68.4 69.2 70.0 70.9 73.4 76.2 79.6 81.0 84.5 90.3 95.7 101.4 106.1 110.9 115.6 124.1 137.1 146.8 159.9 176.1 86.36 99.06 122.7 163.6 220.9 421.9 845.8 出口 面积 cm2 201.69 456.24 472.69 489.81 515.90 547.92 583.47 625.86 641.80 686.41 744.54 810.94 1207.7 1308.3 1402.4 1527.3 1680.8 1800.0 1976.1 2245.7 2567.2 1158.7 1511.2 2187.8 3051.8 4465.3 7119.5 21128 sinβ / .3490 .2490 .2533 .2535 .2539 .2545 .2551 .2488 .2489 .2467 .2448 .2459 .3546 .3573 .3607 .3672 .3601 .3482 .3485 .3517 .3487 .2535 .2825 .2970 .3220 .3310 .3330 .4839 叶片 数目 / 80 92 92 94 96 98 100 106 108 112 116 118 102 102 76 74 80 90 92 92 78 202 142 196 126 124 120 96 平均 直径 mm 1064.3 854.2 874.2 894.4 915.0 937.1 959.1 983.4 1002.4 1026.7 1051.7 1077.0 1089.7 1111.3 1134.8 1159.8 1190.7 1220.2 1251.1 1283.0 1327.4 1921.0 1937.4 1971.9 2018.9 2096.3 2299.8 2642.9 出口 高度 mm 27.94 68.82 69.56 70.52 71.96 74.86 77.66 82.66 82.42 87.50 93.36 99.36 103.8 108.5 113.2 119.3 131.3 142.0 154.0 167.1 188.6 90.68 107.1 141.6 188.6 265.8 474.6 905.5 出口面积 cm2 311.20 459.85 483.92 502.30 525.22 560.91 596.95 635.39 646.02 696.25 755.15 826.71 1259.5 1353.2 1456.7 1595.8 1768.6 1895.4 2109.7 2368.2 2742.5 1380.1 1827.4 2578.4 3800.9 5656.5 11419 36380 别 号 / 0 1 2 3 .2767 .2515 .2516 .2519 .2561 .2566 .2571 .2578 .2544 .2550 高 4 5 压 6 7 缸 8 9 10 .2526 11 .2536 .3514 .3566 .3589 .3672 .3676 .3469 .3474 .3487 .3522 .2230 .2525 .2924 .2994 .3193 .2450 .3203 1 2 3 中 4 5 压 6 7 缸 8 9 1 低 2 3 压 4 5 缸 6 7
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