核動力裝置主汽輪機組的設計

1、船舶核動力汽輪機組的設計 摘 要本文對船舶核動力主汽輪機組進行分析研究。對核動力船舶在正常運行時加本文對船舶核動力主汽輪機組進行分析研究以實時分析，得出核動力在船舶上應用的優(yōu)缺點。汽輪機組作為其重要的組成部分也必須加以改進以滿足核動力船舶在實際應用中的需求，其整體布局采用單機雙缸、單缸雙機兩種類型。核動力汽輪機絕大多數(shù)使用飽和蒸汽進行工作，飽和蒸汽對核動力汽輪機的設計和運行帶來很多不利影響，給主汽輪機組的建造帶來了挑戰(zhàn)。討論了核動力船舶蒸汽參數(shù)受到的各種制約因數(shù)，確定了機組的設計安全性與經(jīng)濟性的關系。重點計算了汽輪機組的流量與功率的關系，冷凝器中冷凝溫度隨負荷的變化關系。 關鍵詞: 船舶核動力

2、; 汽輪機；蒸汽參數(shù)；負荷計算 Abstract This paper nuclear-powered steam turbine units ship were analyzed. In the normal operation of nuclear-powered vessels to add this ship nuclear-powered steam turbine unit analysis, it is concluded that nuclear power in real-time analysis the advantages and disadvantages of th

3、e application on the vessel. Steam turbine as its important parts also must be improved to meet the nuclear-powered vessels in practical application, the overall layout demand by appling dual machine, single single cylinder two types. The nuclear-powered steam turbine most use saturated steam, satur

4、ated steam turbines for the design and operation nuclear-powered brings many adverse effects, to the construction of the steam turbine unit brings challenges. Steam parameters are discussed by nuclear-powered vessels of the various restricted factor of the unit, to determine the safety and economic

5、relationship design. The key calculated the steam turbine flow and power in the relationship, condenser temperature changes with load condensation relationship. keywords: Shipping nuclear-powered; Steam turbine; Steam parameters; Load calculation 目 錄摘 要I AbstractII目錄III1緒論11.1概述11.2船舶和動力主汽輪機組設計的現(xiàn)狀31

6、.3本文工作的目的和意義31.4本文研究的主要內容42汽輪機的介紹53主汽輪機組的設計10 3.1 汽輪機組的特點103.2 蒸汽參數(shù)設計113.3汽輪機裝置的部分負荷特征114結論18致謝19參考文獻20 核動力裝置主汽輪機組的設計1.緒 論11概述 船舶核動力裝置以原子核裂變能作為推進動力，它包括核反應堆，為產(chǎn)生功率推動船舶前進所必須的有關設備以及為提供裝置正常運行，保證對人員健康和安全不會造成特別危害的那些結構、系統(tǒng)和部件。1955年4月，世界上第一艘核動力船舶美國核潛艇“ 鸚鵡螺”號(Nautilus)正式編隊下水服役。為了建造這艘核潛艇的動力裝置SW,美國提前五年(1950年8月)在

7、愛德華（Idaho）州興建了陸上模式堆SW，這就是世界上的第一個核動力裝置。從那時起到現(xiàn)在的近五十年時間里，世界上以先后有近五十個國家的約470多艘采用核動力推進的潛艇、水面艦艇、客貨商船、礦砂船、破冰船等，相繼游弋闊的海洋上。事實充分說明，船舶在使用核動力裝置以后，船舶推進能源就又進入了一個嶄新的階段?？梢钥隙ǎS著核能事業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模建造核動力艦船，將會成為有關各國船舶業(yè)今后十分關注的發(fā)展方向。從1939年人類具有劃時代意義的原子核裂變現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，核能的利用事實上就已經(jīng)成為現(xiàn)實。用中子去轟擊鈾核，被轟擊的原子核分裂成倆辦的同時，放出了大量能量的事實，引起了科學技術界的極大震動。多少科學家和

