单元二十一 汽轮机
实验一 125MW凝汽式汽轮机结构实验 一、实验目的
汽轮机通常在高温、高压和高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领域。为了学好汽轮机这门课，首先我们必须对汽轮机结构和级的工作原理有个全面了解，结合我们实验室的实际情况，本次课将全面介绍125MW凝汽式汽轮机的结构，
二、实验设备
125MW凝汽式汽轮机模型。
三、实验内容
125MW凝汽式汽轮机、单轴、三缸、三排汽的汽轮机。它通过半挠性联轴器带动汽轮发电机。
125MW汽轮机采用喷嘴调节。新蒸汽通过两个高压主汽门、四个高压调节汽门进入高压缸。高压缸排汽经排汽逆止门进入中间再热器。蒸汽再热后经过两个中压主汽门，四个中压调节汽门进入中压缸。在中压缸中作完功的蒸汽一部分直接进入低压缸，另一部分经两个导汽管进入另外两个低压缸，在三个低压缸作完功后，排入三台凝汽器。汽轮机负荷变化主要依靠高压调节汽门进行调节。在低于额定负荷35％时，中压调节汽门才参与调节，其余工况中压调节汽门全开。事
故停机时，主汽门和调节汽门全部快速关闭，以防止事故扩大。
高压缸设计为双层缸结构。中、低压缸为单层隔板套式结构，其中低压缸是对称分流式。为满足机组快速启动的需要，高、中压缸均设有法兰，螺栓加热装置。
汽缸横向定位，依靠与基架和轴承座相配的垂直键来保证。纵向热膨胀有两个死点。高、中压缸向前(机头)膨胀，低压缸向后膨胀，它们靠轴承座和基架间的平衡导向。转子的纵向热膨胀是以高、中压缸间的推力轴承定位，它的位置是随汽缸、轴承座的纵向膨胀而移动，故称为相对死点。本机还设有高、中、低相对膨胀指示器。
本机组配置了旁路系统，它对于锅炉稳定燃烧，汽水回收和机组快速启动都是十分有利的。
本机组可以参加一次调频。还装备了各种保安设施。现代电站汽轮机均为多级汽轮机，多级汽轮机是由在同一轴上的若干汽轮机级串联组合而成，汽轮机级由喷嘴叶栅和与它相配合的动叶栅所组成，它是汽轮机作功的基本单元。当具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机级时，首先在喷嘴叶栅中将蒸汽所具有的热能转变为动能，然后在动叶栅中将其动能转变为机械能，从而完成汽轮机利用蒸汽热能作功的任务。
电站用汽轮机绝大多数采用轴流式级。若按照蒸汽在级的动叶内不同的膨胀程度，又可将轴流式级分为冲动级和反动级两种，后将结合125MW机组实际叶片介绍级的工作原理。
实验二 汽轮机冲动级的工作原理实验
一．实验目的
汽轮机通常在高温、高压和高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领域。为了学好汽轮机这门课，我们必须对汽轮机级的工作原理有个全面了解，结合我们实验室的实际情况，本实验介绍级的工作原理。
二、实验设备
汽轮机冲动原理演示模型。
三、实验内容
(1)纯冲动级:
反动度Ωm=0的级称为纯冲动级。它的特点是蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。因此动叶栅进出口压力相等，即P1=P2，Δhb＝0，Δhn＊＝Δht＊。见图21-2-1（a)。纯冲动级的作功能力较大，效率较低，一般蒸汽离开动叶栅时仍具有一定的速度C2，由于动能C22／2末被利用，故是汽轮机级的一项损失，称为余速损失。余速损失是汽轮机级的一项主要损失。
(2)带反动度的冲动级：
为了提高汽轮机的效率，冲动级也是具有一定的反动度，通常Ωm＝0.05～0.20，这时蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中继续膨胀。因此，P1>P2，
Δhn＞Δhb，见图21-2-1(b)。它具有冲动级作功能力大和反动级效率高的特点，所以得到广泛应用。
(a) (b)
图21-2-1 冲动级中蒸汽压力和速度变化
(a)纯冲动级中蒸汽压力和速度变化 (b) 带反动度的冲动级中蒸汽压力和速度变化
四、实验报告要求：
1．125MW汽轮机是由哪几个汽缸组成的?
2．什么是汽轮机的级? 蒸汽在级中的能量是怎样进行转换的?
3．蒸汽在汽缸中的走向为什么是对头布置的?
4．汽轮机在运行平台上只有在低压缸部分是固定的，其他部分是靠轴承座搭接上的，这是为什么?
5．汽轮机高压缸设置双层缸的好处是什么?
6．围带、拉金起什么作用?
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