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第1章 工程热力学基础知识1

1.1 基本概念1

1.1.1 工质和热力学系统1

1.1.2 热力状态参数2

1.1.3 平衡状态、状态方程、参数坐标图3

1.1.4 准静态过程、可逆过程4

1.1.5 功6

1.1.6 热量、熵7

1.1.7 热力循环9

1.2 热力学第一定律9

1.2.1 热力学能10

1.2.2 总储存能10

1.2.3 封闭系统能量方程11

1.2.4 推进功与焓12

1.2.5 稳定流动能量方程13

1.2.6 稳定流动能量方程的应用16

1.3 理想气体性质及其热力学过程17

1.3.1 理想气体的性质17

1.3.2 理想气体的比热容19

1.3.3 理想气体比热力学能与比焓的计算式21

1.3.4 理想气体比熵的计算式22

1.3.5 分析热力过程的目的与一般方法22

1.3.6 理想气体的四种典型热力过程分析23

1.3.7 理想气体的多变过程29

1.4 热力学第二定律31

1.4.1 自然过程的不可逆性31

1.4.2 热力学第二定律的实质32

1.4.3 卡诺循环、卡诺定理33

1.4.4 熵与克劳修斯不等式36

1.4.5 孤立系统熵增原理39

1.4.6 热可用性与能量贬值40

1.5 蒸汽41

1.5.1 饱和温度和饱和压力42

1.5.2 水的定压加热汽化过程43

1.5.3 水和蒸汽的状态参数44

1.5.4 水和蒸汽热力性质骨架表、蒸汽表和图47

1.5.5 蒸汽的热力过程49

1.6 气体和蒸汽的流动50

1.6.1 一维稳定流动基本方程51

1.6.2 促进流速改变的条件52

1.6.3 等熵滞止参数53

1.6.4 有摩擦阻力的绝热流动54

1.6.5 绝热节流55

复习题58

第2章 蒸汽动力装置的热力循环60

2.1 理想循环的研究60

2.1.1 卡诺循环60

2.1.2 朗肯循环61

2.2 实际循环的研究64

2.2.1 实际循环的分析方法64

2.2.2 实际循环中的不可逆过程65

2.2.3 核电厂热经济性指标67

2.2.4 蒸汽参数对循环热效率的影响69

2.3 回热循环73

2.3.1 概述73

2.3.2 回热循环的热经济性74

2.3.3 最佳回热分配77

2.3.4 最佳给水温度79

2.4 再热循环81

2.4.1 核汽轮机蒸汽再热的目的81

2.4.2 再热循环的热效率、汽耗率与热耗率及其影响83

复习题84

第3章 汽轮机及其辅助系统86

3.1 汽轮机概述86

3.1.1 汽轮发电机组的作用及组成86

3.1.2 汽轮机的分类87

3.2 汽轮机级的工作原理89

3.2.1 汽轮机级的类型和特点89

3.2.2 蒸汽在喷嘴中的流动和能量转换92

3.2.3 蒸汽在动叶栅中的流动和能量转换94

3.2.4 轮周效率和最佳速比98

3.2.5 级内损失及相对内效率102

3.2.6 长叶片106

3.3 多级汽轮机107

3.3.1 多级汽轮机的特点107

3.3.2 汽轮机的本体结构110

3.3.3 多级汽轮机的轴向推力120

3.3.4 多级汽轮机的损失123

3.3.5 汽轮发电机组的效率和经济性指标125

3.3.6 核汽轮机的特点126

3.3.7 核汽轮机组的转速选择127

3.3.8 汽轮机的防蚀措施128

3.3.9 核电厂汽轮机配置和结构举例131

3.4 汽轮机辅助系统133

3.4.1 汽轮机轴封系统133

3.4.2 汽轮机调节油系统135

3.4.3 汽轮机润滑油、顶轴油和盘车系统138

3.4.4 汽轮机排汽口喷淋系统141

复习题143

第4章 凝汽和除氧设备144

4.1 凝汽设备144

4.1.1 凝汽设备的组成及功能144

4.1.2 凝汽器的工作过程和设计要求144

4.1.3 凝汽器的结构145

4.1.4 凝汽器的热力特性148

4.1.5 抽气设备152

4.1.6 凝汽器真空系统156

4.1.7 凝汽器的经济运行157

4.1.8 多压凝汽器160

4.1.9 循环水系统162

4.2 除氧设备166

4.2.1 概述166

4.2.2 除氧的原理166

4.2.3 除氧器的类型及典型结构167

4.2.4 除氧器的热平衡和自生沸腾172

4.2.5 除氧器的运行173

复习题177

第5章 压水堆核电厂蒸汽动力转换系统178

5.1 概述178

5.1.1 系统功能178

5.1.2 典型的压水堆核电厂二回路热力系统178

5.2 主蒸汽系统182

5.2.1 系统功能182

5.2.2 系统流程及组成182

5.3 汽水分离再热系统185

5.3.1 系统功能185

5.3.2 汽水分离再热器的结构185

5.3.3 汽水分离再热系统描述186

5.4 蒸汽排放系统187

5.4.1 概述187

5.4.2 系统描述187

5.4.3 系统特性190

5.4.4 系统控制191

5.5 凝结水抽取系统191

5.5.1 系统功能191

5.5.2 系统描述192

5.5.3 凝结水泵194

5.6 凝结水和给水加热系统195

5.6.1 系统功能及组成195

5.6.2 加热器195

5.6.3 抽汽系统198

5.6.4 疏水系统199

5.6.5 排气系统201

5.6.6 卸压系统201

5.6.7 加热器的运行201

5.7 给水泵系统202

5.7.1 概述202

5.7.2 汽动给水泵系统203

5.7.3 电动给水泵系统205

5.7.4 给水泵形式的选择207

5.7.5 给水泵容量和出口压力的确定207

5.7.6 给水调节阀和隔离阀208

5.8 蒸汽发生器排污系统208

5.8.1 概述208

5.8.2 系统描述209

复习题210

第6章 汽轮机的运行211

6.1 汽轮机启、停和负荷变化过程受热特点211

6.2 汽轮机的热膨胀213

6.2.1 汽轮机滑销系统213

6.2.2 胀差及其变化规律214

6.2.3 影响胀差的主要因素215

6.3 汽轮机的热应力217

6.3.1 热应力基本知识217

6.3.2 汽缸壁的热应力217

6.3.3 转子的热应力219

6.3.4 热冲击221

6.4 汽轮机的热变形221

6.4.1 汽缸的热变形221

6.4.2 法兰的热变形222

6.4.3 转子的热弯曲222

6.5 汽轮机的临界转速223

6.5.1 单轮盘无质量立轴的临界转速223

6.5.2 等直径均布质量转轴的临界转速224

6.5.3 汽轮机转子的临界转速225

6.6 汽轮机的启动和停闭226

6.6.1 汽轮机的启动运行特点226

6.6.2 核电厂汽轮机启动过程简介230

6.6.3 汽轮机的停闭231

复习题233

主要符号表234

附录237

附录Ⅰ 压力单位转换表237

附录Ⅱ 系统和设备代码表237

附录Ⅲ 图例238

附录Ⅳ 1994年国际水和水蒸气性质协会（IAPWS）发布的轻水热力学性质国际骨架表239

索引244

参考文献247