课程设计说明书设计题目：N25-3.5/435汽轮机通流部分热力设计学生姓名：xxx学号：012004006xxx专业班级：热能与动力工程xxx班完成日期：2007年12月2日指导教师（签字）：能源与动力工程学院2007年12月已知参数：额定功率：p r ＝25MW ， 设计功率：p e ＝20MW ， 新蒸汽参数：p 0＝3.5MP ，t 0＝435℃， 排汽压力：p c ＝0.005MPa ， 给水温度：t fw ＝160～170℃， 冷却水温度：t w1＝20℃， 给水泵压头：p fp ＝6.3MPa ， 凝结水泵压头:p cp =1.2MPa, 额定转速： n e ＝3000r/min ， 射汽抽汽器用汽量： △D ej ＝500kg/h ， 射汽抽汽器中凝结水温升: △t ej ＝3℃， 轴封漏汽量： △D 1＝1000kg/h ， 第二高压加热器中回收的轴封漏汽量： △D 1′＝700kg/h 。

详细设计过程：一、气轮机进气量D 0热力过程曲线的初步计算1．由p 0＝3.5MP ，t 0＝435℃确定初始状态点“0”，0h ＝3304kJ/kg ，0v =0.090 m 3/kg估计进汽机构压力损失⊿p 0＝4％p 0＝4％×3.5MPa ＝0.14MPa ,排汽管中压力损失c p ∆=0.04c p =0.0002M P a '0.0052z c c c p p p p M Pa ==+∆=p 0′＝p 0－⊿p 0＝3.5MPa －0.14MPa ＝3.36MPa ，从而确定“1”点。

过“0”点做定熵线与Pc=0.0050MPa 的定压线交于“3’”点，在h-s 图上查得，3'h =2122kJ/kg,整机理想焓降为：m acth ∆=0h -3'h =1182kJ/kg2．估计 汽轮机相对内效率ηri ＝0.830 ，发电机效率ηg ＝0.970 (全负荷)，机械效率ηax ＝0.99得m acih ∆＝ηri m ac t h ∆＝981.06kJ/kg ,从而确定“3”点。

排汽比焓为，3h =0h -m acih ∆=2331.2kJ/kg3．用直线连接“1”、“3”两点，求出中点“2′”，并在“2′”点沿等压线向下移25kJ/kg得“2”点，过“1”、“2”、“3”点作光滑曲线即为汽轮机的近似热力过程曲线。

二、整机进汽量估计 0D ri g axD ηηη+∆∆e mact 3600p m ＝h （kg/h ）取m ＝1.20，⊿D ＝4％D 0，ηm ＝0.99，ηg ＝0.97, ηri ＝0.83003600 1.15D D t ⨯20⨯1006.335⨯0.97⨯0.987⨯0.97 ⇒＝＝88.599/h三、调节级详细计算1．调节级型式：复速级理想焓降：⊿h t ＝250kJ/kg平均直径： d m ＝1150mm反动度: Ωm ＝Ωb +Ωg +Ωb ′＝16％,Ωb ＝11％，Ωg ＝2％，Ωb ′＝3％2. 喷嘴理想比焓降⊿h n ＝（1-Ωm ）⊿h t ＝（1－15％）⨯270＝210kJ/kg ， 取喷嘴的速度系数φ=0.97则喷嘴损失n h ξ＝(1-φ2) ⊿h n =(1-0.972)×210＝12.411 (kJ/kg) h 1＝h 0-⊿h n +n h ξ=3107(kJ/kg)查得喷嘴后压力p 1＝1.6MPa 。

v=0.17 m 3/kg因为εn ＝p 1/p 0*＝1.6/3.5＝0.476＜εcr =0.545,故选择TC-2Б型线，出汽角为15° 3．喷嘴出口汽流速度144.7244.72210648.0544t n c h =∆==（m/s ）c 1＝φc 1t ＝0.97⨯648.0544＝628.6（m/s ）4．查得喷嘴流量系数n μ＝0.97G ＝D 0×103/3600＝88.599×103/3600＝24.61 (kg/s )因为0.4≤εn ＜εcr ,所以汽流在斜切部分发生膨胀，产生偏转: m i n 024.61()64.23.360.06480.06480.096n G A Pv ===（cm 2）1111.3111111111.311.3 1.3n n212 1.31()()111.311.31sin()sin(15)sin sin 1510.47610.476k k k kk k k a α------+++++δ=︒+δ==︒ε-ε-=0.261解得δ1＝0.171°5．喷嘴出口高度l n 和部分进汽度e ，minn 1()64.2100l 0.00687sin 3.141150sin 15n m A e m d a π*⨯===⨯⨯︒取l n ＝14mm ，e ＝0.49076. 动叶进口汽流角和相对速度 u ＝3000×1.15×π/60=180.64(m/s) , 111111111sin()628.6sin(150.171)tantan21.13cos()628.6cos(150.171)180.64c c uαδβαδ--+︒+===︒+-︒+-11111sin()628.6sin(150.171)456.79sin sin 21.13c a w δβ++===。

