汽轮发电机是什么工作原理

我是汽轮机专业的，我的理解是：汽轮机发动机励磁机在一个大轴一起转动，励磁机产生励磁电流，通过碳刷进入发动机转子线圈，产生磁场，当发动机转动时转子产生旋转磁场，就相当于定子线圈做切割磁力线运动，当定子线圈输出连接用电设备时，便产生了电流，增加电负荷是通过增加汽轮机进汽量来实现的。不知道你看明白了没有？

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在汽轮机工作原理中，除认为汽流只沿流线方向发生速度变化的一维流动理论外,还有二维和三维流动理论。二维理论认为,环绕叶片的汽流的速度不仅沿流线方向、而且沿垂直于流线的方向都是不均匀的。沿任一叶片的凸面汽流平均速度较高,平均压力较低,而沿叶片凹面则情况相反，这样汽流就对叶片形成一个由高压侧指向低压侧的作用力。正是这种作用力才使转子旋转。当叶片高度对平均直径的比值较大时，只应用二维流观点进行分析是不够的，因为不同叶高处的流动是不同的。现代汽轮机的低压级的设计一般都应用三维流理论考虑汽流的 3个速度分量，计算出的动、静叶片的各截面型线沿叶高不断地有所变化。动叶根部接近冲动式，上部接近反动式，这种叶片称为扭叶片，它在大型机组上应用很广。单级汽轮机所能有效利用的等熵焓降是不大的，为了利用较大的等熵焓降，必须采用多级汽轮机。在H-S图上，多级汽轮机中蒸汽逐级膨胀的热力过程如图6中的线段ABCDE所示。与单级相比,它的特点是：前一级的余速损失在一定的条件下可以在下一级中得到利用；各级等熵焓降之和大于整个汽轮机的等熵焓降H0，两者的比值大于1。因此，多级汽轮机总的内效率大于各级平均内效率。在图6中,AB段表示汽轮机的进汽过程,即蒸汽通过主汽阀和调节阀时的节流过程。BC段表示蒸汽通过1个双列速度级和8个冲动级时的热力过程。CD段表示末级余速损失过程,C和D两点之间的焓差表示余速损失的大小。DE段表示从汽轮机末级出口到凝汽器进口的蒸汽节流过程。Hi表示整台汽轮机的有效焓降，即单位流量蒸汽流过多级汽轮机时所作的功，当质量流量为qm时，则汽轮机的功率N=qmHi。为适应外界负荷变化，需要改变汽轮机的进气量，调节进汽量的主要方法有节流调节、喷嘴调节、旁通调节和滑压调节。

汽轮机工作原理

高压蒸汽推动汽轮机透平叶轮旋转，将蒸汽的热能转变为转子回转的机械能。汽轮机转子与发电机转子连接，汽轮机回转带动发电机回转，切割磁力线，机械能变为电能。

汽轮机有背压式汽轮机和凝汽式汽轮机，在工作原理上是相同的。背压汽轮机没有凝汽装置，进入汽轮机的工作蒸汽经过各级做功，末级排汽供热用户。凝汽机是进入汽轮机的工作蒸汽在各级膨胀做功，最后变为乏汽（负压）排入凝汽器内，经冷却成凝结水回收再利用。抽凝机和凝汽机的工作过程基本一样，只不过是进入汽轮机的工作蒸汽在做功的过程中间，根据用户的需要，抽出部分送出，剩余部分继续做功，最后排入凝汽器。

背压式汽轮机的工作原理：

背压式汽轮机的排汽压力高,蒸汽的焓降较小,与排汽压力很低的凝汽式汽轮机相比，发出同样的功率，所需蒸汽量为大，因而背压式汽轮机每单位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽轮机。但是，背压式汽轮机排汽所含的热量绝大部分被热用户所利用，不存在冷源损失，所以从燃料的热利用系数来看，背压式汽轮机装置的热效率较凝汽式汽轮机为高。由于背压式汽轮机可通过较大的蒸汽流量，前几级可采用尺寸较大的叶片，所以内效率较凝汽式汽轮机的高压部分为高。

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。

汽轮机按照工作原理分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。 汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。

冲动式汽轮机蒸汽主要在静叶中膨胀，在动叶中只有少量的膨胀。当一运动物体碰到另外一个运动速度比其低的物体时，就会受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力被称为冲动力。冲动力的大小取决于运动物体的质量以及速度的变化。质量越大，冲动力越大；速度变化越大，冲动力也越大。受到冲动力作用的物体改变了速度，该物体就做了机械功。最简单的单级冲动式汽轮机蒸汽在喷嘴4中产生膨胀，压力降低，速度增加，蒸汽的热能转变为蒸汽的动能。高速气流流经叶片3时，由于气流方向发生了改变，长生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能。这种利用冲动力做功的原理，称为冲动作用原理。

