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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