8、工程技術人員，開始思考著早日建造出一種能用在水中、陸上和空中推進的新型動力裝置來。為什么人們對核能的應用有著如此濃厚的興趣呢?這是由于核能有其他能源無法比擬的優(yōu)點。首先，核能最根本的特點就是有極高的能量密度。1公斤的可裂變物質鈾完全分裂所產(chǎn)生的能量，大約相當于2800噸優(yōu)質煤或2100噸燃油充分燃燒后所得到的能量。例如，一艘推進功率為7.4萬千瓦的大型快速船，若采用常規(guī)動力裝置，全速航行1小時大約消耗35噸燃油，而采用壓水堆核動力裝置，則僅消耗17克得鈾-235核燃料。裝載少量的核燃料，提供極大的續(xù)航力，對于增加船舶噸位和提高船舶航速來說，其經(jīng)濟上的優(yōu)越性也是十分重大的。除了有很大的續(xù)航力這個

9、優(yōu)點外，由于核反應與燃燒反應不同，核裂變過程不依賴氧氣，核動力裝置不需要像常規(guī)動力那樣不斷地向動力裝置輸送氧氣。因而用它作潛艇動力是非常適合的并且有著無可比擬的突出優(yōu)點。核動力用作船舶推進的第三個優(yōu)點是功率大。在要求船舶具有較高的平均航速和較大的續(xù)航力情況下，由于核動力裝置不需要攜帶大量的燃料，總的重量尺寸與相同功率水平的常規(guī)動力裝置相比不笨重。常規(guī)動力裝置在最大功率下的運行時間，因為燃料消耗過多而總是受到限制，每次出航，船長做出滿功率運行的決定時都不得不慎重考慮。但對于核動力艦船來說，由于反應堆堆心核燃料具有極高的功率密度，對滿功率航行的限制已失去意義。核動力艦船航行實踐說明，已經(jīng)量多的時間

10、按滿功率或者接近滿功率進行工作是合理的。此外，由于功率大、耗用燃料少，使得核動力裝置在核燃料的供應、運輸和裝載量等方面具有優(yōu)越性。除艦艇而外，就是對其他具有專門特殊使命要求的各種船舶來說，也十分吸引人。列如，對于要求具有大功率的破冰船和具有大噸位的礦砂船、運油船、集裝箱運輸船等，都極為適宜選取核反應堆作為他們的推進動力源。核動力裝置的第四個優(yōu)點是，與鍋爐蒸汽輪機動力裝置相比，其運行性較為穩(wěn)定，且又易于控制，其負荷跟特性也比較好。尤其是壓水反應堆動力裝置所固有的那種特殊的負溫度效應的自調節(jié)特性，能夠使反應堆裝置迅速地隨著汽輪機進氣閥開度變化而自動跟蹤調節(jié)。這一點提高了核動力裝置的可操作性，對于核

11、動力裝置的控制十分有利。今后，隨著船舶自動控制水平的提高，還可以進一步改進核動力裝置的起動和停堆的操作技術。在核動力裝置實現(xiàn)完全自動化后，也將像90年代先進的核電站一樣，整個裝置的操作管理人員減少，同時減少操作誤差幾率。反應堆作為船舶推進動力所具有的有點事突出的。但是，任何事物都應該一分為二。核能利用這項發(fā)展中的新技術，在給人們帶來利益的同時，也會引起某些危害。例如，核燃料的放射性污染就是一個客觀存在的危險。特別是在船上這樣一個有限空間的生活環(huán)境里放射性多船員身體的損害，船員所受的容許放射性劑量的遠期效應等等，都應該作為核動力裝置設計中高度重視的問題。盡管現(xiàn)今核能技術的進步和放射性設備的機械制

12、造工藝水平，以能保證船舶核動力裝置安全運行，能夠避免發(fā)生較嚴重的事故，然而，放射性安全返防護的各種措施，始終應該作為我們關注的焦點。為防患于未然，在設計中應該考慮盡可能完善放射性安全措施，其中包括對船員人體的安全防護、對船艙室環(huán)境的安全防護，對船舶停泊港口與沿海航行水域的安全防護。這樣做，盡管增加了一些船舶噸位，但是與整個動力裝置的重量，尺寸相比較，仍然無損于核動力裝置所具有的優(yōu)點。時間已經(jīng)表明，由于核燃料能量大，船舶上時間航行而不需添加燃料基本可以補償核動力裝置及其附屬設施的重量。船舶噸位愈大，船舶推進功率愈大，核動力裝置這一特點也愈顯突出。所以，總的說，大功率船舶采用核動力裝置是合適的，而

