汽轮机课程设计指导书
华北电力学
202006
第部分 汽轮机课程设计指导书
课程设计目求
1．系统总结巩固应汽轮机原理课程中已学理知识通课程设计重点掌握汽轮机热力设计方法步骤
2．汽轮机热力设计务般定设计条件选择参数包括均反动度速确定流通部分参数包括级均直径叶型叶高角力求获较高相效率汽轮机课程设计言务通常指级尺寸确定级效率功率计算
3．汽轮机设计容设计程序致包括：
(1) 分析确定汽轮机热力设计基参数汽轮机容量进汽参数转速排汽压力循环水温度回热加热级数水温度供热汽轮机供汽压力等
(2) 分析选择汽轮机型式配汽机构型式通流部分形状关参数
(3) 拟定汽轮机似热力程线原性热力系统进行汽耗量热济性初步计算
(4) 根汽轮机运行特性济求结构强度等素较确定调节级型式焓降叶型尺寸等
(5) 根流通部分形状回热抽汽压力求确定压力级级数进行级焓降分配
(6) 级进行详细热力计算求出级流通部分尺寸相效率功率确定汽轮机实际热力程线
(7) 根级热力计算结果修正回热抽汽点压力符合实际热力程线求
(8) 根需修正热力计算结果
(9) 绘制流通部分剖面图
4．通设计整汽轮机结构作进步解明确部件整机组中作位置相互关系
5．通设计解掌握国前技术政策国家标准设计资料等
6．设计汽轮机应满足求：
(1) 运行时具较高济性
(2) 工况工作时均高性
(3) 满足济性性求时应考虑汽轮机结构紧凑系统简单布局合理成低廉安装维修方便零部件通化系列标准化等素
7．课程设计题目接实际前国民济求相适应求设计者具高度责感严肃认真应做选择计算数精确合理绘图规范清楚美观
二课程设计题目
典型常规题目设计类型机组
机组型号： B258830981
机组型式：级动式背压汽轮机
新汽压力：Po883Mpa (90ata)
新汽温度：to535℃
排汽压力：Pc0981Mpa (10ata)
额定功率：Pel25000KW
转速：n3000rpm
三课程设计容步骤
（）设计工况热力计算
1．确定机组配汽方式（采喷嘴配汽）
2．调节级选型（采单列级）
3．参数
⑴已知设计参数
Po883Mpa to535℃ Pc0981Mpa Pel25000KW n3000rpm
⑵选取设计参数
①设计功率
般凝汽式机组统系列标准背压机组国目前尚统系列标准取：设计功率济功率额定功率
②汽轮机相效率ηri
选取某ηri 值级详细计算ηri＇ 进行较直符合求止
③机械效率： 取ηm 99
④发电效率： 取 ηg 97
⑤水回热系统参数：采两级加热器级氧器系统参数详见水回热系统图
图1 定题目回热加热系统
4．似热力程线拟定
（1）进汽机构节流损失ΔPo
阀门全开时ΔPo(003~005)Po通常取调节级喷嘴前Po＇095Po
（2）排汽中压力损失ΔPc ：机认Pc＇Pc ΔPc0
（3）末级余速损失δhc2 ：机取C270ms
（4）调节级效率
调节级效率较低中间级效率较高假定调节级ηri70 调节级压力Pa588Mpa 作初拟热力程线参数采分段拟定热力程线
图2 调节级热力程线
5．汽轮机总进汽量初步估算
36*Pel
Do ─────────────*m+ΔD
(Δht mac)＇*ηriηgηm
Pel──汽轮机设计功率kW
(Δht mac)＇──汽轮机通流部分理想焓降kJkg
ηri──汽轮机通流部分相效率初估值
ηg──机组发电机效率
ηm──机组机械效率
m──考虑回热抽汽引起汽量增系数回热级数水温度汽机容量参数关取m105
ΔD考虑门杆漏汽前轴封漏汽蒸汽余量（th）
ΔDΔDl+ΔDv定前轴封漏汽ΔDl38th门杆漏汽ΔDv12th
Do汽轮机总进汽量
6．调节级详细热力计算
（1）确定调节级进汽量Dg
DgDoΔDv （ th）
（2）确定速Xa理想焓降Δht
取Xa03535 取调节级均直径dm1100mm 计算时取dmdndb
uπ*dm*n60XauCa ΔhtCa22 (备注：软件中 ^ 指数符号) 检查Δht否70~125kJkg范围
（3）均反动度Ωm选取：取Ωm65
（4）计算嘴理想焓降Δhn
Δhn(1Ωm)* Δht
（5）计算喷嘴前压εn
根Po＇hoΔhn查焓熵图喷嘴压力P1容V1tεnPoPo＇判断流动状态选择喷嘴叶型喷嘴出口角α1 (参见喷嘴叶型表)
（6）计算喷嘴出口汽流速度C1
