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汽輪機
汽輪機
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於 2020年2月19日 (三) 17:33 的最新修訂

汽輪機也稱蒸汽透平發動機，是一種旋轉式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流後噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外做功。汽輪機是現代火力發電廠的主要設備，也用於冶金工業、化學工業、艦船動力裝置中。

中文名稱：汽輪機

外文名稱：The steam turbine

別名：蒸汽透平發動機

用途；發電或動力裝置

動力源：高溫高壓蒸汽做功於葉片

發展歷史

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1882年瑞典工程師拉瓦爾設計製造出了第一台單級衝動式汽輪機，隨後在1884年英國工程師帕森斯設計製造了第一台單級反動式汽輪機，雖然那時的汽輪機與現代汽輪機相比結構非常簡單，但是推動了汽輪機在世界範圍內的應用，被廣泛應用在電站、航海和大型工業中。

在60年代，世界工業發達的國家生產的汽輪機已經達到500-600MW等級水平。1972年瑞士ABB公司製造的1300MW雙軸全速汽輪機在美國投入運行，設計參數達到24Mpa，蒸汽溫度538°C，3600rpm;1974年西德KWU公司製造的1300MW單軸半速(1500 rpm)飽和蒸汽參數汽輪機投入運行;1982年世界上最大的1200MW單軸全速汽輪機在前蘇聯投入運行，壓力24 Mpa，蒸汽溫度540°C。

中國汽輪機發展起步比較晚。1955年上海汽輪機廠製造出第一台6MW汽輪機。1964年哈爾濱汽輪機廠第一台100MW機組在高井電廠投入運行;1972年第一台200MW汽輪機在朝陽電廠投入運行;1974年第一台300MW機組在望亭電廠投入運行。70年代進口了10台200-320MW機組，分別安裝在了陡河、元寶山、大港、清河電廠。70年代末國產機組占到總容量70%。

1987年採用引進技術生產的300MW機組在石橫電廠投入運行;1989年採用引進技術生產的600MW機組在平圩電廠投入運行;2000年從俄羅斯引進兩台超臨界800MW機組在綏中電廠投入運行。

上海汽輪機廠是中國第一家汽輪機廠，在1995年開始與美國西屋電氣公司合作成立了STC，1999 年德國西門子公司收購了西屋電氣公司發電部， STC 相應股份轉移給西門子。

哈爾濱汽輪機廠1956年建廠，先後設計製造了中國第一台25MW、50MW、100MW和200MW汽輪機，80年代從美國西屋公司引進了300MW和600MW亞臨界汽輪機的全套設計和製造技術，於1986年製造成功了中國第一台600MW汽輪機，自主研製的三缸超臨界600MW汽輪機已經投入生產。

東方汽輪機廠1965年開始興建，1971年製造出第一台汽輪機，主力機型為600MW汽輪機。北京北重汽輪電機有限責任公司做為後起之秀，以300MW機組為主導產品，它是由始建於1958年的北京重型電機廠通過資產轉型在2000年10月份成立的又一大動力廠，2台600MW汽輪機也已經投入生產。中國四大動力廠以600MW和1000MW機組為主導產品。^[1]

基本結構

原圖鏈接來自無憂文檔

電站汽輪機主要由:汽輪機本體設備、蒸汽系統設備、凝結水系統設備、給水系統設備和其他輔助設備組成。

其中汽輪機本體主要由靜止部分和轉動部分組成。

靜止部分包括:汽缸、噴管、隔板、隔板套、汽封、軸承等。

轉動部分包括:動葉柵、葉輪、主軸、聯軸器等。^[2]

工作原理

原圖鏈接來自無憂文檔

汽輪機是一種能量轉換裝置，電能的生產過程是一系列的能量轉換過程。蒸汽在噴嘴中發生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變為動能。高速汽流流經動葉片3時，由於汽流方向改變，產生了對葉片的衝動力，推動葉輪2旋轉作功，將蒸汽的動能變成葉輪軸旋轉的機械能。這種利用衝動力作功的原理，稱為衝動作用原理。

1、鍋爐將水變為蒸汽的熱能。

2、汽輪機將蒸汽的熱能轉變成軸旋轉的機械能。

3、發電機把機械能轉變成電能。^[3]

控制系統

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1、監視系統。監視系統是保證汽輪機安全運行的必不可少的設備，它能夠連續監視汽輪機各參數的變化。汽輪機參數監視通常由DAS系統實現，測量結果同時送往調節系統作為限制條件，送往保護系統作為保護條件，送往順序控制系統作為控制條件；