13、潛艇用核動力的優(yōu)越性更加顯而易見。這些年來，全世界廣泛采用核動力裝置，核動力推進船舶能夠較快發(fā)展就是最好說明。1.2船舶核動力汽輪機組設計的現(xiàn)狀核動力艦船現(xiàn)在大部分采用齒輪減速直接推進方式，主汽輪機組有主汽輪機、冷凝器和齒輪減速器三大部分組成，稱為汽輪-齒輪機組。主汽輪機組劃分為單機雙缸、單缸雙機兩種類型 。 在單機雙缸方案中，主汽輪機有串聯(lián)運行的高壓缸和低壓缸組成，蒸汽發(fā)生器出口的新蒸汽通過主蒸汽管道送至高壓缸，在高壓缸內膨脹做功后排出的蒸汽進入汽水分離器，將蒸汽中的絕大部分水分除去，然后送入低壓缸內繼續(xù)膨脹做功，低壓缸排出的乏汽送入主冷凝器中冷凝。汽輪機高、低壓缸發(fā)出的功率經(jīng)齒形聯(lián)軸節(jié)傳遞

14、給齒輪減數(shù)器，有齒輪減數(shù)器將轉數(shù)降低后，經(jīng)尾軸系統(tǒng)傳遞給螺旋槳推進艦船前進。在特殊情況下，高、低壓缸均可獨立運行，但高壓缸的排氣需減溫減壓后才能排入主冷凝器，而低壓缸的進氣也必須將蒸汽發(fā)生器的新蒸汽經(jīng)節(jié)流降壓到一定參數(shù)水平才能使用。在單缸雙擊方案中，主汽輪機組包括兩臺結構相同且相互獨立的單缸汽輪機，各自配備有一臺凝氣。兩臺汽輪機組發(fā)出的功率經(jīng)齒形聯(lián)軸節(jié)傳遞給齒輪減數(shù)器，在經(jīng)過軸系傳遞給螺旋槳。兩臺單缸汽輪機既可以并聯(lián)運行，也可以單獨運行，提高了主汽輪機組的生命力。低壓汽輪機或單缸汽輪機的下汽缸設有大面積方形法蘭與冷凝器的喉部相連接，在主汽輪機內部膨脹做功后排出的乏汽進入冷凝器中，被來自舷外的循

15、環(huán)冷卻水冷卻而凝結成水，凝結水經(jīng)凝水-給水系統(tǒng)送往蒸汽發(fā)生器。1.3 本文工作的目的和意義1955年4月，世界上第一艘核動力船舶美國核潛艇“ 鸚鵡螺”號(Nautilus)正式編隊下水服役。從那時起到現(xiàn)在的近五十年時間里，世界上以先后有近五十個國家的約470多艘采用核動力推進的潛艇、水面艦艇、客貨商船、礦砂船、破冰船等，相繼游弋闊的海洋上。事實充分說明，船舶在使用核動力裝置以后，船舶推進能源就又進入了一個嶄新的階段?？梢钥隙?，隨著核能事業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模建造核動力艦船，將會成為有關各國船舶業(yè)今后十分關注的發(fā)展方向。 核能利用這項發(fā)展中的新技術，在給人們帶來利益的同時，也給人們帶來許多新的挑戰(zhàn)。在

16、氣候多變的環(huán)境下對船舶的安全行提出了高的要求，為了滿足艦船的工作、戰(zhàn)斗的需要給艦船主汽輪機組的建造必須考慮一下因素:(1)為了保證運輸能力和船只的航行速度，汽輪機的重量、尺寸不能太大，有時為了減輕重量，而寧愿在汽輪機效率上稍作讓步；(2)必須保證在船體大幅度擺動和強氣體沖擊下，安全可靠運行；(3)必需保證在功率相差幾倍的多種工況都能有效地工作，如額定工況和巡航工況，特別要注意巡航工況的經(jīng)濟性，還要具有快速冷卻起動特性。所以本文研究的目的就是討論核動力船舶住汽輪組的特點為其建造提供思路，給以后的工作、戰(zhàn)斗提供可靠的動力支持。1.4本文研究的主要內容基于船舶核動力上的主汽輪機組設計與常規(guī)動力主汽輪

