马后炮培训微课堂-汽轮机本体结构特点

1、2022-3-3Joying1汽轮机结构特点汽轮机结构特点2022-3-3Joying2目录A.A.汽轮机类型汽轮机类型B.B.汽轮机本体汽轮机本体 C. C. 汽轮机叶片汽轮机叶片D. D. 转子转子E E. . 汽缸汽缸F F. . 隔板隔板G.G.汽封汽封H H. .轴承轴承2022-3-3Joying3A.汽轮机类型汽轮机的分类汽轮机的分类 1. 1. 按工作原理分按工作原理分 冲动式汽轮机汽轮机-由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴中膨胀，由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴中膨胀，在动叶中只有少数膨胀。在动叶中只有少数膨胀。现代冲动式汽轮机各级的反动度现代冲动式汽轮机各级的反动度一般在一般在5%3

2、0%5%30%的范围内。的范围内。 反动式汽轮机汽轮机-由反动级组成，蒸汽在喷嘴和动叶中膨由反动级组成，蒸汽在喷嘴和动叶中膨胀程度相同。由于反动级不能做成部分进汽，故调节机采胀程度相同。由于反动级不能做成部分进汽，故调节机采用单列冲动机或复速级。用单列冲动机或复速级。反动式汽轮机反动度常取反动式汽轮机反动度常取0.50.5，以使动叶和静叶可取相同叶型，从而简化制造工艺。以使动叶和静叶可取相同叶型，从而简化制造工艺。 2022-3-3Joying4A.汽轮机类型汽轮机的分类汽轮机的分类 2. 2. 按热力特性分按热力特性分 凝汽式汽轮机汽轮机-排汽在高度真空状态下进入凝汽器凝结成水，有些排汽在高

3、度真空状态下进入凝汽器凝结成水，有些小汽轮机没有回热系统，成为纯凝汽式汽轮机。小汽轮机没有回热系统，成为纯凝汽式汽轮机。 背压式汽轮机汽轮机-排汽直接用于供热，没有凝汽器。当排汽作为其他排汽直接用于供热，没有凝汽器。当排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前制式汽轮机。中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前制式汽轮机。 调节抽汽式汽轮机汽轮机-从汽轮机某级后抽出一定压力的部分蒸汽对外从汽轮机某级后抽出一定压力的部分蒸汽对外供热，其余排汽仍进入凝汽器。由于热用户对供热压力有一定的要求，供热，其余排汽仍进入凝汽器。由于热用户对供热压力有一定的要求，需要对抽汽压力进行自动调节，故称为调节抽汽。根据用户

4、需要，有需要对抽汽压力进行自动调节，故称为调节抽汽。根据用户需要，有一次调节抽汽和两次调节抽汽。一次调节抽汽和两次调节抽汽。 2022-3-3Joying5A.汽轮机类型汽轮机的分类汽轮机的分类 2. 2. 按热力特性分按热力特性分 抽汽背压式汽轮机汽轮机-具有调节抽汽的背压式汽轮机。具有调节抽汽的背压式汽轮机。 中间再热式汽轮机汽轮机-进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被全被抽出送往锅炉的再热器进性再热，再返回汽轮后，被全被抽出送往锅炉的再热器进性再热，再返回汽轮机继续膨胀做功。机继续膨胀做功。 混压式汽轮机汽轮机-利用其他来源的蒸汽引入汽轮机相应的利用其他来源

5、的蒸汽引入汽轮机相应的中间级，与原来的蒸汽一起工作同常用于工业生产的流程中间级，与原来的蒸汽一起工作同常用于工业生产的流程中，作为蒸汽热能的综合利用。中，作为蒸汽热能的综合利用。 2022-3-3Joying6A.汽轮机类型汽轮机的分类汽轮机的分类 3. 3. 按汽流方向分按汽流方向分 轴流式汽轮机轴流式汽轮机-组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排列，汽流方向的总趋势是轴向的，绝大多数汽轮机都是列，汽流方向的总趋势是轴向的，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机。轴流式汽轮机。 辐流式汽轮机辐流式汽轮机-组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依次排列