2、保護系統。保護系統的作用是當電網或汽輪機本身出現故障時保護裝置根據實際情況迅速動作，使汽輪機退出工作，或者採取一定措施進行保護，以防止事故擴大或造成設備損壞。大容量汽輪機保護內容有超速保護、低油壓保護、位移保護、脹差保護、低真空保護、振動保護等；

3、調節系統。汽輪機的閉環調節系統包括轉速調節系統、功率系統調節、壓力調節系統等；

4、熱應力在線監視系統。熱應力無法直接測量，通常是用建立模型的方法通過測取汽輪機某些特定點的溫度值來間接計算熱應力的。熱應力計算結果除用於監視外，還可以對汽輪機升速率和變負荷率進行較低較正；

5、汽輪機自啟停控制系統。汽輪機自啟停控制該系統能夠完成盤車、抽真空、升速併網、帶負荷、帶滿負荷以及甩負荷和停機的全部過程。可實現汽輪機自啟停的前提條件是各個必要的控制系統應配備齊全，並且可以正常投運。這些系統為自動調節系統、監視系統、熱應力計算系統以及旁路控制系統等；

6、液壓伺服系統。液壓伺服系統包括汽輪機供油系統和液壓執行機構兩部分。供油系統向液壓執行機構提供壓力油。液壓執行機構由電液轉換器、油動機、位置傳感器等部件組成，其功能是根據電調系統的指令去掛號信相應的閥門動作。 ^[4]

汽輪機的優點

原圖鏈接來自濟南火龍陶瓷網

1、熱效率高：

A、、凝汽式汽輪機組綜合熱效率高達40%。

B、供熱式機組綜合熱效率高達80%。

2、連續工作的迴轉機械，可以具有較大功率，目前單台機組容量已突破1300MW。

3、運轉平穩、事故率較低、充分提高了設備利用率，一般可保持3～4年大修一次。^[5]

分類

原圖鏈接來自建設工程教育網

1、按熱力過程特性分類

（1）、凝汽式汽輪機：進入汽輪機的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部排入凝汽器。

（2）、背壓式汽輪機：排汽壓力高於大氣壓力的汽輪機稱為背壓式汽輪機。

（3）、調節抽汽式汽輪機：部分蒸汽在一種或兩種給定壓力下抽出對外供熱，其餘蒸汽作功後仍排入凝汽器。

（4）、中間再熱式汽輪機：新蒸汽經汽輪機前幾級作功後，全部引至加熱裝置再次加熱到某一溫度，然後再回到汽輪機繼續作功。

2、按工作原理分類

（1）、衝動式汽輪機：按衝動作用原理工作的汽輪機稱為衝動式汽輪機

（2）、反動式汽輪機：按反動作用原理工作的汽輪機稱為反動式汽輪機

（3）、混合式汽輪機：由按衝動原理工作的級和按反動原理工作的級組合而成的汽輪機稱為混合式汽輪機

3、按新(主)蒸汽壓力分類

原圖鏈接來自機友會

（1）、低壓汽輪機新蒸汽壓力為1.2 MPa～2MPa。

（2）、中壓汽輪機新蒸汽壓力為2.1 MPa～8MPa。

（3）、高壓汽輪機新蒸汽壓力為8.1 MPa～12.5MPa。

（4）、超高壓汽輪機新蒸汽壓力為12.6MPa～15.1MPa。

（5）、亞臨界汽輪機新蒸汽壓力為15.1MPa～22MPa。

（6）、超臨界汽輪機新蒸汽壓力為22.12MPa～25MPa。

（7）、超超臨界汽輪機新蒸汽壓力為25.0MPa以上。^[6]

應用領域

1、發電拖動：火力發電廠、核電廠。

2、工業拖動：鋼鐵廠、造紙廠、化工廠。

3、艦船拖動：大型遠洋船舶、軍事大型艦艇、核動力航空母艦。^[7]