C1φ*C1t 取φ 097
（7）计算喷嘴损失δhn
δhn(1φ2)* Δhn
（8）确定喷嘴出口面积An
AnGn*V1tμn*C1t
Gn──喷嘴流量kgs
V1t──喷嘴出口理想容m3kg
μn──喷嘴流量系数取μn097
（9）确定部分进汽度e
确定部分进汽度原选择部分进汽度e喷嘴高度ln佳组合叶高损失δhl部分进汽损失δhe
Ane*π*dm*ln*sin(α1)
lnAn (e*π*dm*sin(α1))
δhlξl*Eoa1ln*Xa^2*Eo 取a199
δheξe*Eo(ξw+ξs)*Eo
鼓风损失系数ξeBe*1e*(1eec2)*Xa3 取 Be015ec04
斥汽损失系数ξsCe*1e*Sndn*Xa取Ce0012Sn3 (喷嘴组数)
dndm1100mm
令yδhl+δhe
令阶导数零求y极值终e 设计时选取e值计算值稍
（10）确定喷嘴高度ln
ln An (e*π*dm*sin(α1))
（11）动叶高度
lbln+Δ （Δ盖度）
（12）选取盖度Δ
机组说
调节级：Δ25mm
压力级：Δ20mm (ln<20mm)
Δ25mm (20≤ln<40mm)
Δ30mm (ln≥40mm)
（13）检验根部反动度Ωr
Ωr1(1Ωm)*db(dblb)
Ωr应003─005范围否应重新选择
（14）求动叶进口汽流相速度w1进汽角β1
tgβ1c1*sin（α1）（c1*cos（α1）u）
w1C1*sin（α1）sin（β1）
δhw1w122
（15）计算动叶前滞止压力P10
h1h1t+δhnδhw1查焓熵图
（16）确定动叶理想焓降Δhb动叶滞止理想焓降Δhb0
ΔhbΩm*Δht
Δhb0Δhb+δhw1
（17）计算动叶出口汽流相速度w2
w2t
w2ψ*w2t ψΩmw2t 查ψ图
（18）计算动叶损失δhb
δhb(1ψ2)* Δhb 0
（19）求取动叶蒸汽压力P2容V2
Δhbδhb查焓熵图
（20）确定动叶出口面积Ab
AbGb*V2w2 未考虑叶顶漏汽GbGn
（21）确定动叶出口汽流角β2
sin(β2)Ab(e*π*db*lb)
根β1β2动叶叶型表选取动叶叶型
（22）计算动叶出口汽流绝速度C2出汽角α2
α2arctg（w2*sin（β2）（w2* cos（β2）u））
（23）计算余速损失δhc2
δhc205*C22
（24）计算轮周效率焓降Δhu＇ （限长叶片）
Δhu＇Δhtoδhnδhbδhc2
（25）计算级消耗理想量Eo
Eoδhco+Δhtμ1*δhc2
调节级EoΔhtoΔht
（26）计算轮周效率ηu＇（限长叶片）
ηu＇Δhu＇Eo
（27）校核轮周效率
单位质量蒸汽动叶作轮周功
Wuu*(c1*cos(α1)+c2*cos(α2))
轮周效率
ηuWuEo
两种方法计算轮周效率应相误差求
Δηu|ηu＇ηu|ηu＇*100<1
Δηu>1说明前面计算误须重新计算
（28）计算叶高损失δhl
δhlal*Δhu＇ 式中取系数a16已包括扇形损失
（29）计算轮周效焓降Δhu
ΔhuΔhu＇δhl
（30）计算轮周效率ηu
ηuΔhuEo
（31）计算叶轮摩擦损失δhf
δhfΔPfG
中ΔPfK1*（u100）3*dm2v 取K1107
v(v1+v2)2
（32）计算部分进汽损失δhe
δheδhw+δhs
鼓风损失δhwξw*Δht ξwBe*1e*(1eec2)*Xa3
斥汽损失δhsξs*Δht ξsCe*1e*Sndn*Xa
（33）计算级效率级功率
级效焓降
ΔhiΔhuδhfδhe
级效率
ηiΔhiEo
级功率
PisG*Δhi
（34）确定级参数
级压力P2焓h2焓熵图查出
画出动叶出口速度三角形级热力程线标出参数
7．压力级焓降分配级数确定
机组采整段转子整段转子叶片根部直径般采相值样方面加工方便方面级隔板体通
（1）第压力级均直径dmI确定
里定dmI981mm 检验喷嘴高度ln ln 12─15mm否应减dmI采部分进汽度
首先选取Xa I04365Ωm007α1115度 计算ΔhtIΔhnIh1t
ΔhtICa2205*(π*dm*n60Xa)2
ΔhnI(1Ωm)* ΔhtI
h1thoΔhnI
查焓熵图求V1t
第压力级喷嘴流量调节级流量减前轴封漏汽量
