汽輪機(jī)級(jí)

汽輪機(jī)級(jí)反動(dòng)級(jí)

反動(dòng)級(jí)蒸汽在動(dòng)葉柵內(nèi)部不僅改變流動(dòng)方向， 并膨脹加速，流出汽道時(shí)對(duì)動(dòng)葉柵附加一個(gè)與汽流方向相反的反作用力。將蒸汽在動(dòng)葉柵中膨脹占全級(jí)膨脹的比例稱(chēng)之為反動(dòng)度。反動(dòng)級(jí)通常取反動(dòng)度為0.5 左右，即全級(jí)中的蒸汽焓降大致平均分配到靜葉柵和動(dòng)葉柵中。

汽輪機(jī)級(jí)沖動(dòng)級(jí)

帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)由于純沖動(dòng)級(jí)流動(dòng)效率較低，通常應(yīng)用的沖動(dòng)級(jí)均為帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)，使蒸汽膨脹加速大部分在靜葉柵中實(shí)現(xiàn)，小部分在動(dòng)葉柵中 實(shí)現(xiàn)，以提高級(jí)的流動(dòng)效率。其反動(dòng)度通常取0.05~ 0.2。，短葉片取小值以使葉型底部不發(fā)生側(cè)流吸汽，即不產(chǎn)生負(fù)反動(dòng)度為原則。一般稱(chēng)其為沖動(dòng)級(jí)。

汽輪機(jī)級(jí)速度級(jí)

速度級(jí)沖動(dòng)級(jí)熔降比較大，為了充分使用蒸汽流出動(dòng)葉柵后的余速，可在噴嘴之后配置二列(甚至三 列)動(dòng)葉柵，在二列動(dòng)葉柵之間裝置一列固定的導(dǎo)向葉柵以改變汽流方向，使與下列動(dòng)葉柵進(jìn)汽方向相符，這樣構(gòu)成的級(jí)稱(chēng)速 度多級(jí)(簡(jiǎn)稱(chēng)速度級(jí))。常見(jiàn)為兩列動(dòng)葉柵的速度級(jí)， 也稱(chēng)柯蒂斯級(jí)，或稱(chēng)復(fù)速級(jí)。這種級(jí)可承擔(dān)較大的熔降和 具有較大的功率，但效率較低，小汽輪機(jī)常采用它作為調(diào)節(jié)級(jí)，以減少級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化整體結(jié)構(gòu)。2100433B

按照蒸汽流通過(guò)級(jí)的總的流動(dòng)方向不同， 汽輪機(jī)級(jí)分為軸流式和輻流式兩種。絕大多數(shù)汽輪機(jī)都采用軸流式級(jí)。 軸流式級(jí)汽流方向基本上沿軸向流動(dòng)。

按照蒸汽在級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的不同情況，分為純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)和速度級(jí)等純沖動(dòng)級(jí)蒸汽僅在靜葉柵中膨脹加速，在動(dòng)葉柵中不再進(jìn)行膨脹，只隨汽道形狀改變其流動(dòng)方向，級(jí)所做的機(jī)械功等于汽流在動(dòng)葉柵中動(dòng)能的變化量。

一列噴嘴葉柵和其后面相鄰的一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的基本作功單元稱(chēng)為汽輪機(jī)的級(jí)，它是蒸汽進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的基本單元。根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可將汽輪機(jī)的級(jí)分為純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)等幾種。

各類(lèi)級(jí)的特點(diǎn)：

（1）純沖動(dòng)級(jí)：蒸汽只在噴嘴葉柵中進(jìn)行膨脹，而在動(dòng)葉柵中蒸汽不膨脹。它僅利用沖擊力來(lái)作功。在這種級(jí)中：p1=p2；Dhb=0；Ωm=0。

（2）反動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進(jìn)行，一半在動(dòng)葉中進(jìn)行。它的動(dòng)葉柵中不僅存在沖擊力，蒸汽在動(dòng)葉中進(jìn)行膨脹還產(chǎn)生較大的反擊力作功。反動(dòng)級(jí)的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，但作功能力較小。在這種級(jí)中：p1>p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。

（3）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進(jìn)行，只有一小部分在動(dòng)葉柵中進(jìn)行。這種級(jí)兼有沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的特征，它的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，作功能力高于反動(dòng)級(jí)。在這種級(jí)中：p1>p2；Dhn>Dhb>0；Ωm=0.05～0.35。

（4）復(fù)速級(jí)：復(fù)速級(jí)有兩列動(dòng)葉，現(xiàn)代的復(fù)速級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度，即蒸汽除了在噴嘴中進(jìn)行膨脹外，在兩列動(dòng)葉和導(dǎo)葉中也進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐蛎洝Ｓ捎趶?fù)速級(jí)采用了兩列動(dòng)葉柵，其作功能力要比單列沖動(dòng)級(jí)大。

中文名稱(chēng)

汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失

英文名稱(chēng)

steam turbine stage loss

定　　義

蒸汽在級(jí)內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生的能量損失。主要包括葉柵損失、余速損失、葉輪摩擦損失、鼓風(fēng)損失、漏汽損失、濕汽損失等。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級(jí)學(xué)科），汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)（二級(jí)學(xué)科）

蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)做功伴隨著壓力和溫度的降低，體積的膨脹，由于最后一級(jí)的蒸汽壓力最低，所需的容積流量也最高，因此末級(jí)葉片是汽輪機(jī)各級(jí)葉片中最長(zhǎng)的一級(jí)，承受最大的離心力載荷和由此產(chǎn)生的應(yīng)力。

末級(jí)葉片是汽輪機(jī)中的一個(gè)重要部件，它的工作環(huán)境復(fù)雜，其可靠性的影響因素眾多，是一個(gè)復(fù)雜的多學(xué)科問(wèn)題，它不僅與機(jī)械設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、材料成分設(shè)計(jì)有關(guān)，還與材料熱處理工藝設(shè)計(jì)、材料生產(chǎn)控制、成品組裝工藝及控制、環(huán)境因素等相關(guān)。在國(guó)內(nèi)外汽輪機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，都曾出現(xiàn)較多的末級(jí)葉片裂紋或斷裂事故。究其原因是多樣性的、復(fù)雜的。為了保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有效減少和預(yù)防事故的發(fā)生，在汽輪機(jī)末級(jí)葉片正式投入使用之前，我們有必要對(duì)汽輪機(jī)末級(jí)葉片進(jìn)行全面的微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的分析，以確保其在投入使用后能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免葉片過(guò)早的失效，有效提高汽輪機(jī)的可靠性和安全性。