參考來源

[1] 汽輪機發展歷史,淘豆網

[2] 汽輪機的工作原理及結構,道客巴巴網

[3] 汽輪機的工作原理、優點、應用領域以及分類),賢集網，2017-12-21

[4] 汽輪機控制的內容有哪些？ ,搜狐網，2017-07-31

[5] 汽輪機的工作原理、優點、應用領域以及分類),賢集網，2017-12-21

[6] 汽輪機的分類及其組成,快資訊網，2019-12-01

[7] 汽輪機的工作原理、優點、應用領域以及分類),賢集網，2017-12-21

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

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 }}
-'''汽轮机'''也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。
+'''汽轮机'''也称蒸汽透平[[ 发动机]] ，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力[[ 发电厂]] 的主要设备，也用于[[ 冶金]][[ 工业]] 、化学工业、舰船动力装置中。
  中文名称：汽轮机
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 =='''发展历史'''==
 [[ File:Qndlslj19600595.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=16efd8c626581432d1e356d10f444d91&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=75&adstar=0&clw=254#id=24ffd45da5a39e1127b56027316603df&currsn=0&ps=68&pc=68 原圖鏈接][http://spro.so.com/searchthrow/api/midpage/throw?ls=s112c46189d&lm_extend=ctype:3&ctype=3&q=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA&rurl=http%3A%2F%2Fwww.bokee.net%2Fcompanymodule%2Fimagecom_viewEntry.do%3Fid%3D1404908&img=http%3A%2F%2Ffs01.bokee.net%2Fuserfilespace%2F2013%2F07%2F04%2Fqndlslj19600595.jpg&key=t01d52dc748f9d4bfab.jpg&s=1582102230897 来自360搜索]]]
-年瑞典工程师拉瓦尔设计制造出了第一台单级冲动式汽轮机，随后在1884年英国工程师帕森斯设计制造了第一台单级反动式汽轮机，虽然那时的汽轮机与现代汽轮机相比结构非常简单，但是推动了汽轮机在世界范围内的应用，被广泛应用在电站、航海和大型工业中。
+年[[ 瑞典]] 工程师[[ 拉瓦尔]] 设计制造出了第一台单级冲动式汽轮机，随后在1884年[[ 英国]] 工程师[[ 帕森斯]] 设计制造了第一台单级反动式汽轮机，虽然那时的汽轮机与现代汽轮机相比结构非常简单，但是推动了汽轮机在世界范围内的应用，被广泛应用在电站、航海和大型工业中。
- 在60年代，世界工业发达的国家生产的汽轮机已经达到500-600MW等级水平。1972年瑞 士ABB 公司制造的1300MW双轴全速汽轮机在美国投入运行，设计参数达到24Mpa，蒸汽温 度538 °C，3600rpm;1974年西德KWU公司制造的1300MW单轴半速(1500 rpm)饱和蒸汽参数汽轮机投入运行;1982年世界上最大的1200MW单轴全速汽轮机在前苏联投入运行，压 力24 Mpa，蒸汽温度540°C。
+ 在60年代，世界工业发达的国家生产的汽轮机已经达到500-600MW等级水平。1972年[[ 瑞 士]]ABB 公司制造的1300MW双轴全速汽轮机在[[ 美国]] 投入运行，设计参数达到24Mpa，蒸汽[[ 温 度]]538 °C，3600rpm;1974年西德KWU公司制造的1300MW单轴半速(1500 rpm)饱和蒸汽参数汽轮机投入运行;1982年世界上最大的1200MW单轴全速汽轮机在前苏联投入运行，[[ 压 力]]24 Mpa，蒸汽温度540°C。
- 中国汽轮机发展起步比较晚。1955年上海汽轮机厂制造出第一台6MW汽轮机。1964年哈尔滨汽轮机厂第一台100MW机组在高井电厂投入运行;1972年第一台200MW汽轮机在朝阳电厂投入运行;1974年第一台300MW机组在望亭电厂投入运行。70年代进口了10台200-320MW机组，分别安装在了陡河、元宝山、大港、清河电厂。70年代末国产机组占到总容量70%。
+[[ 中国]] 汽轮机发展起步比较晚。1955年[[ 上海]] 汽轮机厂制造出第一台6MW汽轮机。1964年[[ 哈尔滨]] 汽轮机厂第一台100MW机组在高井电厂投入运行;1972年第一台200MW汽轮机在朝阳电厂投入运行;1974年第一台300MW机组在望亭电厂投入运行。70年代进口了10台200-320MW机组，分别安装在了陡河、元宝山、大港、清河电厂。70年代末国产机组占到总容量70%。
-年采用引进技术生产的300MW机组在石横电厂投入运行;1989年采用引进技术生产的600MW机组在平圩电厂投入运行;2000年从俄罗斯引进两台超临界800MW机组在绥中电厂投入运行。
+年采用引进技术生产的300MW机组在石横电厂投入运行;1989年采用引进技术生产的600MW机组在平圩电厂投入运行;2000年从[[ 俄罗斯]] 引进两台超临界800MW机组在绥中电厂投入运行。