17、機組設計的不同，針對于核動力船舶上的特殊情況對主汽輪機組的設計提出了一些特殊要求的研究。課題的主要工作分以下幾個部分：首先，討論了船舶核動力的優(yōu)缺點；其次，介紹了汽輪機的分類及工作原理；最后，分析了核動力汽輪機組的特點，蒸汽參數(shù)的設計及其部分負荷的計算。2汽輪機分類及工作原理1.1 汽輪機發(fā)展的概述汽輪機是將蒸汽的熱能轉變?yōu)檗D子旋轉的機械能的動力機械。它具有功率大、轉速高、效率高、運行平穩(wěn)和使用壽命長等優(yōu)點，因而在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應用。自1883年瑞典工程師拉瓦爾制造成第一臺汽輪機以來，汽輪機已有一百多年的歷史，近幾十年，汽輪機發(fā)展尤為迅速。其發(fā)展的主要特點是：1) 增大單機功率。2) 發(fā)展

18、原子能電站汽輪機。3) 發(fā)展燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站汽輪機。為了保證汽輪機正常工作，需配置必要的附屬設備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機及其附屬設備的組合稱為汽輪機設備。在船舶和動力中來自蒸汽發(fā)生器的高溫高壓蒸汽經(jīng)主汽閥、調節(jié)閥進入汽輪機。由于汽輪機的排氣口的壓力大大低于進氣壓力，蒸汽在這個壓差作用下向排氣口流動，其壓力和溫度逐漸降低，部分熱能轉換成汽輪機轉子旋轉的機械能。作完功的蒸汽稱為乏汽，從排氣口排入凝汽器，在較低的溫度下凝結成水。此凝結水有凝結水泵抽出送往蒸汽發(fā)生器構成封閉得熱力循環(huán)。為了吸收乏汽在凝汽器放出的凝結熱，并保持較低的凝結溫度，必須用循環(huán)水泵不斷地向凝汽器供應冷卻水。由于汽輪機

19、的尾部和凝汽器不能絕對密封，其內部壓力有低于外界大氣壓，因而會有空氣漏入，最終進入凝汽器的殼側。若人空氣在凝汽器內積累必使凝汽器內壓力升高，導致乏汽壓力升高，減少蒸汽對汽輪機做有用的功；同時積累的空氣還會帶來乏汽凝結放熱的惡果。這兩者都會導致熱循環(huán)效率的下降，因而必須將凝汽器殼側的空氣抽出。1.2汽輪機的基本類型1) 按熱力過程特性分類(1) 凝汽式汽輪機(N)(2) 背壓式汽輪機(B)(3) 調節(jié)抽汽式汽輪機(C/CC)(4) 中間再熱式汽輪機此外還有乏汽汽輪機、混壓式汽輪機以及雙壓式汽輪機。2) 按工作原理分類(1) 沖動式汽輪機(2) 反動式汽輪機(3) 混合式汽輪機3） 按新蒸汽參數(shù)分

20、類(1) 低壓汽輪機(2) 中壓汽輪機(3) 高壓汽輪機(4) 超高壓汽輪機(5) 亞臨界汽輪機(6) 超臨界汽輪機4） 按蒸汽流動方向分類(1) 軸流式汽輪機(2) 輻流式汽輪機(3) 周流式汽輪機5）按用途分類(1) 電站汽輪機(2) 工業(yè)汽輪機(G)(3) 船用汽輪機(H)2 汽輪機的工作原理(1) 沖動作用原理(2) 反動作用原理3 汽輪機級的工作原理汽輪機是將蒸汽熱能變成轉子機械能的裝置。組成汽輪機的基本作功單元稱為汽輪機級，簡稱為級。汽輪機級按其組成有單列級和速度級之分，單列級由一列噴嘴和其后一列動葉組成，而速度級則是由一列噴嘴和其后裝在同一個葉輪上的兩列或三列動葉以及裝在汽缸上的

21、一列或兩列導向葉片所組成。1) 理想焓降蒸汽流經(jīng)級作功時，將部分熱能轉化為機械能，其焓值會降低，用焓降來表示級的作功能力。若在噴嘴和動葉中都發(fā)生膨脹，則在噴嘴中的理想焓降為hn，在動葉中的理想焓降為hb,級的理想焓降ht為：hthnhb2) 反動度蒸汽在動葉中的焓降與級的理想焓降之比稱為級的反動度：hb/ht100hb/（hnhb）1003) 汽輪機級的類型4) 純沖動級0，帶有反動度的沖動級0.15左右，反動級0.5左右。5) 級內損失：噴嘴損失和動葉損失統(tǒng)稱為葉柵損失、扇形損失、摩擦損失、部分進汽損失包括鼓風損失和斥汽損失、漏氣損失、濕汽損失、余速損失。4.多級汽輪機從級的工作原理可知，單

