题目：660MW亚临界凝汽式汽轮机热力系统的设计学院: 材料与冶金学院专业: 热能与动力工程学号:学生姓名:指导教师:日期:摘要汽轮机作为现代重要的动力机械设备，在国家动力能源方面起着举足轻重的地位。
本次设计一方面是为了巩固所学的理论知识，强化对汽轮机整体的认知；另一方面，也是希望借此设计培养独立思考及动手解决问题的能力，为今后的工作学习打下基础。
本文设计的是一台660WM亚临界凝汽式汽轮机，首先根据基本参数的要求，完成透平机械的热力设计，即选定汽轮机的基本参数和结构形式，确定通流部分的重要尺寸，求出整机的内功率和内效率，然后由设计得出的参数，进行汽耗量和功率的校核，最后完成其结构设计。
本设计采用的是三缸四排汽，高中压缸合缸，低压缸四流程的亚临界反动凝汽式设计，是当前国内大型机组的主流设计形式，同时采用一次中间再热，提高发电效率，八级抽汽加热给水提高给水温度，以提高机组的效率。
最终在设计工况下的热耗量是8140.64KJ/KWh，汽轮机机组的绝对电效率是44.23%，在设计上是安全可靠的。
关键词：汽轮机；能源；设计；亚临界AbstractTurbine as an important driving force of modern machinery and equipment, plays an important role in the national power energy.The design on the one hand is to consolidate the theoretical knowledge learned, to strengthen awareness of the turbine as a whole; the other hand, is hoping to design independent thinking and the ability to begin to solve the problem, lay the foundation for future work and study.This design is a 660WM subcritical condensing steam turbine, the first under the requirements of the basic parameters, complete thermal turbomachinery design, namely the basic parameters and structure of the selected turbine, determine critical dimensions flow passage is obtained and internal efficiency within the power of the machine, and then drawn by the design parameters, steam and power consumption checking, finalizing his design.This design uses a three-cylinder four exhaust, subcritical reaction condensing steam turbine cylinder closing cylinder design, low pressure cylinder, four processes are designed to form the current mainstream domestic large units, while using single reheat, improve power generation efficiency , eight steam extraction feedwater heating water temperature increase to improve the efficiency of the unit.Final heat consumption at design condition is 8140.64KJ / KWh, absolute power efficiency steam turbine plant is 44.23%, the design is safe and reliable.Key words：Turbine; Energy; Design; Subcritical目录1 绪论 (1)1.1 汽轮机简介 (1)1.2 电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状 (1)1.3 设计意义 (2)1.4 论文研究内容 (2)2 热力系统设计 (4)2.1 设计基本参数选择 (4)2.2 汽轮机热力过程线的拟定 (4)2.3 汽轮机进汽量计算 (6)2.4 抽汽回热系统热平衡初步计算 (7)3 调节级设计 (14)3.1 调节级形式及焓降确定 (14)3.2 调节级主要参数的确定 (14)3.3 调节级详细计算 (15)3.3.1 喷嘴部分的计算 (15)3.3.2 动叶部分计算 (18)3.3.3 级内损失的计算 (20)3.3.4 级效率与内功率的计算 (21)4 非调节级计算 (22)4.1 高压缸非调节级计算 (22)4.2 中压缸非调节级计算 (24)4.3 低压缸非调节级计算 (26)4.4 抽汽压力调整 (28)4.5 重新列汽水参数表 (29)5 汽轮机各部分汽水流量和各项热经济指标计算 (31)5.1 重新计算汽轮机各段抽汽量 (31)5.2 汽轮机汽耗量计算及流量校核 (32)6 结束语 (34)参考文献 (35)致谢 (36)1 绪论1.1 汽轮机简介汽轮机是一种以水蒸汽为工质，通过将蒸汽热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。
