汽轮机课程设计任务书
课程设计是学生对主干专业课及所学知识的综合应用，是学校实现培养目标不可缺少的重要实践教学环节。一、教学目的
1.培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风，树立自信心。2.培养学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。3.培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及合作工作能力。4.巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。二、选题要求
1.课程设计的选题应属课程范围，选题应能满足课程教学目的与要求，能使学生得到较全面的综合训练。
2.课程设计的题目应尽可能有实用背景，对模拟性质的“题目”不得年年重复使用。3.课程设计题目的难度和工作量应适应学生的知识和能力状况，使学生在规定的时间内既工作量饱满，又经过努力能够完成。
4.课程设计题目既可由指导教师拟定，也可学生自拟，经系（教研室）主任审定同意后方可执行。三、对学生的要求
1.学生必须修完课程设计的先修课程，才有资格做课程设计。
2.明确课程设计的目的和重要性，认真领会课程设计的题目，读懂课程设计指导书的要求，学会设计的基本方法与步骤，积极认真地做好准备工作。
3.课程设计中，学会如何运用前修知识与收集、归纳相关资料解决具体问题的方法。4.严格要求自己，自信但不固执，独立完成课程设计任务，善于接受教师的指导和听取同学的意见，有意识地树立严谨的科学作风，要独立思考，刻苦钻研，勇于创新，按时完成课程设计任务。
5.使用规定的课程设计用纸与封面，按要求书写课程设计说明书并装订成册，如附有图纸或附件需单独装订，应将所有材料一同装入学校规定的课程设计袋内。四、汽轮机课程设计的目的及任务：
1．系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。
2、通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要零部件在整个机组中的作用。
3、通过设计了解并掌握我国当前的技术政策和国家标准、设计资料等。
4．汽轮机热力设计的任务，一般是按照给定的设计条件，确定通流部分的几何尺寸，力求获得高的相对内效率。就汽轮机课程设计而言，其任务通常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。
五、汽轮机热力设计的主要内容与设计程序大致包括：
1．分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，这些参数包括汽轮机的容量、进汽参数、转速、排汽压力或冷却水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供热蒸汽压力等；2．分析并选择汽轮机的型式、配汽机构形式、通流部分形状及有关参数；
3．拟订汽轮机近似热力过程线和原则性回热系统，进行汽耗率及热经济性的初步计算；4．根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式、比
焓降、叶型及尺寸等；
5．根据通流部分形状和回热抽汽点要求，确定压力级即非调节级的级数和排汽口数，并进行各级比焓降分配；
6．对各级进行详细的热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机实际的热力过程线；
7．根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求，并修正回热系统的热平衡计算；
8．根据需要修正汽轮机热力计算结果。
9．所设计的汽轮机应满足下列要求：1）运行时具有较高的经济性；
2）不同工况下工作时均有高的可靠性；
3）在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑汽轮机的结构紧凑、系统简单、布置合理、成本低廉、安装和维修方便及零部件通用化、系列标准化等因素。课程设计任务书：
一．课程设计题目：汽轮机设计二、基本数据给定：
汽轮机功率：根据分小组给定汽轮机型式：多级冲动式凝汽式汽轮机蒸汽初参数：见下表给定汽轮机转速：选定再热：否
排汽压力：与当地冷却水温有关（分组）回热级数：根据机组新汽参数选取给水温度t
fw：由回热级数和新汽参数选取。
三、课程设计内容：
1、设计工况下的热力计算（1）机组配汽方式的选择；
（2）调节级选型；（选用双列调节级）；（3）主要参数确定（4）回热系统的计算；（5）近似热力过程线的拟定；（6）汽轮机总进汽量的初步估算；（7）调节级的详细热力计算；（8）压力级比焓降分配及级数确定；（9）压力级的详细热力计算。2、热力计算数据汇总：
（1）参考表2-11、2-12、2-19、附表1-8格式列出热力计算数据表；
（2）在数据汇总之后计算整机内功率；（3）机组各级有效比焓降之和。3、整机相对内效率核算及修正：（1）整机相对内效率核算：（2）轴端功率和发电机功率计算。四、设计说明书的要求：
1、设计说明书应包括上述13项全部内容，其中调节级和第一压力级，要写出详细计
算步骤并且列表，其它各级只列出数据计算汇总表即可；2、在一张图上按比例绘出各级动叶进出口速度三角形；3、在hs图上，画出整机热力过程线，并标出各点参数；4、设计总结；
5、列出参考书籍、文献和资料。五、参考文献：
1、汽轮机课程设计，冯慧雯，中国电力出版社2、汽轮机原理，沈士一等，中国电力出版社六、各小组基本参数给定：额定功率进汽新汽压力参数新汽温度小组次序调节级速比
6MWP0=3.43Mpat0=435℃ABC12MWP0=3.43Mpat0=435℃ABC25MWP0=3.43Mpat0=435℃ABC0.240.250.260.240.250.260.240.250.