反动式汽轮机蒸汽在静叶和动叶中膨胀，而且膨胀程度相同。有牛顿第二定律可知，一个物体对另外一个物体施加一作用力时，这个物体上必然要受到与其作用力大小相等、方向相反的反作用力。在该力作用下，另外一个物体产生运动或加速。这个反作用力称为反动力。利用反动力做功的原理，称为反动作用原理。

在反动式汽轮机中，蒸汽不仅仅在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，高速气流对叶片产生一个冲动力，而且蒸汽流经叶片时也产生膨胀，使蒸汽在叶片中加速流出，对叶片还产生一个反作用力，即反动力，推动叶片旋转做功。这就是反动式汽轮机的反动作用原理。

由于反动级不能作成部分进汽，因此第一级调节级通常采用单列冲动级或双列速度级。如我国引进美国西屋（WH）技术生产的300MW、600MW机组。目前世界上生产冲动式汽轮机的企业有：美国通用公司（GE）、英国通用公司（GEC）、日本的东芝（TOSHIBA）和日立、俄罗斯的列宁格勒金属工厂等。制造反动式汽轮机的有美国西屋公司（WH）、日本三

汽轮机(7张)菱、英国帕森斯公司、法国电器机械公司（CMR）等，德国（SIEMENS）。 冲动式汽轮机为隔板型，如国产的300MW高中压合缸汽轮机；反动式汽轮机为转鼓型（或筒型），如上海汽轮机厂引进的300MW、600MW汽轮机。

汽轮机的定义：将蒸汽的热能转换为机械能的高速旋转原动机。

主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。

一般可以通过两种不同的作用原理来实现：一种是冲动作用原理，另外一种是反动作用原理。

1、冲动作用原理

当一运动物体碰到另外一个运动速度比其低的物体时，就会受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力被称为冲动力。冲动力的大小取决于运动物体的质量以及速度的变化。质量越大，冲动力越大；速度变化越大，冲动力也越大。受到冲动力作用的物体改变了速度，该物体就做了机械功。

最简单的单级冲动式汽轮机结构如。蒸汽在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，蒸汽的热能转变为蒸汽的动能。高速气流流经叶片时，由于气流方向发生了改变，长生了对叶片的冲动力，推动叶轮旋转做功，将蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能。这种利用冲动力做功的原理，称为冲动作用原理。

2、反动作用原理

有牛顿第二定律可知，一个物体对另外一个物体施加一作用力时，这个物体上必然要受到与其作用力大小相等、方向相反的反作用力。在该力作用下，另外一个物体产生运动或加速。这个反作用力称为反动力。利用反动力做功的原理，称为反动作用原理。

在反动式汽轮机中，蒸汽不仅仅在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，高速气流对叶片产生一个冲动力，而且蒸汽流经叶片时也产生膨胀，使蒸汽在叶片中加速流出，对叶片还产生一个反作用力，即反动力，推动叶片旋转做功。这就是反动式汽轮机的反动作用原理。

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不是所有的汽轮机都是分三个缸，135MW以下的机组是单缸，也就是高中低压汽缸合为一个整体，对于超高压及以上参数的机组，由于主蒸汽压力超高，蒸汽在汽缸内做功后到末级，蒸汽湿度较大，对叶片产生威胁，为提高机组工作效率和安全性，将高压缸做工完毕的蒸汽送入炉膛再热，这样就形成了高压缸、中压缸和低压缸。对于135MW以上的大机组，其轴系较长，以目前的加工工艺水平无法将其做成一根整的，所以就分开加工，用联轴器连接，形成了高中低压三个转子。

近代大功率汽轮机都是由若干个级构成的多级汽轮机。由于级的工作过程在一定程度上反映了整个汽轮机的工作过程，所以对汽轮机工作原理的讨论一般总是从汽轮机"级"开始的，这特有助于理解和掌握全机的内在规律性。"级"是汽轮机中最基本的工作单元。在结构上它是由静叶栅(喷嘴栅)和对应的动叶栅所组成。从能量观点上看，它是将工质(蒸汽)的能量转变为汽轮机机械能的一个能量转换过程。工质的热能在喷嘴栅中(也可以有部分在动叶栅中)首先转变为工质的动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。

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