其具有单机功率大、效率高、运转平稳和使用寿命长及单位功率制造成本低等优点，是当今重要的动力机械设备。
汽轮机的用途主要是作为发电用的原动机。
在使用化石燃料的常规现代火力发电厂、地热发电站和核电站中，都采用汽轮机作为动力的汽轮发电机组。
汽轮机的排汽或中间抽汽还可以用来满足生产和生活上的所需供热。
此外，工厂企业生产过程中的余能、余热，还可分类为不同品位的热能加以合理有效地利用。
由于汽轮机能设计为变速运行，所以还可以用它直接驱动各种从动机械，如压气机、风机、高炉风机、泵和船舶的螺旋桨等等[1]。
汽轮机设备及系统结构主要包括汽轮机本体、热力系统、调节保安油系统、辅助设备等几大部分。
汽轮机本体是由转子和静子组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、主油泵、油箱、调速传动机构、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器高低压加热器、、除氧器、给水泵、凝升泵、凝结水泵、循环水泵等；热力系统主要是指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统、旁路系统等。
由于汽轮机通常的工作环境为高温、高压和高转速，所以其属于一种较为精密的重型机械。
同时，其制造和发展也涉及到许多工业部门和科学领域，如优质的大型锻铸件的供应，高效长叶片的设计，高强度耐热合金钢的研制和研制和加工制造，及新工艺新技术的应用等[2]。
因而，无论从生产应用或是制造工业上，其都是反映国家工业技术发展水平的重要标志之一，在国民经济和能源发展中起着极其重要的作用。
1.2 电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状由于近几年我国工业的日益发展，电力产业对汽轮机制造业提出的要求不断提高，汽轮机也逐渐向高参数、大容量、低污染、高可靠性、负荷适应性高、自动化程度高、经济、安全方向发展。
目前，现代大型汽轮机一般都采用级数多、多汽缸、多排汽的结构；汽缸采用内、外双层或者多层缸的结构。
汽轮机设计应选择合理的热力循环，汽轮机的通流部分应有良好的热力和气动特性，同时，汽轮机主、辅机及其主要零件还应具有满意的强度和振动特性，良好的自动调节性能以及合理的制造工艺[3]。
随着汽轮机技术研究的不断深入和制造业能力的提高，最近几年，汽轮机的发展趋势表现在如下几个方面：（1）提高单机功率及蒸汽初参数，通过改进汽轮机的通流设计，以达到优化中间再热和给水回热系统，提高汽轮机的热经济性的效果；（2）加大对大型机组和燃气—蒸汽联合循环机组的研发力度，以来提高一次能源的利用率；（3）提高智能化水平，通过开发相关计算机程序和电子元器件，完善自动控制系统；（4）提高加工制造设备和工艺水平，采用标准的质管要求以确保产品质量，从而增强机组的可靠性和可利用率。
据最新科研报告，通过对汽轮机末级长叶片上采用气动及强度振动方面的改进，可以提高汽轮机效率，其设计的新技术主要在以下几个方面[4]：（1）三元气动理论的设计方法，应用可控涡流型，以提高反动度分布，减少二次流损失，来改善出口流场的均匀性，从而减少排汽损失和漏气损失；（2）应用CAD软件进行叶型设计以保证能满足气动参数的要求；（3）跨音速叶栅的设计，通过采用直线背弧以减少叶型的激波损失；（4）新的动强度考核准则，通过对高阶振型的安全性作出评估。
1.3 设计意义本次课题是设计一台660MW亚临界凝汽式汽轮机，在这次设计过程中，首先，我在网上收集了一些660MW的汽轮机设计论文，同时参考了国内外当前汽轮机的最新数据，以从整体上构建一个660MW的汽轮机模型。
同时通过课题所给的基础参数及查阅相关书籍，完善相关参数以为设计做准备。
接着进行热力计算，主要是选定汽轮机的基本参数和结构形式，确定通流问好分的主要尺寸，求出其整机的内功率和内效率。
通过这次设计，我认为收获良多，一方面，能系统掌握汽轮机的理论知识，将理论知识更好地应用到实际工作中，另一方面，能很好地锻炼自己独立思考能力，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力以团结协作的工作能力。
总的来说，虽然这次毕业设计的课题在选题上相对传统单一，但却让我受益匪浅。
1.4 论文研究内容本论文主要设计了660MW三缸四排汽，高中压缸合缸，低压缸四流程的亚临界反动凝汽式汽轮机，目前在国内是主流的大型汽轮机机组。
本机组的特点是采用一次中间再热提高机组的发电效率；通过八级抽汽加热给水提高给水温度，从而提高机组的效率。
其设计主要内容包括以下：（1）透平机械的热力计算；（2）通流部分计算；（3）汽轮机热力系统设计；（4）各项经济指标的校核在本次设计中，首先我们根据本次设计所给的课题和基础参数，查阅相关书籍和文献，补充一些例如给水泵及凝结水泵出口压力、相对内效率、中压缸排汽压力等经验参数，使得设计参数完整，为之后设计计算作好准备。