汽轮机的工作原理和结构-附图

汽轮机工作原理和结构汽轮机工作原理和结构 一 汽轮机工作原理 汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械 在汽轮机中 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 如图 1 所示 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 旋转做功 将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能 图 1 冲动式汽轮机工作原理图 1 轴 2 叶轮 3 动叶片 4 喷嘴 二 汽轮机结构 汽轮机主要由转动部分 转子 和固定部分 静体或静子 组成 转动部分包括 叶栅 叶轮或转子 主轴和联轴器及紧固件等旋转部件 固定部件包括气缸 蒸汽室 喷嘴室 隔板 隔板套 或静叶持环 汽封 轴承 轴承座 机座 滑销系统以及有关紧固零件等 套装转子的结构如图 2 所示 套装转子的叶轮 轴封套 联轴器等部件和 主轴是分别制造的 然后将它们热套 过盈配合 在主轴上 并用键传递力矩 图 2 套装转子结构 1 油封环 2 油封套 3 轴 4 动叶槽 5 叶轮 6 平衡槽 汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机 为了保证汽轮 机正常工作 需配置必要的附属设备 如管道 阀门 凝汽器等 汽轮机及其 附属设备的组合称为汽轮机设备 图 3 为汽轮机设备组成图 来自蒸汽发生器 的高温高压蒸汽经主汽阀 调节阀进入汽轮机 由于汽轮机排汽口的压力大大 低于进汽压力 蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动 其压力和温度逐渐降低 部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能 做完功的蒸汽称为乏汽 从排汽口 排入凝汽器 在较低的温度下凝结成水 此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发 生器构成封闭的热力循环 为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热 并保护较低 的凝结温度 必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水 由于汽轮机的尾部 和凝汽器不能绝对密封 其内部压力又低于外界大气压 因而会有空气漏入 最终进入凝汽器的壳侧 若任空气在凝汽器内积累 凝汽器内压力必然会升高 导致乏汽压力升高 减少蒸汽对汽轮机做的有用功 同时积累的空气还会带来 乏汽凝结放热的恶化 这两者都会导致热循环效率的下降 因而必须将凝汽器 壳侧的空气抽出 凝汽设备由凝汽器 凝结水泵 循环水泵和抽气器组成 它 的作用是建立并保持凝汽器的真空 以使汽轮机保持较低的排汽压力 同时回 收凝结水循环使用 以减少热损失 提高汽轮机设备运行的经济性 图 3 汽轮机设备组成图 1 主汽阀 2 调节阀 3 汽轮机 4 凝汽器 5 抽汽器 6 循环水泵 7 凝结水泵 8 低压加热器 9 除氧器 10 除水泵 11 高压加热器 为了调节汽轮机的功率和转速 每台汽轮机有一套由调节装置组成的调节 系统 另外 汽轮机是高速旋转设备 它的转子和定子间隙很小 是既庞大又 精密的设备 为保证汽轮机安全运行 配有一套自动保护装置 以便在异常情 况下发出警报 在危急情况下自动关闭主汽阀 使之停运 调节系统和保护装 置常用压力油来传递信号和操纵有关部件 汽轮机的各个轴承也需要油润滑和 冷却 因而每台汽轮机都配有一套润滑油系统 总之 汽轮机设备是以汽轮机为核心 包括凝