- 上海汽轮机厂是中国第一家汽轮机厂，在1995年开始与美国西屋电气公司合作成立了STC，1999 年德国西门子公司收购了西屋电气公司发电部， STC 相应股份转移给西门子 。哈尔滨汽轮机厂1956年建厂，先后设计制造了中国第一台25MW、50MW、100MW和200MW汽轮机，80年代从美国西屋公司引进了300MW和600MW亚临界汽轮机的全套设计和制造技术，于1986年制造成功了中国第一台600MW汽轮机，自主研制的三缸超临界600MW汽轮机已经投入生产。东方汽轮机厂1965年开始兴建，1971年制造出第一台汽轮机，主力机型为600MW汽轮机。北京北重汽轮电机有限责任公司做为后起之秀，以300MW机组为主导产品，它是由始建于1958年的北京重型电机厂通过资产转型在2000年10月份成立的又一大动力厂，2台600MW汽轮机也已经投入生产 。
+[[ 上海]] 汽轮机厂是中国第一家汽轮机厂，在1995年开始与美国西屋电气公司合作成立了STC，1999 年[[ 德国]][[ 西门子]] 公司收购了西屋电气公司发电部， STC 相应股份转移给西门子。
- 中国四大动力厂以600MW和1000MW机组为主导产品。<ref>[https://www.taodocs.com/p-135819085.html 汽轮机发展历史],淘豆网</ref>
+  哈尔滨汽轮机厂1956年建厂，先后设计制造了中国第一台25MW、50MW、100MW和200MW汽轮机，80年代从美国西屋公司引进了300MW和600MW亚临界汽轮机的全套设计和制造技术，于1986年制造成功了中国第一台600MW汽轮机，自主研制的三缸超临界600MW汽轮机已经投入生产。
+东方汽轮机厂1965年开始兴建，1971年制造出第一台汽轮机，主力机型为600MW汽轮机。[[北京]]北重汽轮电机有限责任公司做为后起之秀，以300MW机组为主导产品，它是由始建于1958年的北京重型电机厂通过资产转型在2000年10月份成立的又一大动力厂，2台600MW汽轮机也已经投入生产。 中国四大动力厂以600MW和1000MW机组为主导产品。<ref>[https://www.taodocs.com/p-135819085.html 汽轮机发展历史],淘豆网</ref>
 =='''基本结构'''==
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  其中汽轮机本体主要由静止部分和转动部分组成。
- 静止部分包括:汽缸、喷管、隔板、隔板套、汽封、轴承等。
+ 静止部分包括:[[ 汽缸]] 、喷管、隔板、隔板套、汽封、[[ 轴承]] 等。
  转动部分包括:动叶栅、叶轮、主轴、联轴器等。<ref>[http://www.doc88.com/p-0039041047911.html 汽轮机的工作原理及结构],道客巴巴网</ref>
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 =='''工作原理'''==
 [[ File:U=3842779675,1405770903&fm=26&gp=0.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA%E7%9A%84%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86&src=srp&correct=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA%E7%9A%84%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86&ancestor=list&cmsid=67eb48d2003288156bc95d807f67c56b&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=254#id=a344d66896bfdd314545d0c08745c1a6&currsn=0&ps=60&pc=60 原圖鏈接][http://www.51wendang.com/doc/0ed321daf40c7c3cbb3dff1c/11 来自无忧文档]]]
- 汽轮机是一种能量转换装置，电能的生产过程是一系列的能量转换过程。蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转作功，将蒸汽的动能变成叶轮轴旋转的机械能。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。
+ 汽轮机是一种能量转换装置，[[ 电能]] 的生产过程是一系列的能量转换过程。蒸汽在喷嘴中发生膨胀，[[ 压力]] 降低，[[ 速度]] 增加，热能转变为动能。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转作功，将蒸汽的动能变成叶轮轴旋转的[[ 机械能]] 。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。
-、锅炉将水变为蒸汽的热能。
+、[[ 锅炉]] 将水变为蒸汽的热能。
 、汽轮机将蒸汽的热能转变成轴旋转的机械能。
-、发电机把机械能转变成电能。<ref>[https://www.xianjichina.com/news/details_58985.html 汽轮机的工作原理、优点、应用领域以及分类)],贤集网，2017-12-21</ref>
+、[[ 发电机]] 把[[ 机械能]] 转变成[[ 电能]] 。<ref>[https://www.xianjichina.com/news/details_58985.html 汽轮机的工作原理、优点、应用领域以及分类)],贤集网，2017-12-21</ref>