22、級的焓降受到限制，單級汽輪機已不能滿足大功率的要求，此時將多個單級迭置在一起，就成了多級汽輪機。蒸汽依次在各級中膨脹作功，各級均按照最佳速度比選擇適當?shù)撵式?，根?jù)總的焓降確定多級汽輪機的級數(shù)，這樣，既能夠利用很大的焓降，又能保持較高的效率。功率稍大的汽輪機都是做成多級汽輪機。1) 節(jié)流損失、排汽管的壓力損失及軸端漏汽損失。2) 多級汽輪機的特點：(1) 每一級焓降小，使得整個汽輪機的效率保持較高值。(2) 級的直徑減小，可相應提高動靜葉高度，減少葉高損失。(3) 上一級的余速損失可全部或大部分為下一級所利用，提高了整個汽輪機的效率。(4) 由于重熱現(xiàn)象，前級的損失能在后級中部分加以利用，使得汽

23、輪機的效率高于各級的平均效率。(5) 可采用較高的新蒸汽參數(shù)，提高循環(huán)熱效率和汽輪機內效率。(6) 單機功率提高，降低單位功率的設備成本和運行成本。(7) 結構復雜、制造工藝要求高，材料要求高。3）提高汽輪機5汽輪機的變工況 每一臺汽輪機都是按照某一特定條件來設計的，當汽輪機在設計條件工作時，不僅效率最高而且安全可靠。但是，由于各種原因汽輪機并不能始終在設計條件下工作，這種與設計條件不相符合的運行情況稱為汽輪機的變工況。1）當噴嘴初壓不變時，流過噴嘴的流量與背壓有關：當背壓等于或小于臨界壓力時，通過噴嘴的流量保持臨界流量不變；當背壓大于臨界壓力時，通過噴嘴的流量小于臨界流量，且隨背壓的升高而變

24、小。2）通過噴嘴的臨界流量與初壓成正比，即噴嘴前的初壓越高，臨界流量越大。3）汽輪機級組的級數(shù)較多時，級組前的壓力與流量成正比變化。4）當蒸汽流量變化時，汽輪機中間各級在變工況時焓降不變。5）當流量增加時，調節(jié)級焓降減小，末幾級焓降增加，末幾級容易出現(xiàn)過負荷。當流量減小時，調節(jié)級焓降增加，末幾級焓降減小，調節(jié)級容易出現(xiàn)過負荷。6）變工況時，中間各級效率近似不變，調節(jié)級和末幾級內效率下降，因而汽輪機內效率下降。7）變工況時，蒸汽流量增加，軸向推力增加。*5）7）主要針對凝汽式汽輪機而言。 3主汽輪機組的設計3.1 汽輪機組的特點 核動力汽輪機絕大多數(shù)使用飽和蒸汽進行工作，飽和蒸汽對核動力汽輪機的

25、設計和運行帶來很多不利影響。(1) 飽和蒸汽參數(shù)低在壓水堆核動力裝置中普遍使用的自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器能夠提供的飽和蒸汽壓力只有2.57.0MPa,對于采用簡單朗肯循環(huán)的艦船汽輪機可用絕熱焓降約為750880KJ/kg,遠遠低于火電機組，也明顯低于核電機組。由于蒸汽參數(shù)低、可用焓降小，核動力汽輪機的級數(shù)少，不設置中壓缸，低壓缸功率占機組全部功率的比例增大至50%-60%，低壓汽輪機的經(jīng)濟性對整個汽輪機有重要影響。(2) 蒸汽容積流量大由于飽和蒸汽壓力大、比容大，核動力汽輪機進氣的容積流量要比相同功率的常規(guī)高參數(shù)汽輪機增大60%-90%,因而汽輪機的流通面積相應增大，導致核動力汽輪機的整體重量、尺寸

26、增大。(3) 蒸汽濕度較大艦船核動力汽輪機的所有級都工作在濕蒸汽環(huán)境內，而且濕度逐漸增大。一般可近似的認為，汽輪機的平均濕度增大1%，因此濕度的增加會使整個汽輪機的效率降低；另外，如果是蒸汽濕度過大，大量的小水滴對汽輪機通流部分部件產(chǎn)生沖蝕破壞，嚴重影響汽輪機工件的可靠性?！皧W托漢”號采用一臺雙缸齒輪減速汽輪機，其中高壓缸包括作為調速級得單列復數(shù)式葉輪和5個沖動級，低壓缸包括6個沖動級和作為倒車級得兩個雙列復速式葉輪。高壓缸和低壓缸轉子用多齒聯(lián)軸節(jié)與兩級連接式減速齒輪箱連接。汽輪機額定功率為7355KW，最大功率為8090KW，倒車汽輪機功率為2942KW。高壓缸的額定轉數(shù)為6050r/min