扩展阅读：汽轮机课程设计设计任务书指导书091--26
汽轮机课程设计任务书
汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算
班级：热动091（热电）
指导教师：胡爱娟钱焕群杨冬时间：201*.一、设计题目：汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算
有一台50MW汽轮机发电机组，其某级因动叶振动特性不良或动静部分碰磨而损坏，需拆除该级后继续运行。为保证汽轮机的安全运行，必须对机组进行限制出力的计算，即确定其最大允许负荷，并分析其经济性和安全性。二、设计时间：2周三、原始资料：
1、N50-8.82/535型汽轮机热力计算数据汇总表（设计工况）2、设计工况热力过程线
3、N50-8.82/535型汽轮机设计工况轴向推力计算数据4、回热系统简图
5、N50-8.82/535型汽轮机热平衡计算基本数据6、N50-8.82/535型汽轮机组热经济指标7、变工况计算所需数据和图表详见参考资料8、其他数据背压Pc：
第一组：Pc=0.006MPa第二组：Pc=0.0055MPa第三组：Pc=0.005MPa第四组：Pc=0.0045MPa第五组：Pc=0.004MPa第六组：Pc=0.0035MPa第七组：Pc=0.003MPa
所缺级数分别为16、17、18、19级四、具体任务和计算步骤如下：
1、估计允许最大负荷下的新蒸汽流量；2、确定各抽汽点的压力和焓值；
3、初步拟定全机热力过程线，并确定末级排汽状态点与排汽焓；4、各级流量的确定；
5、汽轮机热力核算（功率和效率计算）
最末级详细计算危险级详细计算中间级近似计算调节级详细计算6、危险级的强度校核计算
7、轴向推力核算及推力瓦安全性核算8、确定汽轮机允许的最大功率；9、编写课程设计计算说明书五、成果。
设计计算书一份。
要求：内容完整、书写清楚整洁、文字通顺、数据表格要整齐、装订整齐，不少于30页。
内容包括：封面、目录、摘要、原始资料、正文、参考文献、设计小结、附录。
汽轮机课程设计指导书
汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算
班级：热动071~2（热电）
指导教师：胡爱娟钱焕群刘学来时间：201*.第一章汽轮机进汽量及各级流量的确定
1．1新蒸汽流量的确定
一、变工况下焓降的初步确定
由于某级拆除使其前一级受力情况恶化，因此被拆除级的前一级称为“危险级”。为保证机组安全运行，应使该级动叶所受的应力不大于其许用应力。例如，拆除17级，则16级的焓降要增大，其动叶受力增加，若仍假定机组各级的流量为设计流量，则18级前压力仍为设计工况下的压力，即
(p01)18(p0)18=0.184Mpa
用费留格尔公式求16级前压力(p01)16,(p01)16(p)016G11G22(p01)16(p01)1822(p0)16(p0)17(p0)17
(p0)18
hs图1-116、17级热力过程线
由设计数据可绘出16、17两级的设计热力过程线（如图2-1所示），找出(p01)16与过程线交点即可得变工况后16级的焓降ht1。
ht1二、危险级最大流量估算
流量估算有两种方法，一是保证拆除一级后其余各级应力不超过设计应力水平；二是根据危险级的许用应力来估算，即假定变工况后危险级的应力等于其许用应力，由F=FuFz量G1，为了简化计算，椐估算Fu≈0.8F，因此,