 =='''控制系统'''==
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 、监视系统。监视系统是保证汽轮机安全运行的必不可少的设备，它能够连续监视汽轮机各参数的变化。汽轮机参数监视通常由DAS系统实现，测量结果同时送往调节系统作为限制条件，送往保护系统作为保护条件，送往顺序控制系统作为控制条件；
-、保护系统。保护系统的作用是当电网或汽轮机本身出现故障时保护装置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，或者采取一定措施进行保护，以防止事故扩大或造成设备损坏。大容量汽轮机保护内容有超速保护、低油压保护、位移保护、胀差保护、低真空保护、振动保护等；
+、保护系统。保护系统的作用是当电网或汽轮机本身出现故障时保护装置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，或者采取一定措施进行保护，以防止事故扩大或造成设备损坏。大容量汽轮机保护内容有超速保护、低油压保护、位移保护、胀差保护、低[[ 真空]] 保护、振动保护等；
-、调节系统。汽轮机的闭环调节系统包括转速调节系统、功率系统调节、压力调节系统等；
+、调节系统。汽轮机的闭环调节系统包括转速调节系统、功率系统调节、[[ 压力]] 调节系统等；
 、热应力在线监视系统。热应力无法直接测量，通常是用建立模型的方法通过测取汽轮机某些特定点的温度值来间接计算热应力的。热应力计算结果除用于监视外，还可以对汽轮机升速率和变负荷率进行较低较正；
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 、按热力过程特性分类
- （1）、凝汽式汽轮机：进入汽轮机的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部排入凝汽器。
+ （1）、凝汽式汽轮机：进入汽轮机的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部排入[[ 凝汽器]] 。
  （2）、背压式汽轮机：排汽压力高于大气压力的汽轮机称为背压式汽轮机。
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  （3）、调节抽汽式汽轮机：部分蒸汽在一种或两种给定压力下抽出对外供热，其余蒸汽作功后仍排入凝汽器。
- （4）、中间再热式汽轮机：新蒸汽经汽轮机前几级作功后，全部引至加热装置再次加热到某一温度，然后再回到汽轮机继续作功。
+ （4）、中间再热式汽轮机：新蒸汽经汽轮机前几级作功后，全部引至加热装置再次加热到某一[[ 温度]] ，然后再回到汽轮机继续作功。
 、按工作原理分类
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 、按新(主)蒸汽压力分类
 [[ File:200807230827178498.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E6%B1%BD%E8%BD%AE%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=16efd8c626581432d1e356d10f444d91&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=75&adstar=0&clw=254#id=f3bc84d42954027fd749ef3e2c7f1b24&currsn=0&ps=68&pc=68 原圖鏈接][http://jiyouhui.it168.com/forum.php?mod=viewthread&ordertype=1&tid=430859 来自机友会]]]
- （1）、低压汽轮机 新蒸汽压力为1.2 MPa～2MPa。
+ （1）、低压汽轮机 新蒸汽[[ 压力]] 为1.2 MPa～2MPa。
  （2）、中压汽轮机 新蒸汽压力为2.1 MPa～8MPa。
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 =='''应用领域'''==
-、发电拖动：火力发电厂、核电厂。
+、发电拖动：火力[[ 发电厂]] 、核电厂。
+、[[工业]]拖动：钢铁厂、造纸厂、化工厂。
+、舰船拖动：大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力[[航空母舰]]。<ref>[https://www.xianjichina.com/news/details_58985.html 汽轮机的工作原理、优点、应用领域以及分类)],贤集网，2017-12-21</ref>
+=='''相关视频'''==
+、汽轮机基本工作原理演示
+{{#iDisplay:v.qq.com/x/page/d0365toglbb|640|380|qq}}
+、汽轮机本体结构
+{{#iDisplay:v.qq.com/x/page/h0334guj4vd|640|380|qq}}
-、工业拖动：钢铁厂、造纸厂、化工厂。
+== '''參考來源''' ==
+{{Reflist}}
-、舰船拖动：大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰。<ref>[https://www.xianjichina.com/news/details_58985.html  汽轮机的 工 作原理、优点、应用领域以及分类)],贤集网，2017-12-21</ref>
+[[Category: 440 工 程學總論]]  [[Category: 446 機械工程]]