6、，汽流方向的总趋势是沿半径方向。次排列，汽流方向的总趋势是沿半径方向。 2022-3-3Joying7A.汽轮机类型汽轮机的分类汽轮机的分类 4. 4. 按用途分按用途分 电站汽轮机汽轮机-用于拖动发电机，汽轮发电机组需按供电用于拖动发电机，汽轮发电机组需按供电频率定转速运行，故也称为定转速汽轮机，主要采用凝汽频率定转速运行，故也称为定转速汽轮机，主要采用凝汽式汽轮机。也采用同时供热的供电的汽轮机，通常称为热式汽轮机。也采用同时供热的供电的汽轮机，通常称为热电汽轮机或供热式汽轮机。电汽轮机或供热式汽轮机。 工业汽轮机汽轮机-用于拖动风机，水泵等转动机械，其运行用于拖动风机，水泵等转动机械，其运

7、行速度经常是变化的，也称为变转速汽轮机。速度经常是变化的，也称为变转速汽轮机。 凝汽式供暖汽轮机汽轮机-在中低压缸连通管上加装蝶阀来调在中低压缸连通管上加装蝶阀来调节供暖抽汽量，抽汽压力不像调节抽汽式汽轮机那样维持节供暖抽汽量，抽汽压力不像调节抽汽式汽轮机那样维持规定的数值，而是随流量大小基本上按直线规律变化。规定的数值，而是随流量大小基本上按直线规律变化。2022-3-3Joying8A.汽轮机类型汽轮机的分类汽轮机的分类 5. 5. 按进汽参数分按进汽参数分 低压汽轮机低压汽轮机 新蒸汽压力小于新蒸汽压力小于1.5MPa1.5MPa 中压汽轮机中压汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为2.0-4

8、.0MPa2.0-4.0MPa 高压汽轮机高压汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为6.0-10.0MPa6.0-10.0MPa 超高压汽轮机超高压汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为12.0-14.0MP12.0-14.0MP 亚临界汽轮机亚临界汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为16.0-18.0MPa16.0-18.0MPa 超临界汽轮机超临界汽轮机 新蒸汽压力大于新蒸汽压力大于22.2MPa22.2MPa2022-3-3Joying9A.汽轮机类型汽轮机的类型代号汽轮机的类型代号 N: N: 凝汽式凝汽式 C: C: 一次调节抽汽式一次调节抽汽式 CC: CC: 两次调节抽汽式两次调节抽汽式 B:

9、B: 背压式背压式 CB: CB: 抽汽背压式抽汽背压式 H: H: 船用船用 Y: Y: 移动式移动式 k: k: 空冷式空冷式2022-3-3Joying10A.汽轮机类型汽轮机的型号汽轮机的型号 X XX XX 变型设计次序蒸汽参数额定功率(MW)汽轮机类型2022-3-3Joying11A.汽轮机类型汽轮机的型号汽轮机的型号 N3-2.35 凝汽式、额定功率3MW、初压2.35 MPaC12-4.9/0.98 额定功率12MW、初压4.9 MPa、抽汽 压力0.98 MPaCC12-3.43/0.98/0.49额定功率12MW 、初压3.43 MPa 、整抽汽压力0.98 MPa、 二

10、级抽汽压力0.49 MPaB3-3.43/0.49 背压式额定功率3MW 、初压3.43MPa 、 背压4.9 MPaCB12-4.9/1.18/0.17 抽背式 额定功率12MW、初压 4.9 MPa、抽汽压力1.18 MPa、 背压0.17 MPa2022-3-3Joying12A.汽轮机类型技术流派技术流派 欧洲以反动式汽轮机为主流（如欧洲以反动式汽轮机为主流（如SIEMENSSIEMENS），美、日以），美、日以冲动式汽轮机为主流冲动式汽轮机为主流( (如如GEGE、三菱重工），美国西屋公司、三菱重工），美国西屋公司采用反动式汽轮机。采用反动式汽轮机。 2022-3-3Joying13

11、A.汽轮机类型技术流派技术流派 1. 1. 结构比较结构比较 冲动式汽轮机的动叶片出、入口侧比较薄，中间比较厚，冲动式汽轮机的动叶片出、入口侧比较薄，中间比较厚，从入口到出口，流道截面积基本不变；反动式汽轮机叶片从入口到出口，流道截面积基本不变；反动式汽轮机叶片入口侧比较厚，出口侧比较薄，流道从入口到出口横截面入口侧比较厚，出口侧比较薄，流道从入口到出口横截面积逐渐缩小后再逐渐扩大。积逐渐缩小后再逐渐扩大。 冲动式级，动叶前后压差小，可以做成叶轮式，这样，冲动式级，动叶前后压差小，可以做成叶轮式，这样，转子直径可以做小，使隔板漏汽量减少，隔板漏汽少导致转子直径可以做小，使隔板漏汽量减少，隔板漏