27、,低壓缸的額定轉速為3185r/min，經(jīng)過齒輪減速器后，在額定功率下螺旋槳的轉速為97r/min,在最大功率下螺旋槳的轉速為100r/min.汽輪機裝有凸輪操縱的多組噴嘴閥以控制蒸汽進氣量，主進氣閥處蒸汽參數(shù)為2MPa、。為了減少蒸汽濕度對汽輪機運行經(jīng)濟性和安全性的影響，在高壓缸和低壓缸之間的蒸汽管道上設置了汽水分離器，在低壓缸內還設置了疏水裝置。3.2 蒸汽參數(shù)設計提高汽輪機進口新蒸汽參數(shù)是改善核動力裝置循環(huán)效率的有效方法，但在實際應用中還要考慮鋼材的供應、工藝性、設備的運行維修性能以及工作的可靠性等方面因素，經(jīng)過仔細論證后才能選定。對于小功率機組，采用過高的新蒸汽參數(shù)會因蒸汽比容小而使葉

28、片更短，增大了高壓部分的內部泄露損失及葉片的端部損失，使機組效率降低。艦船汽輪機組因單機功率較小而且運行條件與電站汽輪機大不相同，首先考慮的是保證機組工作的可靠性、生命力以及減小機組的重量尺寸，機組運行的經(jīng)濟性則放到第二位考慮。船用壓水堆核動力裝置產(chǎn)生的新蒸汽通常是干飽和蒸汽或過熱度較小的微過熱蒸汽，參數(shù)都不高，主汽輪機進口蒸汽初壓一般為2MPa左右。降低汽輪機的排氣壓力可以增大單位質量蒸汽的可用焓降，減少排熱損失，提高循環(huán)效率，但對于汽輪機組的設計制造也會帶來一些不利影響，例如，汽輪機末級尺寸增大，冷凝器重量尺寸增加，是汽輪機組的投資增大；所需的循環(huán)冷卻水流量相應的增大，增加循環(huán)冷卻水泵的功

29、率消耗。因此，排氣壓力的選取也許經(jīng)過優(yōu)化論證后才能確定。受冷凝器重量尺寸的限制，艦船汽輪機的排氣壓力與電站汽輪機相比高一些，一般在8-20KPa范圍內選取。3.3 汽輪機裝置的部分負荷特征(1) 主汽輪機船舶航速的變化是由改變汽輪機裝置的功率得到的。改變汽輪機的功率稱為汽輪機功率調節(jié)。從汽輪機原理知，汽輪機裝置的功率等于: Ne = GHa KW式中:G-單位時間內通過汽輪機的蒸汽流量，kg/s;Ha-絕熱焓降，KJ/kg; -汽輪機裝置的有效效率?？梢钥闯?，汽輪機裝置的功率可通過改變蒸汽流量、絕熱焓降，以及二者同時改變來實現(xiàn)。但決不希望通過改變效率的辦法來改變功率。實現(xiàn) 。但決不希望通過改變

30、效率的辦法來改變功率。實現(xiàn)汽輪機功率調節(jié)的方法有三種； 氣質調節(jié) 這種調節(jié)是使蒸汽絕熱焓降發(fā)生改變，可通過用操縱閥的節(jié)流使蒸汽的絕熱焓降發(fā)生變化。它也稱為節(jié)流調節(jié)，也可依靠蒸汽發(fā)生器的初參數(shù)的改變來調節(jié)功率，這種調節(jié)稱為滑動參數(shù)調節(jié)。 氣量調節(jié)通過調節(jié)蒸汽流量來調節(jié)功率，可通過改變調節(jié)級工作噴嘴的數(shù)目來實現(xiàn)，這種調節(jié)稱為噴嘴調節(jié)。 混合調節(jié)-(氣質氣量調節(jié))這種調節(jié)是使蒸汽流量與絕熱焓降同時發(fā)生變化。應指出，任何一種調節(jié)方法，都是依靠改變蒸汽流量為主要手 可見，不可能獲得純粹的氣質調節(jié)，因為絕熱焓降變化時，蒸汽的比容也改變，同時蒸汽流量也隨之改變。所以一般常用通過汽輪機蒸汽流量的大小來規(guī)定船舶