22Flb可确定出流2WminGhtuFulbGhtulb[]G1ht1u1,而Fu，所以那么u2Wmin0.82Wminu0.80Ghtu由xau2ht从uxa曲线查得u和u1，若保证变工况后危险级的受力不变，则
G1htuG
ht1u1把求得的G1再代回到费留格尔公式求出新的(p01)16，重求ht1和G1直到相邻两次求得的G1之间的相对误差小于2%为止，此时G1/G0即为所求得的流量比。
1．2初步拟定全机热力过程线
一、各抽汽点压力的确定
由上一节所求得的流量比G1/G0求各抽汽点的压力，危险级后面的抽汽点的压力用流量与压力成正比来求，即
G1p01G,p01p01，G0p0G022p01p21，22p0p2G危险级以前的抽汽点压力用弗留格尔公式来求，即1G0
二、绘制热力过程线
在计算时按抽汽段划分级组，其中危险级和最末级要单独计算，并且按照从后往前的方法进行。
根据所确定的抽汽压力及第二级和最末级前的压力画热力过程线，一般按抽汽压力分段，危险级和最末级要单独划出，具体分段情况为：以拆17级为例，可分为：调节级、2-6级、7-9级、10-11级、12-14级、15级、16级、18级、19-20级、21级、22级。
hi10hi11各级段的效率利用各级效率的平均值代替。比如，10-11级段的效率为1，其它各级1011hi""段类似，其中危险级的效率为ri0.85ri，最末级的效率为ri0.92ri，调节级的相对内效率认为与
其轮周效率成正比，即
i1u1iu而轮周效率由所求得的假想速比查调节级特性曲线uCa。变工况后的热力过程线如图1-2所示。
三、末级排汽状态点的确定
热力过程线描述的是蒸汽的状态参数在汽缸内的变化过程，过程线的终点就是末级的排汽状态点，其参数为p2pc。
8．828.38
调节级
2-6级7-9级
10-11级
12-14级15级16级18级
19-20级21级22级h3h
s图1-2N50-8.82/535型汽轮机变工况（拆除17级）后的热力过程线
1．3各级流量的确定
根据上面求得的流量比，求出汽轮机的进汽量D1。通过各级的流量可用下面粗略估算的方法确定。这里假设回热系统运行正常，因此各级流量与新蒸汽流量成正比的关系。即DZ1D01DZ0。D式中：D0,D01分别为设计工况及变工况下汽轮机的新汽流量；DZ0,DZ1分别为设计工况及变工况下第Z级通过的流量。
第二章汽轮机的热力核算
汽轮机变工况热力核算，以精确程度分有详细核算和近似核算两类，详细核算结果精确，但计算费事；近似核算虽不够精确，但简单易行，在不少情况下已能满足要求，从核算的次序来分，有由汽轮机进汽参数向排汽参数的顺序核算，及由排汽参数算向进汽参数的倒推核算两种，它们都以喷嘴和动叶的连续方程为计算基础。在进行变工况核算时，汽轮机的通流尺寸都已知，并且蒸汽的流量须事先根据变工况条件确定。
我们要求末级、危险级和调节级采用详细核算。中间各级采用近似核算，手工核算，计算机都可。将计算结果以表格的形式汇总。
具体计算过程，见课程设计参考资料。
第三章安全性和经济性分析
3.1危险级静强度校核
危险级静强度校核即比较其在变工况下所受到的汽流弯曲应力和该级叶片材料的许用应力。危险级的弯曲应力的计算步骤和所用公式如下：
FuFzFGhtuzbudlG(c1sin1c2sin2)bbm(p0p2)zbzbFu2Fz2
1Flb2MWmiM如果[]，则危险级的强度是满足要求的，否则要进一步降低流量重新进行核算。
各级强度参数：