12、汽少导致的效率提高完全可以弥补叶轮面磨擦的负面影响。少量的的效率提高完全可以弥补叶轮面磨擦的负面影响。少量的漏汽通过平衡孔流入下一级，不影响动叶中的流动。冲动漏汽通过平衡孔流入下一级，不影响动叶中的流动。冲动式在保证最佳速比的情况小，每级可以吸收较大的焓降，式在保证最佳速比的情况小，每级可以吸收较大的焓降，使级数减少，机身较短，降低成本，减少汽机房尺寸，降使级数减少，机身较短，降低成本，减少汽机房尺寸，降低土建成本。但主轴加工量的增加又使制造成本有一定的低土建成本。但主轴加工量的增加又使制造成本有一定的增加。增加。 2022-3-3Joying14A.汽轮机类型技术流派技术流派 2. 2. 制

13、造加工成本比较制造加工成本比较 反动式汽轮机级数大大多于冲动式汽轮机，一般说来反反动式汽轮机级数大大多于冲动式汽轮机，一般说来反动式汽轮机的级数约为冲动式汽轮机动式汽轮机的级数约为冲动式汽轮机2323倍，故加工成本倍，故加工成本来说，相同参数的汽轮机，反动式加工成本稍高于冲动式来说，相同参数的汽轮机，反动式加工成本稍高于冲动式汽轮机；汽轮机；2022-3-3Joying15A.汽轮机类型技术流派技术流派 3. 3. 效率比较效率比较 （1 1）高温高压，高转速的背压机组比较：反动式汽轮）高温高压，高转速的背压机组比较：反动式汽轮机效率较高；机效率较高； （2 2）中温中压、低温低压低速（冷凝、

14、背压）汽轮机）中温中压、低温低压低速（冷凝、背压）汽轮机组比较，冲动式汽轮机效率高；组比较，冲动式汽轮机效率高； （3 3）反动式汽轮机末级余速损失较大，故冷凝机组的）反动式汽轮机末级余速损失较大，故冷凝机组的排汽压力设计偏高；冲动式汽轮机排汽压力设计可以偏低，排汽压力设计偏高；冲动式汽轮机排汽压力设计可以偏低，增加了一定的效率。故在冷凝机组的比较上，要根据实际增加了一定的效率。故在冷凝机组的比较上，要根据实际机型情况来决定。机型情况来决定。 2022-3-3Joying16A.汽轮机类型工业汽轮机的结构特点工业汽轮机的结构特点 国内以杭汽集团为龙头，杭汽股份以反动式为主，中国内以杭汽集团为龙

15、头，杭汽股份以反动式为主，中能公司做冲动式汽轮机。能公司做冲动式汽轮机。 杭汽股份反动式汽轮机均采用单列冲动式调节级，而杭汽股份反动式汽轮机均采用单列冲动式调节级，而中能公司根据设计参数的不同，在低参数时（如中能公司根据设计参数的不同，在低参数时（如1.0MPa,2801.0MPa,280）也采用单列冲动式调节级，但在中温中）也采用单列冲动式调节级，但在中温中压（如压（如3.43MPa3.43MPa，435435）或者高温高压（）或者高温高压（8.83MPa8.83MPa，535535）时，采用双列复速级，这样使机组在保证效率的）时，采用双列复速级，这样使机组在保证效率的前提下，能减少压力级数

16、，提高转子刚性，使临界转速前提下，能减少压力级数，提高转子刚性，使临界转速能避开运行转速。能避开运行转速。2022-3-3Joying17B.汽轮机本体汽轮机本体是汽轮机设备的主要组成部分，它由转子和汽轮机本体是汽轮机设备的主要组成部分，它由转子和静子组成。静子组成。 转子包括动叶、叶轮、主轴、联轴节及紧固件等旋转转子包括动叶、叶轮、主轴、联轴节及紧固件等旋转部件。部件。静子包括汽缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套、汽封、静子包括汽缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套、汽封、轴承、轴承座、轴承座座架、底盘、滑销系统及有关紧轴承、轴承座、轴承座座架、底盘、滑销系统及有关紧固零件等。固零件等。2022-

