焓降较大时如果采用单列级，为保证高效率，则应设计较高的轮周速度，这样就只能提高转速或者增大根径，这两种措施均会带来较大的离心力从而导致强度方面的问题。采用双列复速级后，结构更紧凑、简化，减小了汽轮机的级数进而降低了整机的轴向长度。

双列复速级能保证在不过多降低级的经济性的条件下实现较大的焓降，对于多级汽轮机，采用复速级作为调节级后蒸汽的温度和压力有较大的降低，有利于机组的安全运行并降低成本（降低金属材料的等级）。因此，双列级在工业透平、船用透平，特别是在中小型汽轮机的调节级中获得了广泛的应用。几种双列复速级叶型组合如表2-3所示。

表2-3　双列复速级叶型组合

续表

单列调节级的内效率一般为0.65～0.8，双列调节级的内效率一般为0.55～0.7。双列复速级的经济性较低的主要原因如下：

（1）双列级所承担的焓降很大，相应的汽流速度较高，而级的容积流量较小，因此双列级的叶高一般都很小，以至于不得不采用部分进汽，带来部分进汽损失；与此同时，双列级处于高温、高负荷下，在强度安全性的要求下，叶片宽度一般都较大，因而通道的相对高度L/B就很小，从而端部损失较大；双列级的叶高较小，汽流密度较大，因而漏汽损失也相应增大。

（2）由于双列级的级负荷很大，喷嘴前后压力比相应很小，常低于临界值，这不仅使喷嘴工作在超声速区域，甚至第一列动叶的进口相对速度也处于跨声速或超声速范围内，因此喷嘴损失和第一列动叶损失比一般单列级的要大得多。

（3）双列级在结构上比单列级多了转向导叶和第二列动叶，因而流动损失增大。

为了改善双列级的气动性能，提高双列级内效率，可采取如下措施：

（1）按焓降（压力比）高低、容积流量大小来合理选用双列级。容积流量较小、焓降不大、0.70＞εn＞0.45时，可选用KC-0A双列级；容积流量较大、焓降不大、0.75＞εn＞0.45时，可采用KC-1A双列级；当容积流量较大、焓降较大、0.7＞εn＞0.35时，可选用KC-1Б双列级。

（2）采用适当的反动度以改善双列级的气动性能，通常对于全周进汽的双列级，当εn＞εcr时，总的反动度可在0.08～0.20范围内选取；而当εn＜0.4时，级的反动度可适当增大，一般在0.14～0.25范围内选取。但对于部分进汽的双列级，为了减少非工作弧段内通过动叶栅的漏汽损失，级的反动度必须明显减小，特别是第一、二列动叶的反动度不能取大值，仅在转向导叶中保持适当的反动度较为有利。

（3）当压力比小于临界值但εn＞0.4时，虽然汽流已处于超声速范围内，但仍可采用收缩喷嘴，以减少喷嘴损失；当压力比εn＜0.3～0.4，必须采用缩放喷嘴时，则应选用气动性能较好的超声速叶栅来代替老式叶栅。

（4）在各列静、动叶栅的间隙中采用径向和轴向密封以减少间隙中的漏汽损失。

（5）为了有效地减少端部二次流损失，可采用子午面型线喷嘴和扩散型动叶所组成的通流部分。

（6）可通过级的动态试验，确定静、动叶栅之间的合理配对使用，以保证具有较高的级内效率和安全性。

双列复速级较一般单列级稍微复杂一些，但是其计算方法和所用计算公式与一般单列级的没有本质差别。其热力设计计算一般过程如下。

（1）喷嘴后压力。

根据Ωm=Ωb+Ωg+Ω＇b及理想比焓降计算喷嘴比焓降：

由、h0、Δhn在h-s图上查得喷嘴后压力p1和比容υ1t。

（2）判断蒸汽在喷嘴出口处流动类型，选择喷嘴型线。

根据压力比判断蒸汽在喷嘴出口属亚声速流动还是超声速流动，选择喷嘴叶型，计算出口角α1。

（3）喷嘴出口汽流速度：

（4）喷嘴出口面积：

式中：μn为喷嘴流量系数。

当0.4＜εn＜εcr时，汽流在斜切部分发生膨胀，产生偏转，则

偏转角可由下式近似计算：

式中：ccr为临界速度，，m/s，Δhcr=h0-hcr，hcr为临界比焓值，可根据临界压力在h-s图上查得；υcr为临界比容，m3/kg，可根据pcr与等熵线交点查得。