GnIGoIGgΔGl (kgs)
喷嘴出口汽流速度C1t
连续性方程
GnIμn*An*C1tV1t 中流量系数μn取097
Ane*π*dmI*lnI*sin(α1)中取e1
求出ln检验正确性
（2）末级均直径确定
定dm z10195mm
（3）确定压力级均直径变化
根汽轮机原理描述蒸汽通道形状确定压力级均直径变化规律通常采作图法坐标取长度a线段BD（般a25cm）表示第压力级末级动叶中心轴距离BD两端分例画出第压力级末级均直径值根选择通道形状光滑曲线AC两点连接起AC曲线压力级级直径变化规律
（4）压力级均直径dm（均）
BD线等分m等分取123……m1点减误差建议>6图中量出段长度求出均直径
dm（均）（AB+（11）+（22）+……+CD）（m+1）*k
式中k 例尺（见图3）
图3 压力级均直径变化曲线图
（5）压力级均焓降Δht（均）
选取均速Xa（均）04367
Δht（均）05*（π*dm（均）*n60Xa（均））2
（6）压力级级数确定Z
Z(1+α)* Δht p Δht（均）
式中Δht(p)压力级理想焓降 α重热系数机α005 Z取整
（7）级均直径求取
求取压力级级数图中BD线段重新分(Z1)等分原拟定均直径变化曲线求出级均直径
（8）级焓降分配
根求出级均直径选取相应速求出级理想焓降Δht
Δht05*(π*dm*n60Xa)2
便较修正般表格方式列出
（9）级焓降修正
拟定热力程线逐级作出级理想焓降Δht计算Δh
Δh(1+α)* Δht pΣΔht
果Δh较时均分配级时加末二级
（10）检查抽汽点压力值否符合求误差应2果相差太应适调整级焓降
（11）级dmΔht求出相应级速Xa注意末级计算应末二级详算根末二级压力排汽压力确定ΔhtzXaz
8．压力级详细热力计算
图4 压力级热力程线
（1）级计算结果已知级PohoPo 0ho 0δhco
压力级焓降分配已知级ΔhtΔht 0dmXaGo
（2）选取均反动度
反动度选择两种方式
①选定合适根部反动度Ωr估取动叶高度然式确定相应均直径处反动度 Ωm1（1Ωr）*（dblb）db
②估取均反动度Ωm级热力计算校核根部反动度
（3）计算喷嘴理想焓降Δhn
Δhn（1Ωm）*Δht
（4）计算喷嘴滞止理想焓降Δhn 0
Δhn 0Δhn+δhco
（5）计算喷嘴出口汽流理想速度C1t
（6）计算喷嘴出口汽流实际速度C1
C1φ*C1t 里取φ097
（7）计算喷嘴损失δhn
δhn（1φ2）*Δhn 0
（8）计算圆周速度u
uπ*dm*n60
（9）计算级理想速度Ca
（10）计算假想速Xa
XauCa
（11）确定喷嘴等熵出参数h1tV1t P1
首先hoΔhn求出喷嘴出口理想焓值h1t h1thoΔhn
然焓熵图进口状态等熵膨胀h1t查出等熵出口容V1t出口压力P1
（12）计算喷嘴前压力εn
εnP1Po 0
（13）选取喷嘴型式出汽角α1
εn喷嘴叶型表选取α1
（14）计算喷嘴出口面积An
AnG*V1tμnc1t 里取μn097
（15）计算喷嘴高度ln
根估算叶片较高取e1
lnAn(e*π*dm*sin(α1))
设计制造方便取喷嘴计算高度整数值
（16）计算喷嘴出口实际焓降h1
h1h1t+δhn
（17）计算动叶进口汽流角β1相速度w1
β1arctg((c1*sin（α1）（c1*cos（α1）u）)
w1（c1 2+u22*u*c1*cos（α1））^05
δhw1w1 22
（18）计算动叶前滞止压力Po 0
h10h1+δhw1
（19）计算动叶理想焓降Δhb
ΔhbΩm*Δht
（20）计算动叶滞止理想焓降Δhb 0
Δhb 0 Δhb+δhw1
（21）计算动叶出口理想汽流速度w2t
（22）计算动叶出口实际汽流速度w2
w2ψ*w2t ψΩmw2t 查ψ图
（23）计算动叶损失δhb
δhb(1ψ2)* Δhb
（24）确定动叶参数P2V2
根h1 Δhb δhb查焓熵表P2V2
（25）计算动叶出口面积Ab
AbG*V2w2
（26）计算动叶高度lb
lbln+Δ 里Δ盖度参调节级中定
（27）检验根部反动度Ωr1（1Ωr）*（dblb）db
应003005范围否应该重新选择
（28）计算动叶出汽角β2
β2arcsin（Ab（e*π*dm*lb））