15级：设计应力16级：设计应力
0=15.9MPa,许用应力[]=22MPa，Wmin=0.381cm30=15.9MPa,许用应力[]=23MPa，Wmin=0.371cm3
317级：设计应力0=15.9MPa,许用应力[]=25MPa,Wmin=0.43cm18级：设计应力0=22.54MPa,许用应力[]=35MPa,Wmin=0.46cm
33.2轴向推力计算
为了保证汽轮机在变工况下安全可靠地工作，防止推力轴承过负荷损坏，必须对汽轮机轴向推力和推力瓦的安全性进行校核。
1．作用在叶片上的轴向力
对于冲动级，可以不考虑由于汽流的轴向分速度变化而引起的轴向力，因此，
对于非调节级Fz1dblbm(p0p2)对于调节级Fz1edblbm(p0p2)
"m由p2p0查图1-4（a）2．作用在叶轮上的轴向力Fz24[(dbl22b)d]d(p0p2)
F22z2{4[(dblb)d](1e)dblb}d(p0p2)其中dqr2-14级：dbr1[(1m)dl]
bb15-22级：(1db2r1m)[(d)cos21sin21]
blb若r0则不计算轮盘上的推力，否则
4A4Arpp5A5
rpAp
40.3,50.4,p1.0Adpppz,A47b)zp4(0.045)2,A5(dbl其中20、21、22级没有平衡孔，所以A40，r查表。
若1则q(22122)2
若1则q(221222)调节级的叶轮轴向推力不必计算，只计算其余各级。3．转子凸肩上的轴向推力F(d22z341d2)px
（部分进汽级）式中d1,d2对应计算面上的外径和内径；px计算面上的蒸汽静压力。
需要计算的面有两个端面和六个凸肩，它们的压力查表，相应的内、外径尺寸查图。计算时要注意符号，由高压向低压的为正，由低压指向高压的为负。
总轴向力为FzFFz1z2Fz3
4．推力轴承安全性校核
为了保证推力瓦块的安全可靠运行，必须对推力轴承的安全性进行校核，即推力轴承的安全系数必须满足下述条件：npA(Fz3Fz4)FFz11.51.7
z2式中p----推力瓦块所能承受的总压力，通常取p=2.5MPa；A----推力瓦块的承压面积，A=1100cm。
上述轴向推力的计算可以只详细计算一级，写出计算过程，其余用计算机计算，可以编程或用EXCEL，将计算结果汇总于轴向推力计算汇总表中。
23.3、汽轮发电机组经济性指标计算
内功率PiPi调Pi中间级Pi危险Pi末级
电功率PelPimg相对内效率iHiHt3600timgq绝对电效率a,el汽耗率dG1Pel热耗率qd(h0hfw)
参考文献
[1]冯慧雯.汽轮机课程设计参考资料.水利电力出版社.1992[2]沈士一等.汽轮机原理.水利电力出版社.1995[3]翦天聪.汽轮机原理.水利电力出版社.1986
[4]张艾萍.汽轮机及热力系统变工况计算方法.东北电力大学电力出版.20[5]郑体宽.热力发电厂.水利电力出版社.1995[6]曹祖庆.汽轮机变工况特性.水利电力出版社.1991
成绩评定
课程设计的成绩采用百分制，评分由指导教师根据平时和成果评分、答辩评分两部分组成。所占分值分别为80分和20分。其中，总分在90~100分之内为优秀、80~89分为良好，70~79分为中等，60~69分为及格。60分以下为不及格。原则上要求优秀的比例控制在20%，中等及以下成绩的范围控制在25%以内。
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