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1、汽轮机原理概论1本讲稿第一页，共三十八页主目录 第一章 概论一、汽轮机概述二、汽轮机的发展三、汽轮机系统及基本组成四、汽轮机的分类和型号五、本课程的主要内容首页首页本讲稿第二页，共三十八页 汽轮机又名蒸汽透平，是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。其排汽或中间抽汽可用来满足生产和生活上的供热需要。汽轮机概述 汽轮机是以蒸汽为工质的将热能转变为机械能的旋转式原动机。汽轮机概念汽轮机概念本讲稿第三页，共三十八页汽轮机概述本讲稿第四页，共三十八页汽轮机概述 汽轮机的应用汽轮机的应用 主要是火力发电厂主要是火力发电厂 锅 炉汽轮机发 电 机

2、蒸 汽化学能(燃料)热能机械能电能本讲稿第五页，共三十八页本讲稿第六页，共三十八页火电厂外景火电厂外景汽轮机概述本讲稿第七页，共三十八页热电厂外景热电厂外景汽轮机概述本讲稿第八页，共三十八页汽轮机概述本讲稿第九页，共三十八页汽轮机概述 汽轮机的应用汽轮机的应用 核电站核电站 核电站发电的原理与火电厂相似，都要有一个热源，将水加热成蒸汽，进而核电站发电的原理与火电厂相似，都要有一个热源，将水加热成蒸汽，进而推动汽轮机旋转并带动发电机转动而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤推动汽轮机旋转并带动发电机转动而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤或石油，它的热源是原子核的裂变能。或石油，它的热

3、源是原子核的裂变能。核电是一种安全清洁的能源，利用它可以大大地节约煤和减少污染。一个核电是一种安全清洁的能源，利用它可以大大地节约煤和减少污染。一个1000MW的的火电厂一天燃烧的煤是火电厂一天燃烧的煤是9600t，而相应，而相应1000MW的核电厂，一天只要的核电厂，一天只要3.3kg的的U235，同样容量，同样容量的电厂其用燃料量竟相差的电厂其用燃料量竟相差300万倍。万倍。利用铀利用铀(或钚）在反应堆核裂变或钚）在反应堆核裂变 热能热能（汽轮机）机械能（汽轮机）机械能 电能电能本讲稿第十页，共三十八页 我国核电建设规模我国核电建设规模目前，中国有目前，中国有4座核电站座核电站11台机组运

4、行台机组运行 浙江秦山核电站浙江秦山核电站 广东大亚湾核电站广东大亚湾核电站江苏田湾核电站江苏田湾核电站 岭澳核电站岭澳核电站 中国在建中核电站中国在建中核电站 广东阳江核电站广东阳江核电站 浙江南部的三门核电站浙江南部的三门核电站辽宁红沿河核电厂辽宁红沿河核电厂 江西彭泽核电厂江西彭泽核电厂a.a.消耗燃烧少消耗燃烧少 b.b.燃烧时不需要空气助燃燃烧时不需要空气助燃 c.c.容量越大越经济容量越大越经济 d.d.有放射性污染有放射性污染核电站特点：核电站特点：汽轮机概述本讲稿第十一页，共三十八页大亚湾核电站大亚湾核电站大亚湾核电站大亚湾核电站汽轮机概述本讲稿第十二页，共三十八页核电站远景核

5、电站远景核电站远景核电站远景汽轮机概述本讲稿第十三页，共三十八页 太阳能热发电：它是将吸收的太阳辐射热能转换成电能太阳能热发电：它是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置，其基本组成与常规火力电厂相似。的装置，其基本组成与常规火力电厂相似。太阳能光发电：太阳能光发电不通过热过程而直接将太阳太阳能光发电：太阳能光发电不通过热过程而直接将太阳的光能转换成电能，其中光伏电池是一种主要的太阳能光发电形的光能转换成电能，其中光伏电池是一种主要的太阳能光发电形式，也叫光伏发电。式，也叫光伏发电。光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接变换成电光伏发电是把照射到太阳能电池上的光直接变换成电能的一种发电形式，它是

6、目前太阳能发电研究的方向。能的一种发电形式，它是目前太阳能发电研究的方向。太阳能发电太阳能发电汽轮机概述本讲稿第十四页，共三十八页太阳能发电太阳能发电光伏发电光伏发电汽轮机概述本讲稿第十五页，共三十八页地球本身是个大热库，地热资源遍布世界各地。仅地球本身是个大热库，地热资源遍布世界各地。仅地表地表10公里以内就有可供开采的热能，地热能的储量很公里以内就有可供开采的热能，地热能的储量很大，它的总量大约是煤炭的一亿七千万倍。但是，目前大，它的总量大约是煤炭的一亿七千万倍。但是，目前世界上实际能利用的地热资源很少，主要限于蒸汽田和世界上实际能利用的地热资源很少，主要限于蒸汽田和热水田，这两者统称为地

7、热田。地热电站是清洁的能热水田，这两者统称为地热田。地热电站是清洁的能源。它的发电成本比水电和火电都低，而且地热发电后源。它的发电成本比水电和火电都低，而且地热发电后排出的热水还可以供采暖、医疗、提取化学物质等利排出的热水还可以供采暖、医疗、提取化学物质等利用，所以目前地热发电发展很快。用，所以目前地热发电发展很快。地热发电地热发电汽轮机概述本讲稿第十六页，共三十八页汽轮机概述地热发电厂地热发电厂地热发电厂地热发电厂本讲稿第十七页，共三十八页汽轮机概述泰坦尼克号泰坦尼克号泰坦尼克号泰坦尼克号本讲稿第十八页，共三十八页汽轮机的发展1、1883年，Laval（瑞典）研制出第一台轴流式汽轮机2、70