（29）根β1β2动叶叶型表中选取动叶型号
（30）确定动叶出口绝速度C2方角α2
α2arctg(w2*sin(β2)(w2*cos(β2)u))
（31）计算余速损失δhc2
δhc2C2 22
（32）计算轮周效焓降Δhu＇（限长叶片）
Δhu＇Δht 0δhnδhbδhc2
（33）计算级理想量Eo
Eoδhco+Δhtμ1*δhc2
里δhcoμo*(δhc2)abv (δhc2)abv级余速动μo表示级利级份额μ1表示级余速动级利份额
果相邻两极部分进汽度相均直径变化轴间隙较级余速动级完全利μ1（μo）10
果相邻两极部分进汽度均直径突变时级余速动级利
μ1（μo）0 调节级末级μ10
果相邻两极部分进汽度相均直径突变级间抽汽旁通调节阀时取
μ1（μo）07
（34）计算轮周效率ηu＇（限长叶片）
ηu＇Δhu＇Eo
（35）校核轮周效率
单位质量蒸汽动叶作轮周功
Wuu*(C1*cos(α1)+C2*cos（α2）)
轮周效率ηu
ηuWuEo
Δηu|ηu＇ηu|ηu＇*100
Δηu应1Δηu ＞1说明前面计算误须重新计算
（36）计算叶高损失δhl
δhlal*Δhu＇
式中取a16已包括扇形损失
（37）计算轮周效焓降Δhu （考虑叶轮摩擦损失）
ΔhuΔhu＇δhl
（38）计算轮周效率ηu（考虑叶轮摩擦损失）
ηuΔhuEo
（39）计算叶轮摩擦损失δhf
ΔhfΔPfG
中ΔPfK1*(u100)3*dm2v 取K1107
（40）计算漏汽损失δhδ
选取：隔板汽封齿均直径dp590mm隔板汽封间隙δp05mm汽封齿数Zp10
隔板漏汽损失
δhpApAn*Δhi＇
里Apπ*dp*δp (m^2)
Δhi＇Δht 0δhnδhbδhlδhc2
选取：叶顶轴间隙δz15mm围带边厚度Δs03mmδz(均) δzlb
Ωm（dblb）查取ΨtδzΔs查取μ1δzuCa 查取μ2
动叶顶部漏汽损失
δhtμ1*δz(均)* Ψt(μ2*sin(α1))* Δhi＇
级总漏汽损失
δhδδhp+δht
（41）计算级项损失Σδh
Σδhδhl+δhf+δhδ
（42）计算级效焓降Δhi
ΔhiΔhu＇Σδh
（43）计算级效率ηi
ηiΔhiEo
（44）计算级功率Pi s
Pi sG*Δhi
（45）确定级参数
h30h3Δht 0Δhi者 h3h2+Σδh+δhc2
查焓熵图P3 0P2级Po级Po 0级P3 0
（46）作出级热力程线
（二）热力计算数汇总
建议步骤逐项列表
1．数汇总表计算整机功率Pi
PiΣPi s
2．机组级效焓降ΣΔhi
（三）整机相效率核算修正
1．整机相效率核算
（1）计算效率ηri
ηriΣΔhi(Δhtmac)
（2）计算误差Δηri（初选值较）
Δηriηriηri
2．修正方法
（1）果Δηri＜1 认计算结果满足求必修正
（2）果Δηri＞3 应ηri＇重新作热力计算
（3）果1 ＜Δηri ＜3 需进行通流尺寸修正修正方法
①总进汽量修正：
36*Pel
Do1─────────────*m+ΔD
(Δhtmac)＇*ηri＇ηgηm
②调节级修正
Dg1Do1ΔDv
KDg1Dg
An1K*An ln1K*ln Ab1K*Ab lb1K*lb
③压力级修正
认前轴封漏汽量回热抽汽量均总进汽量成正压力级AnAblnlb均修正系数K修正
热力计算数汇总表中应增加述修正值
④功率修正
Pi1K*Pi
3．计算轴端功率Pe
PePi1*ηm
发电机功率Pel
PelPe*ηg
（四）绘制汽轮机通流部分图
参考类型机组应根计算出通流部分尺寸（包括dmlnlb等）绘制
四设计说明书编写求
1．设计说明书包括述（）（三）项全部容中调节级第压力级写出详细计算步骤列表级列出数计算汇总表
2．画出汽轮机通流图
3．级动叶进出口速度三角形定例画张图
4．画出调节级第压力级详细热力程线标出参数
5．画出整机热力程线
6．次设计总结
7．列出参考文献参考资料
参考文献
[1]沈士庄贺庆康松庞立云 汽轮机原理 水利电力出版社1992
[2]冯慧雯编汽轮机课程设计参考资料 水利电力出版社1992
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汽轮机课程设计指导书