31、汽輪機的工況。因此，對設計工作來講，主要研究分負荷下流量的變化。在非設計工況下，流量與功率的關系，可用下式確定: =G/Go (3-1)理想的氣量調節(jié)，只是改變蒸汽流量，而汽輪機內的絕熱焓降不變，故有 = Ha=Ha0,因此可得G/G0=將推進系統(tǒng)的部分負荷特性代入上式，則得G/G0=也就是說，在理想的氣量調節(jié)時，汽輪機蒸汽流量的變化與轉數(shù)的三次方成正比。對實際的氣量調節(jié)時，由于汽輪機內的效率發(fā)生變化，同時級間有重熱的影響，因此蒸汽流量與轉數(shù)的變化規(guī)律，近似為G/G0對理想的氣質調節(jié)，由于汽輪機的效率認為是不變的根據(jù)(3-1)式，側有 (3-2)由于理想氣質調節(jié)的汽輪機功率不變，則汽輪機的特性

32、比亦應保持不變，故 將上式兩邊平方并移項，可得 (3-3)將(3-3)代入(3-2)式，則得船舶汽輪機裝置理想氣質調節(jié)時，氣流量與轉數(shù)的變化成線性關系，即G/G0=n/n0對實際氣質調節(jié)，由于汽輪機內的效率難于保持不變，故有下列關系；式中:m-指數(shù)，在0.5-1.0范圍內，隨蒸汽的初參數(shù)和背壓而變，各汽輪機不進相同。(2) 主冷凝器主冷凝器乏汽的冷凝壓力是動力裝置負荷的函數(shù)，并與被冷凝器的蒸汽量、冷卻水量及其在進口處的溫度有關 。如果冷卻水進口溫度及冷卻水量均保持不變，則冷凝器的壓力隨蒸汽負荷(被冷凝蒸汽量Gad與冷凝器水側的冷卻面積Fad之比即Gad/Fad)的減少而降低。而且，冷卻水的溫度

33、愈低，則冷凝器中的真空愈高。由圖532知，進入冷凝器的蒸汽溫度永遠高于冷卻水出口溫度，期間的溫度差為t,所以可寫成如下方程: (3-4)式中；T1-冷卻水進入冷凝器的溫度；-冷卻水的溫度，t=t2-t1;t2-冷卻水流出冷凝器的溫度；-傳熱溫差，為被冷凝蒸氣浴出口冷卻水之間的溫差。其中t與 均與冷凝器的負荷有關。根據(jù)冷凝器的熱平衡方程，可知式中；i2-被冷凝蒸汽的焓； -流出冷凝器的冷凝水焓； W-冷卻水流量； c-冷卻水的比熱； G-被冷凝蒸汽流量。由于焓差i2-i1隨裝置工況的變化較小，可以近似認為是常數(shù)。因為，在冷卻水流量W不變的情況下，有 (3-5) 即在這種情況下，t與G成正比關系，

34、即冷氣負荷的減小使冷卻水溫升減少。傳熱端 可由傳熱方程求出，即 (3-6)式中；k-傳熱系數(shù)； f-傳熱面積。將(3-5)和(3-6)式代入(3-3)式的式中；tad-冷凝溫度。于是得出tad與G的函數(shù)關系，tad與pat又是一一對應的，也就是說得出了冷凝壓力Pat與G的函數(shù)關系。由以上的式子看出， 不僅隨蒸汽負荷改變，而且還與傳熱系數(shù)k及冷卻水量W有關。由于傳熱系數(shù)k也隨蒸汽負荷而變化，因此決定 較為復雜。為了方便，可以近似認為傳熱系數(shù)k與工況無關。這樣，在冷卻水流量不變的情況下，可以看作 與G成正比。實際上傳熱系數(shù)隨蒸汽負荷的降低而減少，并取決于降低負荷時所增加的漏氣量。對氣密性很好的冷凝器來說，并不改變當K為常數(shù)時所得的結論。因此，當冷凝器負荷降低時，由于冷卻水溫升t與傳熱溫差 均減少，則