(m/s)⊿h w1=ω12/2000=456.7462/2000=104.3269 （kJ/kg ） 7. 第一列动叶理想比焓降⊿h b ＝Ωb ⊿h t ＝0.11×250＝27.5kJ/kg 滞止理想焓降⊿h b *=⊿h b +⊿h w1=27.5+104.3084=131.8269kJ/kg 8. 动叶出口汽流相对速度*244.7244.72131.8269513.46t b w h =∆=⨯= （m/s ） w 2＝ψω2t ＝0. 92×513.42＝472.38 （m/s ）9. 动叶损失⊿h bξ＝（1-ψ2）⊿h b *＝（1-0.922）×131.8＝20.25kJ/kg,查得P 2＝1.45MPa ，V 2＝0.18m 3/kg10. 动叶出口面积A b ＝GV 2×104/ω2＝93.7762 （cm 2） 11. 动叶出口高度l b 和汽流出口角β2查表得⊿t ＝1.5mm ，⊿r ＝0.5mm ，⊿＝⊿t +⊿r ＝2mm ， l b i ＝l n ＋⊿＝14＋2＝16mm ，l b ＝l b i ＝16mm ，12sin b m bA e d l βπ-=︒＝19.312. 动叶出口汽流速度c 2和出汽角2α 122222w sin tan 30.49w cos uβαβ-==︒-2222sin c sin w βα=＝307.7 （m/s ）13. 导叶的理想比焓降⊿h g ＝Ωg ⊿h t ＝0.02×270＝5 （kJ/kg ） 2*2h 52.342000g g t c h ∆=Ω∆+= （kJ/kg ）14. 导叶出口理想速度*144.7244.7252.76323.53t g c h '=∆== （m/s ）实际速度c 1＇＝ψg c 1t ＇＝0.907×323.53＝293.45 （m/s ） 15. 导叶内损失 ⊿h gξ＝(1-ψg 2)⊿h g *=(1-0.9072)×52.34＝9.283 (kJ/kg) 查得p 1＇=1.42MPa, v 1＇=0.183m 3/kg 16. 导叶出口截面积A g ＝G v 1＇×104/ c 1＇＝153.47cm 2 导叶进口高度l g i＝l b +⊿＝16+2＝18mm 17. 导叶出汽角 11sing m gA e d l απ-'=︒＝28.7618. 第二列动叶进口相对速度ω1＇和方向 111111sin tan 61.52cos c c uαβα-'''==︒''-1111sin 160.63sin c w αβ'''=='(m/s)19. 第二列动叶理想比焓降 ⊿h b ＇＝Ωb ＇⊿h t ＝0.02×250＝7.5kJ/kg滞止理想焓降 ⊿h b ＇*=⊿h b ＇+w 1＇2/2000=20.402kJ/kg 20. 动叶出口理想速度 *244.72201.99t b h ω'=∆'= （m/s ） ω2＇＝ψ＇ω2t ＇＝0.926×201.99＝187.04 （m/s ）21. 第二列动叶损失 ⊿h bξ＇＝（1-ψ＇2）⊿h b ＇*＝（1-0.9262）×20.402＝2.908kJ/kg,查得 P 2＇＝1.38MPa ，V 2＇＝0.188m 3/kg 22．第二列动叶出口截面积A b ＇＝GV 2＇×104/ω2＇＝247.36 （cm 2） 动叶进口高度l b i＇＝l g ＋⊿＝l g ＇＝20mm动叶出口高度l b ＇＝l b i ＇＝20mm 23．动叶出口汽流角12sinb m b A e d l βπ-''=︒'＝44.2724．动叶出口汽流绝对速度方向122222w sin tan109.68w cos uβαβ-'''==︒''-2222sin c 138.66sin w βα'''='＝ （m/s ）25．余速损失 222h 9.612000c c '∆== （kJ/kg ）26．轮周有效焓降 ⊿h u ＇＝⊿h t －⊿h nξ－⊿h bξ－⊿h gξ－⊿h bξ＇－⊿h c2＇ ＝250-12.411-20.25-9.283-2.908-9.61＝195.538 （kJ/kg ）27. 轮周效率及校核0.7821u u th h η''==11221122[(cos cos )(cos cos )]1000u t u c a c a c a c a h η++''+''''=⨯180.64[(628.61cos15307.7cos 30.49)(293.45cos 28.76138.66cos109.68)]25010000.7824⨯︒+︒+︒+︒=⨯=0.78240.7821100%100%0.05%1%0.7821u uu uηηηη''-'-∆=⨯=⨯=<' ,合格 28．叶高损失l ＝（l n +l b +l g +l b ＇）/4=(14+16+18+20)/4=17mm, 2195.5382317l u a h h l ∆=∆'=⨯= (kJ/kg) 29. 轮周有效比焓降 ⊿h u ＝⊿h u ＇－⊿h l ＝195.538-23＝172.538kJ/kg 轮周功率 Pu ＝G ⊿h u ＝24.61×172.538＝4246.16kw 30. 部分进汽损失与叶轮摩擦损失2321.07()1002 1.88b f u d h G V ∆=⨯=（kJ/kg ）2[(1)]7.04(kJ/kg)t am e e a e bh x z h k x e k ed ∆∆=-+'=31. 级有效比焓降 ⊿h i ＝⊿h u －⊿h f －⊿h e ＝163.618kJ/kg内功率 P i ＝G ⊿h i ＝24.61×163.618＝4026.64kw 32. 级效率 ηi ＝⊿h i /⊿h t ＝63.618/250＝0.654四、调节级叶栅几何参数选择 1. 喷嘴：叶型：TC-2Б，b n ＝49.56mm ，n t ＝0.70～0.75，取n t ＝0.7，B n ＝30.2mm 。