华北电力学
202006
第部分 汽轮机课程设计指导书
课程设计目求
1．系统总结巩固应汽轮机原理课程中已学理知识通课程设计重点掌握汽轮机热力设计方法步骤
2．汽轮机热力设计务般定设计条件选择参数包括均反动度速确定流通部分参数包括级均直径叶型叶高角力求获较高相效率汽轮机课程设计言务通常指级尺寸确定级效率功率计算
3．汽轮机设计容设计程序致包括：
(1) 分析确定汽轮机热力设计基参数汽轮机容量进汽参数转速排汽压力循环水温度回热加热级数水温度供热汽轮机供汽压力等
(2) 分析选择汽轮机型式配汽机构型式通流部分形状关参数
(3) 拟定汽轮机似热力程线原性热力系统进行汽耗量热济性初步计算
(4) 根汽轮机运行特性济求结构强度等素较确定调节级型式焓降叶型尺寸等
(5) 根流通部分形状回热抽汽压力求确定压力级级数进行级焓降分配
(6) 级进行详细热力计算求出级流通部分尺寸相效率功率确定汽轮机实际热力程线
(7) 根级热力计算结果修正回热抽汽点压力符合实际热力程线求
(8) 根需修正热力计算结果
(9) 绘制流通部分剖面图
4．通设计整汽轮机结构作进步解明确部件整机组中作位置相互关系
5．通设计解掌握国前技术政策国家标准设计资料等
6．设计汽轮机应满足求：
(1) 运行时具较高济性
(2) 工况工作时均高性
(3) 满足济性性求时应考虑汽轮机结构紧凑系统简单布局合理成低廉安装维修方便零部件通化系列标准化等素
7．课程设计题目接实际前国民济求相适应求设计者具高度责感严肃认真应做选择计算数精确合理绘图规范清楚美观
二课程设计题目
典型常规题目设计类型机组
机组型号： B258830981
机组型式：级动式背压汽轮机
新汽压力：Po883Mpa (90ata)
新汽温度：to535℃
排汽压力：Pc0981Mpa (10ata)
额定功率：Pel25000KW
转速：n3000rpm
三课程设计容步骤
（）设计工况热力计算
1．确定机组配汽方式（采喷嘴配汽）
2．调节级选型（采单列级）
3．参数
⑴已知设计参数
Po883Mpa to535℃ Pc0981Mpa Pel25000KW n3000rpm
⑵选取设计参数
①设计功率
般凝汽式机组统系列标准背压机组国目前尚统系列标准取：设计功率济功率额定功率
②汽轮机相效率ηri
选取某ηri 值级详细计算ηri＇ 进行较直符合求止
③机械效率： 取ηm 99
④发电效率： 取 ηg 97
⑤水回热系统参数：采两级加热器级氧器系统参数详见水回热系统图
图1 定题目回热加热系统
4．似热力程线拟定
（1）进汽机构节流损失ΔPo
阀门全开时ΔPo(003~005)Po通常取调节级喷嘴前Po＇095Po
（2）排汽中压力损失ΔPc ：机认Pc＇Pc ΔPc0
（3）末级余速损失δhc2 ：机取C270ms
（4）调节级效率
调节级效率较低中间级效率较高假定调节级ηri70 调节级压力Pa588Mpa 作初拟热力程线参数采分段拟定热力程线
图2 调节级热力程线
5．汽轮机总进汽量初步估算
36*Pel
Do ─────────────*m+ΔD
(Δht mac)＇*ηriηgηm
Pel──汽轮机设计功率kW
(Δht mac)＇──汽轮机通流部分理想焓降kJkg
ηri──汽轮机通流部分相效率初估值
ηg──机组发电机效率
ηm──机组机械效率
m──考虑回热抽汽引起汽量增系数回热级数水温度汽机容量参数关取m105
ΔD考虑门杆漏汽前轴封漏汽蒸汽余量（th）
ΔDΔDl+ΔDv定前轴封漏汽ΔDl38th门杆漏汽ΔDv12th
Do汽轮机总进汽量
6．调节级详细热力计算
（1）确定调节级进汽量Dg
DgDoΔDv （ th）
（2）确定速Xa理想焓降Δht
取Xa03535 取调节级均直径dm1100mm 计算时取dmdndb
uπ*dm*n60XauCa ΔhtCa22 (备注：软件中 ^ 指数符号) 检查Δht否70~125kJkg范围
（3）均反动度Ωm选取：取Ωm65
（4）计算嘴理想焓降Δhn
Δhn(1Ωm)* Δht
（5）计算喷嘴前压εn
根Po＇hoΔhn查焓熵图喷嘴压力P1容V1tεnPoPo＇判断流动状态选择喷嘴叶型喷嘴出口角α1 (参见喷嘴叶型表)
（6）计算喷嘴出口汽流速度C1