8、年代后，进入百万级3、汽轮机主要制造业：GE Co.（General Electric Corporation)美国通用电气公司（冲动式）WH Co.(Westing House Electric Corporation)西屋 （反动式）BBC(Brown Boveri Co.)瑞士 （反动式）AA(Alsthon-Atlantague Co.)法国 （冲动式、反动式）其他（苏联、日本等）我国三大动力设备厂：哈汽、上汽、东汽 工业汽轮机：杭州 燃气轮机：南京本讲稿第十九页，共三十八页汽轮机系统及基本组成一、蒸汽动力循环和汽轮机做功过程二、汽轮机设备及其系统三、汽轮机基本组成本讲稿第二十页，共三

9、十八页蒸汽动力循环和汽轮机做功过程 朗肯循环 回热循环 中间再热循环 蒸汽-燃气联合循环 热电联产循环本讲稿第二十一页，共三十八页 四个主要装置：四个主要装置：锅炉锅炉 汽轮机汽轮机 凝汽器凝汽器 给水泵给水泵锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝汽器凝汽器朗肯循环本讲稿第二十二页，共三十八页锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝汽器凝汽器1234运行原理：运行原理：12 汽轮机汽轮机 s 膨胀膨胀23 凝汽器凝汽器 p 放热放热34 给水泵给水泵 s 压缩压缩41 锅炉锅炉 p 吸热吸热朗肯循环本讲稿第二十三页，共三十八页回热循环抽汽抽汽去凝汽器去凝汽器表面式回热器表面式回热

10、器抽汽抽汽冷凝水冷凝水给水给水混合式回热器混合式回热器抽汽式回热抽汽式回热本讲稿第二十四页，共三十八页Ts65431b中间再热循环本讲稿第二十五页，共三十八页蒸汽-燃气联合循环本讲稿第二十六页，共三十八页热电联产循环用发电厂作了功的蒸用发电厂作了功的蒸汽的余热来满足热用汽的余热来满足热用户的需要，这种作法户的需要，这种作法称为称为热电联热电联(产产)供供。热用户为什么要用换热热用户为什么要用换热器而不直接用热力循环器而不直接用热力循环的水？的水？本讲稿第二十七页，共三十八页改变循环参数改变循环参数提高初温度提高初温度提高初压力提高初压力降低乏汽压力降低乏汽压力改变循环形式改变循环形式回热循环回

11、热循环再热循环再热循环联合循环联合循环热电联产热电联产燃气燃气-蒸汽联合循环蒸汽联合循环新型动力循环新型动力循环IGCCPFBC-CC.提高循环热效率的途径本讲稿第二十八页，共三十八页主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做功介质通过的系统。再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保持真空系统严密性。真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和剔除杂质。给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提

12、供给水。主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。汽轮机设备及其系统本讲稿第二十九页，共三十八页u汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。u润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。u发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带 走发电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。u工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。顶轴油系统由于不是所有机组都有，所以不做介绍。液压油系统 划归调节、保安系统，所以不做介绍。u其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶球系统等。汽轮机设备及其系统本讲稿第三十页，共三十八页汽轮机基本组成 汽

13、轮机级 汽轮机转子 汽轮机汽缸和隔板 汽封 汽轮机轴承 联轴器、盘车装置 汽轮机控制和保护系统本讲稿第三十一页，共三十八页汽轮机的分类和型号1、按工作原理分冲动式汽轮机反动式汽轮机2、按热力特性分凝汽式汽轮机背压式汽轮机抽汽式汽轮机抽汽背压式汽轮机中间再热式汽轮机本讲稿第三十二页，共三十八页汽轮机类别主蒸汽压力（MPa)低压汽轮机1.22.0中压汽轮机2.14.0高压汽轮机8.112.5超高压汽轮机12.615.0亚临界压力汽轮机15.122.5超临界压力汽轮机22.1超超临界压力汽轮机273 3、按主蒸汽压力分、按主蒸汽压力分汽轮机的分类和型号本讲稿第三十三页，共三十八页汽轮机的分类和型号功

14、率用 途凝汽式供暖电站工业船用大功率小功率本讲稿第三十四页，共三十八页变型设计次序变型设计次序 XX-XX-XX蒸汽参数蒸汽参数额定功率额定功率型式型式例：例：N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538 300MW 300MW凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为主蒸汽压力为16.7MPa16.7MPa，温度为，温度为538538 C,C,再热蒸汽温度再热蒸汽温度538538 C C。汽轮机型号的表示方法汽轮机型号的组成为：汽轮机型号的组成为：本讲稿第三十五页，共三十八页汽轮机型式代号见下表：汽轮机型号的表示方法代号型式代号型式N凝汽式CB抽汽背压式B背压式CY船用C一次调整抽汽式Y移动式CC两次调整抽汽式HN核电汽轮机本讲稿第三十六页，共三十八页本课程的主要内容内容原理结构运行本体辅机凝汽设备调节保护本讲稿第三十七页，共三十八页汽轮机结构动画一动画二本讲稿第三十八页，共三十八页