17、3-3Joying18C.汽轮机叶片叶片的分类叶片的分类 动叶片（又称工作叶片，简称叶片）动叶片（又称工作叶片，简称叶片） 静叶片（又称喷嘴叶片）静叶片（又称喷嘴叶片） 动叶片安装在转子叶轮（冲动式汽轮机）或转鼓（反动动叶片安装在转子叶轮（冲动式汽轮机）或转鼓（反动式汽轮机）上，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽式汽轮机）上，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。的动能转换成机械能，使转子旋转。2022-3-3Joying19C.汽轮机叶片叶片的结构叶片的结构 由叶根、工作部分（或称叶身、叶型部分）、连接件由叶根、工作部分（或称叶身、叶型部分）、连接件（围带或拉金）

18、组成。（围带或拉金）组成。2022-3-3Joying20C.汽轮机叶片叶片结构叶片结构 1.1.叶根叶根 紧固动叶，使其在经受汽流的推力和旋转离心力作用下，紧固动叶，使其在经受汽流的推力和旋转离心力作用下，不致于从轮缘沟槽里拔出来。不致于从轮缘沟槽里拔出来。 常用的结构型式有：常用的结构型式有： T T型、叉型和枞树型等型、叉型和枞树型等 。2022-3-3Joying21C.汽轮机叶片 叶 根 结 构（a）T型叶根；（b）外包凸肩T型叶根；(c）菌型叶根；（d）外包凸肩双T型叶根；（e）叉型叶根；（f）枞树型叶根2022-3-3Joying22C.汽轮机叶片1）T型叶根结构简单、加工方便、

19、工作可靠为短叶片普遍采用。它的缺点是叶片的离心力对轮缘两侧截面产生弯矩，使轮缘有张开的趋势。故将叶根和轮缘上做成凸肩形。2022-3-3Joying23C.汽轮机叶片2）菌型叶根叶根和轮缘的载荷分配比T型叶根合理，因而强度较高，但因加工复杂，其应用不如T型叶根广泛。2022-3-3Joying24C.汽轮机叶片T型和菌型叶根属于周向装配式叶根。这类叶根的轮缘槽上开有一个或两个缺口，叶片就从这些缺口一片片依次装入轮缘槽中。最后装在缺口处的叶片叫做封口叶片，研配装入后用两个铆钉固定在轮缘上。周向装配式叶根的缺点是当个别叶片损坏时，不能单独拆换，而必须将部分或全部叶片拆下重装。2022-3-3Joy

20、ing25C.汽轮机叶片3）叉型叶根叶根的叉尾直接插入轮缘槽内，并用两排铆钉固定叉尾数可根据叶片离心力大小选择。叉型叶根强度高、适应性好，被大功率汽轮机末几级广泛采用。叉型叶根加工方便，便于拆换，但装配时比较费工，且轮缘较厚，钻铆钉孔不便，所以整锻转子和焊接转子不宜采用。2022-3-3Joying26C.汽轮机叶片4）枞树型叶根叶根沿轴向直接装入轮缘相应的枞树槽中。这种叶根承载能力强叶根齿数可根据离心力大小决定，同时拆装容易，故被大功率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。2022-3-3Joying27C.汽轮机叶片叶片结构叶片结构 2.2.叶型叶型 叶型部分是

21、叶片的基本部分，它构成汽流通道。叶型部分是叶片的基本部分，它构成汽流通道。 2022-3-3Joying28C.汽轮机叶片（a）等截面直叶片 （b）变截面扭曲叶片 1叶顶； 2叶型； 3叶根 2022-3-3Joying29C.汽轮机叶片叶片结构叶片结构 3.3.连接件连接件 成组叶片（叶片组）整圈连接叶片 单个叶片(自由叶片)2022-3-3Joying30C.汽轮机叶片 2022-3-3Joying31C.汽轮机叶片 整体围带铆接围带弹性拱形围带2022-3-3Joying32C.汽轮机叶片拉金一般是以612mm的金属丝或金属管，穿在叶身的拉金孔中。拉金与叶片之间可以是焊接的（焊接拉金），