C1φ*C1t 取φ 097
（7）计算喷嘴损失δhn
δhn(1φ2)* Δhn
（8）确定喷嘴出口面积An
AnGn*V1tμn*C1t
Gn──喷嘴流量kgs
V1t──喷嘴出口理想容m3kg
μn──喷嘴流量系数取μn097
（9）确定部分进汽度e
确定部分进汽度原选择部分进汽度e喷嘴高度ln佳组合叶高损失δhl部分进汽损失δhe
Ane*π*dm*ln*sin(α1)
lnAn (e*π*dm*sin(α1))
δhlξl*Eoa1ln*Xa^2*Eo 取a199
δheξe*Eo(ξw+ξs)*Eo
鼓风损失系数ξeBe*1e*(1eec2)*Xa3 取 Be015ec04
斥汽损失系数ξsCe*1e*Sndn*Xa取Ce0012Sn3 (喷嘴组数)
dndm1100mm
令yδhl+δhe
令阶导数零求y极值终e 设计时选取e值计算值稍
（10）确定喷嘴高度ln
ln An (e*π*dm*sin(α1))
（11）动叶高度
lbln+Δ （Δ盖度）
（12）选取盖度Δ
机组说
调节级：Δ25mm
压力级：Δ20mm (ln<20mm)
Δ25mm (20≤ln<40mm)
Δ30mm (ln≥40mm)
（13）检验根部反动度Ωr
Ωr1(1Ωm)*db(dblb)
Ωr应003─005范围否应重新选择
（14）求动叶进口汽流相速度w1进汽角β1
tgβ1c1*sin（α1）（c1*cos（α1）u）
w1C1*sin（α1）sin（β1）
δhw1w122
（15）计算动叶前滞止压力P10
h1h1t+δhnδhw1查焓熵图
（16）确定动叶理想焓降Δhb动叶滞止理想焓降Δhb0
ΔhbΩm*Δht
Δhb0Δhb+δhw1
（17）计算动叶出口汽流相速度w2
w2t
w2ψ*w2t ψΩmw2t 查ψ图
（18）计算动叶损失δhb
δhb(1ψ2)* Δhb 0
（19）求取动叶蒸汽压力P2容V2
Δhbδhb查焓熵图
（20）确定动叶出口面积Ab
AbGb*V2w2 未考虑叶顶漏汽GbGn
（21）确定动叶出口汽流角β2
sin(β2)Ab(e*π*db*lb)
根β1β2动叶叶型表选取动叶叶型
（22）计算动叶出口汽流绝速度C2出汽角α2
α2arctg（w2*sin（β2）（w2* cos（β2）u））
（23）计算余速损失δhc2
δhc205*C22
（24）计算轮周效率焓降Δhu＇ （限长叶片）
Δhu＇Δhtoδhnδhbδhc2
（25）计算级消耗理想量Eo
Eoδhco+Δhtμ1*δhc2
调节级EoΔhtoΔht
（26）计算轮周效率ηu＇（限长叶片）
ηu＇Δhu＇Eo
（27）校核轮周效率
单位质量蒸汽动叶作轮周功
Wuu*(c1*cos(α1)+c2*cos(α2))
轮周效率
ηuWuEo
两种方法计算轮周效率应相误差求
Δηu|ηu＇ηu|ηu＇*100<1
Δηu>1说明前面计算误须重新计算
（28）计算叶高损失δhl
δhlal*Δhu＇ 式中取系数a16已包括扇形损失
（29）计算轮周效焓降Δhu
ΔhuΔhu＇δhl
（30）计算轮周效率ηu
ηuΔhuEo
（31）计算叶轮摩擦损失δhf
δhfΔPfG
中ΔPfK1*（u100）3*dm2v 取K1107
v(v1+v2)2
（32）计算部分进汽损失δhe
δheδhw+δhs
鼓风损失δhwξw*Δht ξwBe*1e*(1eec2)*Xa3
斥汽损失δhsξs*Δht ξsCe*1e*Sndn*Xa
（33）计算级效率级功率
级效焓降
ΔhiΔhuδhfδhe
级效率
ηiΔhiEo
级功率
PisG*Δhi
（34）确定级参数
级压力P2焓h2焓熵图查出
画出动叶出口速度三角形级热力程线标出参数
7．压力级焓降分配级数确定
机组采整段转子整段转子叶片根部直径般采相值样方面加工方便方面级隔板体通
（1）第压力级均直径dmI确定
里定dmI981mm 检验喷嘴高度ln ln 12─15mm否应减dmI采部分进汽度
首先选取Xa I04365Ωm007α1115度 计算ΔhtIΔhnIh1t
ΔhtICa2205*(π*dm*n60Xa)2
ΔhnI(1Ωm)* ΔhtI
h1thoΔhnI
查焓熵图求V1t
第压力级喷嘴流量调节级流量减前轴封漏汽量
