涡轮分级

在由一组固定的喷嘴或叶片和移动的叶片或斗组成的单级中,只能提取涡轮机中总压降的一小部分。与水轮机相比,总水头在一个转轮中提取(见上图),由之间的焓降得到的蒸汽速度蒸汽发生器冷凝器会非常高。此外,膨胀蒸汽体积的增加需要环形流动面积的大幅增加,以保持轴向通流速度几乎恒定。这一点必须加以补充限制叶片长度和叶尖速度,以避免过多的离心应力。在实践中,蒸汽膨胀因此被分解成许多小段或阶段,每段或阶段都有一个速度范围和适当的叶片尺寸,以允许有效的蒸汽转换热能在蒸汽中机械能.在现代涡轮机中,有三种类型的分段被单独或结合使用:(1)压力(或脉冲分期,(2)反应分期,(3)速度-复合分期。

压力分级使用许多类似于图中所示的连续脉冲级图1,除了静止通道也变成高度弯曲的喷嘴。压力级涡轮可以在功率范围内能力从几万千瓦到130多万千瓦。一些制造商更喜欢建造带有冲激级的机组,只是为了减少推力轴承负荷。这样的单元可能有多达20个连续的级。

反应阶段类似于压力分期,除了需要更多的反应阶段。然而,第一级涡轮通常是一个脉冲级,用于控制蒸汽流量,并从蒸汽发生器的高值迅速降低固定喷嘴的压力,从而降低机匣必须承受的压力。在蒸汽焓变化相同的情况下,反应涡轮所需的级数大约是脉冲涡轮的两倍。然而,涡轮机的成本和尺寸几乎是相同的,因为用于压力分级的叶片必须承受更大的力,因此必须更严格地构造。反作用力涡轮也有很大的轴向推力,需要重型推力轴承。

速度复合分段,一组静止喷嘴后面跟着两组动叶片,它们之间有一排静止的脉冲叶片来重新定向流动。理想情况下,在给定的叶尖速度下,这允许提取两倍于单一脉冲级的功率。它还允许通过固定喷嘴产生较大的压降。速度复合适用于小型涡轮;它有时也被用作大型涡轮机的第一级控制目的。的固有的然而,高蒸汽速度往往导致高损失和不良的阶段效率

权力发展

汽轮机产生的理论最大功率可以通过蒸汽的质量流量乘以蒸汽发生器出口和冷凝器条件之间的单位质量的理想焓降来计算。然而,由于摩擦、湍流、叶尖周围的泄漏和其他损失,实际产生的功率较小。对于相同的最大叶尖速度,压力分段产生的理想功率约为反应分段的两倍,而速度-复合分段产生的理想功率约为反应分段的四倍。

阶段效率,即。,即工作与最大可能的量相比,实际上在每个阶段都产生了这一量,由于通常较低的流速和相关损失,反应阶段可能比脉冲阶段更高。然而,需要更多的级,结果是一个整体涡轮效率这两种情况都差不多。高效的级还需要沿着转子轴和旋转叶片尖端对面精心设计的密封,以避免泄漏通过叶片。