（5）喷嘴出口高度ln和部分进汽度e。

当εn＞εcr时，

当0.4＜εn＜εcr时，

要求：ln＞12～16 mm，e＞0.15～0.3。

对于一定级，ln、e为一常数，且有一最佳值，即使叶高损失δhl和部分进汽损失δhe之和为最小值时所对应的ln、e。设计时应取ln、e为最佳值。

（6）喷嘴损失：

在h-s图上可作出喷嘴的热力过程线，确定进入动叶的蒸汽状态点。

（7）动叶进口角和相对速度：

当p1＞pcr时，δ1=0。

作出动叶进口速度三角形：

在h-s图上可查得。

（8）第一列动叶理想比焓降：

滞止理想比焓降：

（9）动叶出口汽流相对速度：

式中：ψ根据Ωm和w2t在图2-24中查得。

（10）动叶损失：

根据Δhb和δhb在h-s图中作出动叶热力过程曲线，查得第一列动叶后的蒸汽状态点、参数p2和υ2。

（11）动叶出口面积：

一般动叶由于反动度较小，动叶内汽流膨胀不大，故动叶出口汽流速度均小于声速。但对凝汽式汽轮机末级，由于Ωm接近0.5甚至更大，故动叶出口汽流速度可能达到超声速，则同样要进行临界判别，其方法同喷嘴。

（12）动叶出口高度lb和汽流出口角β2。

动叶进口高度一般取l＇b=ln+Δ，其中，Δ=Δt+Δr（Δt和Δr见表2-2），对于短叶片级，一般lb=l＇b，对长叶片级，要求γ＜15°～20°，见图2-22。(www.daowen.com)

（13）动叶出口汽流速度c2和出口角α2：

可作出动叶出口速度三角形。

（14）导叶的理想比焓降：

在h-s图上查得导叶出口汽流理想状态点，得p＇1。

（15）导叶出口理想速度和实际速度：

（16）导叶内损失：

在h-s图上作出导叶热力过程曲线，得出导叶出口汽流状态点、压力p＇1和比容υ＇1。

（17）导叶出口截面积：

导叶进口高度：

（18）导叶出口角：

（19）第二列动叶进口相对速度w＇1和方向：

可作出第二列动叶进口速度三角形。

（20）第二列动叶理想比焓降：

（21）动叶出口汽流理想相对速度：

动叶出口汽流实际相对速度

（22）第二列动叶损失：

由Δh＇b和δh＇b在h-s图上查得第二列动叶出口汽流压力p＇2和比容υ＇2，作出第二列动叶的热力过程曲线，并得到第二列动叶的出口蒸汽状态点。

（23）第二列动叶出口截面积：

动叶进口高度l″b=lg+Δ=l＇g。

动叶出口高度l＇b=l″b。

（24）动叶出口汽流角：

（25）动叶出口汽流绝对速度方向：

（26）余速损失：

其中，。

（27）轮周有效比焓降Δh＇u（不计叶高损失）：

（28）轮周效率及校核：

若Δηu＜1%则合格。

若Δηu＞1%，则说明计算有错，必须予以修正。

（29）叶高损失：

复速级系数a=2，叶片高度。

（30）轮周有效比焓降和轮周功率：

（31）部分进汽损失和叶轮摩擦损失：

摩擦叶轮损失、部分进汽损失根据2.2节公式计算。

（32）级有效比焓降和内功率：

（33）级内效率：

（34）叶栅几何参数的选择：

叶片宽度Bn、Bb应按强度计算结果决定，也可参考同类型机组选取，一般Bn=30～70 mm，Bb=25～30 mm。

在选取动静叶出口角α1、β2及动静叶宽度的同时，还需选取相对节距，对于一定的叶型，具有最佳的变动范围，应在此范围内选择。式中bn、bb为叶栅的弦长，可根据相似变换计算得到。

叶片型线决定后，以上各参数均已知，则可确定喷嘴数与动叶片数：zn=πdne/tn，zb=πdbe/tb。然后取整。

一般从强度方面考虑将叶片数取为偶数。计算出准确节距tn、tb，并校核是否在最佳范围。

（35）绘制出调节级热力过程曲线。