GnIGoIGgΔGl (kgs)
喷嘴出口汽流速度C1t
连续性方程
GnIμn*An*C1tV1t 中流量系数μn取097
Ane*π*dmI*lnI*sin(α1)中取e1
求出ln检验正确性
（2）末级均直径确定
定dm z10195mm
（3）确定压力级均直径变化
根汽轮机原理描述蒸汽通道形状确定压力级均直径变化规律通常采作图法坐标取长度a线段BD（般a25cm）表示第压力级末级动叶中心轴距离BD两端分例画出第压力级末级均直径值根选择通道形状光滑曲线AC两点连接起AC曲线压力级级直径变化规律
（4）压力级均直径dm（均）
BD线等分m等分取123……m1点减误差建议>6图中量出段长度求出均直径
dm（均）（AB+（11）+（22）+……+CD）（m+1）*k
式中k 例尺（见图3）
图3 压力级均直径变化曲线图
（5）压力级均焓降Δht（均）
选取均速Xa（均）04367
Δht（均）05*（π*dm（均）*n60Xa（均））2
（6）压力级级数确定Z
Z(1+α)* Δht p Δht（均）
式中Δht(p)压力级理想焓降 α重热系数机α005 Z取整
（7）级均直径求取
求取压力级级数图中BD线段重新分(Z1)等分原拟定均直径变化曲线求出级均直径
（8）级焓降分配
根求出级均直径选取相应速求出级理想焓降Δht
Δht05*(π*dm*n60Xa)2
便较修正般表格方式列出
（9）级焓降修正
拟定热力程线逐级作出级理想焓降Δht计算Δh
Δh(1+α)* Δht pΣΔht
果Δh较时均分配级时加末二级
（10）检查抽汽点压力值否符合求误差应2果相差太应适调整级焓降
（11）级dmΔht求出相应级速Xa注意末级计算应末二级详算根末二级压力排汽压力确定ΔhtzXaz
8．压力级详细热力计算
图4 压力级热力程线
（1）级计算结果已知级PohoPo 0ho 0δhco
压力级焓降分配已知级ΔhtΔht 0dmXaGo
（2）选取均反动度
反动度选择两种方式
①选定合适根部反动度Ωr估取动叶高度然式确定相应均直径处反动度 Ωm1（1Ωr）*（dblb）db
②估取均反动度Ωm级热力计算校核根部反动度
（3）计算喷嘴理想焓降Δhn
Δhn（1Ωm）*Δht
（4）计算喷嘴滞止理想焓降Δhn 0
Δhn 0Δhn+δhco
（5）计算喷嘴出口汽流理想速度C1t
（6）计算喷嘴出口汽流实际速度C1
C1φ*C1t 里取φ097
（7）计算喷嘴损失δhn
δhn（1φ2）*Δhn 0
（8）计算圆周速度u
uπ*dm*n60
（9）计算级理想速度Ca
（10）计算假想速Xa
XauCa
（11）确定喷嘴等熵出参数h1tV1t P1
首先hoΔhn求出喷嘴出口理想焓值h1t h1thoΔhn
然焓熵图进口状态等熵膨胀h1t查出等熵出口容V1t出口压力P1
（12）计算喷嘴前压力εn
εnP1Po 0
（13）选取喷嘴型式出汽角α1
εn喷嘴叶型表选取α1
（14）计算喷嘴出口面积An
AnG*V1tμnc1t 里取μn097
（15）计算喷嘴高度ln
根估算叶片较高取e1
lnAn(e*π*dm*sin(α1))
设计制造方便取喷嘴计算高度整数值
（16）计算喷嘴出口实际焓降h1
h1h1t+δhn
（17）计算动叶进口汽流角β1相速度w1
β1arctg((c1*sin（α1）（c1*cos（α1）u）)
w1（c1 2+u22*u*c1*cos（α1））^05
δhw1w1 22
（18）计算动叶前滞止压力Po 0
h10h1+δhw1
（19）计算动叶理想焓降Δhb
ΔhbΩm*Δht
（20）计算动叶滞止理想焓降Δhb 0
Δhb 0 Δhb+δhw1
（21）计算动叶出口理想汽流速度w2t
（22）计算动叶出口实际汽流速度w2
w2ψ*w2t ψΩmw2t 查ψ图
（23）计算动叶损失δhb
δhb(1ψ2)* Δhb
（24）确定动叶参数P2V2
根h1 Δhb δhb查焓熵表P2V2
（25）计算动叶出口面积Ab
AbG*V2w2
（26）计算动叶高度lb
lbln+Δ 里Δ盖度参调节级中定
（27）检验根部反动度Ωr1（1Ωr）*（dblb）db
应003005范围否应该重新选择
（28）计算动叶出汽角β2
β2arcsin（Ab（e*π*dm*lb））
（29）根β1β2动叶叶型表中选取动叶型号
（30）确定动叶出口绝速度C2方角α2
α2arctg(w2*sin(β2)(w2*cos(β2)u))
（31）计算余速损失δhc2
δhc2C2 22
（32）计算轮周效焓降Δhu＇（限长叶片）
Δhu＇Δht 0δhnδhbδhc2
（33）计算级理想量Eo
Eoδhco+Δhtμ1*δhc2
里δhcoμo*(δhc2)abv (δhc2)abv级余速动μo表示级利级份额μ1表示级余速动级利份额
果相邻两极部分进汽度相均直径变化轴间隙较级余速动级完全利μ1（μo）10
果相邻两极部分进汽度均直径突变时级余速动级利
μ1（μo）0 调节级末级μ10
果相邻两极部分进汽度相均直径突变级间抽汽旁通调节阀时取
μ1（μo）07
（34）计算轮周效率ηu＇（限长叶片）
ηu＇Δhu＇Eo
（35）校核轮周效率
单位质量蒸汽动叶作轮周功
Wuu*(C1*cos(α1)+C2*cos（α2）)
轮周效率ηu
ηuWuEo
Δηu|ηu＇ηu|ηu＇*100
Δηu应1Δηu ＞1说明前面计算误须重新计算
（36）计算叶高损失δhl
δhlal*Δhu＇
式中取a16已包括扇形损失
（37）计算轮周效焓降Δhu （考虑叶轮摩擦损失）
ΔhuΔhu＇δhl
（38）计算轮周效率ηu（考虑叶轮摩擦损失）
ηuΔhuEo
（39）计算叶轮摩擦损失δhf
ΔhfΔPfG
中ΔPfK1*(u100)3*dm2v 取K1107
（40）计算漏汽损失δhδ
选取：隔板汽封齿均直径dp590mm隔板汽封间隙δp05mm汽封齿数Zp10
隔板漏汽损失
δhpApAn*Δhi＇
里Apπ*dp*δp (m^2)
Δhi＇Δht 0δhnδhbδhlδhc2
选取：叶顶轴间隙δz15mm围带边厚度Δs03mmδz(均) δzlb
Ωm（dblb）查取ΨtδzΔs查取μ1δzuCa 查取μ2
动叶顶部漏汽损失
δhtμ1*δz(均)* Ψt(μ2*sin(α1))* Δhi＇
级总漏汽损失
δhδδhp+δht
（41）计算级项损失Σδh
Σδhδhl+δhf+δhδ
（42）计算级效焓降Δhi
ΔhiΔhu＇Σδh
（43）计算级效率ηi
ηiΔhiEo
（44）计算级功率Pi s
Pi sG*Δhi
（45）确定级参数
h30h3Δht 0Δhi者 h3h2+Σδh+δhc2
查焓熵图P3 0P2级Po级Po 0级P3 0
（46）作出级热力程线
（二）热力计算数汇总
建议步骤逐项列表
1．数汇总表计算整机功率Pi
PiΣPi s
2．机组级效焓降ΣΔhi
（三）整机相效率核算修正
1．整机相效率核算
（1）计算效率ηri
ηriΣΔhi(Δhtmac)
（2）计算误差Δηri（初选值较）
Δηriηriηri
2．修正方法
（1）果Δηri＜1 认计算结果满足求必修正
（2）果Δηri＞3 应ηri＇重新作热力计算
（3）果1 ＜Δηri ＜3 需进行通流尺寸修正修正方法
①总进汽量修正：
36*Pel
Do1─────────────*m+ΔD
(Δhtmac)＇*ηri＇ηgηm
②调节级修正
Dg1Do1ΔDv
KDg1Dg
An1K*An ln1K*ln Ab1K*Ab lb1K*lb
③压力级修正
认前轴封漏汽量回热抽汽量均总进汽量成正压力级AnAblnlb均修正系数K修正
热力计算数汇总表中应增加述修正值
④功率修正
Pi1K*Pi
3．计算轴端功率Pe
PePi1*ηm
发电机功率Pel
PelPe*ηg
（四）绘制汽轮机通流部分图
参考类型机组应根计算出通流部分尺寸（包括dmlnlb等）绘制
四设计说明书编写求
1．设计说明书包括述（）（三）项全部容中调节级第压力级写出详细计算步骤列表级列出数计算汇总表
2．画出汽轮机通流图
3．级动叶进出口速度三角形定例画张图
4．画出调节级第压力级详细热力程线标出参数
5．画出整机热力程线
6．次设计总结
7．列出参考文献参考资料
参考文献
[1]沈士庄贺庆康松庞立云 汽轮机原理 水利电力出版社1992
[2]冯慧雯编汽轮机课程设计参考资料 水利电力出版社1992
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