22、也可以是不焊接的（松拉金）。一般有12圈拉金，最多不超过3圈拉金。拉金处在汽流通道中间，将影响级内汽流流动，同时，拉金孔削弱了叶片的强度，所以在满足振动和强度要求的情况下，有的长叶片可设计成自由叶片。2022-3-3Joying33C.汽轮机叶片实心焊接拉金实心松装拉金空心松装拉金剖分松装拉金Z装拉金2022-3-3Joying34C.汽轮机叶片2022-3-3Joying35C.汽轮机叶片2022-3-3Joying36C.汽轮机叶片2022-3-3Joying37C.汽轮机叶片l 叶片受力 离心拉应力离心力静应力离心弯应力叶片受力稳定部分气流弯应力气流力交变部分动应力n 拉应力：叶型部分的

23、离心拉应力、围带和拉金离心力拉应力：叶型部分的离心拉应力、围带和拉金离心力n 弯应力：汽流作用力、离心力产生的弯应力、围带和拉金弯应力：汽流作用力、离心力产生的弯应力、围带和拉金对叶片产生弯应力对叶片产生弯应力2022-3-3Joying38C.汽轮机叶片l 叶片汽蚀 1. 部位 在湿蒸汽区域内工作的级冲蚀现象最为严重，一般发生在动叶片进汽侧叶片顶部。2022-3-3Joying39C.汽轮机叶片l 叶片汽蚀 2. 原因 在汽轮机的末几级中，蒸汽速度逐渐增大，水分在隔板静叶出汽边处形成水滴，水滴运动速度低于蒸汽速度，因此，进入动叶片时发生与动叶背弧面侵蚀。叶片越长，叶顶圆周速度越大，水滴撞击动

24、叶背弧面的速度也越高。由于离心力作用，水滴向叶顶集中，故叶顶背弧面水蚀严重。2022-3-3Joying40C.汽轮机叶片l 叶片汽蚀 3. 措施在水蚀严重的部位（叶片进口边背面上部）常采用抗水蚀能力的措施，具体做法有：镀硬铬、堆焊硬质合金层、焊硬质合金覆面或表面强化处理、热处理等。其硬化层长度最好不超过150mm。2022-3-3Joying41C.汽轮机叶片l 叶片振动 叶片是一个弹性体，当突受外力作用后，叶片将产生自由振动，其频率称为叶片的自振频率（或称固有频率）。叶片的自振频率取决于叶片的尺寸、材料及叶片固定方式等因素。当叶片受到周期性的外力（激振力）作用时就会发生强迫振动。若叶片的自

25、振频率等于或倍于激振力的频率，叶片就会发生共振现象，使叶片的振幅增大，甚至造成叶片损坏。2022-3-3Joying42C.汽轮机叶片l 叶片振动 1. 原因 在汽轮机工作中，沿圆周方向汽流的不均匀将对叶片产生激振力，引起叶片振动。激振力按其频率分为： 低频激振力-第一类激振力 高频激振力-第二类激振力低频激振力对长叶片的影响较大，因为叶片较长时，其自振频率较低，在低频激振力的作用下容易引起共振。2022-3-3Joying43C.汽轮机叶片l 叶片振动 1. 原因 1）低频激振力-第一类激振力 采用部分进汽时，叶片经过不进汽的弧段时，没有蒸汽作用，引起一次扰动而产生激振力。 上、下隔板结合处

26、的静叶由于结合不良引起汽流变化，产生激振力。 个别喷嘴或导叶由于制造或装配工艺误差，引起汽流不均匀，产生激振力。 级后局部汽流参数变化（节距不均匀、级后有抽汽口或排汽口有筋条存在等），产生激振力。2022-3-3Joying44C.汽轮机叶片l 叶片振动 1. 原因 2）高频激振力-第二类激振力 由于喷嘴出口边缘有一定厚度，使叶片每经过一个喷嘴时，所受的蒸汽作用力就要突然变化一次，因而产生一次激振力，由于喷嘴的数量较多，故激振力的频率较高称为高频激振力。高频激振力对短叶片的影响较大，因短叶片的自振频率较高，在高频激振力的作用下容易引起共振。2022-3-3Joying45C.汽轮机叶片l 叶片

27、振动 2. 叶片调频方法改善叶根的研合质量或捻铆叶根，增加叶片安装紧力以提高刚性； 2）改善围带或拉金的连接质量； 3）改变叶片组的叶片数； 4）加装拉金； 5）在叶片顶部钻减荷孔。2022-3-3Joying46D.转子作用作用 将蒸汽的热能和动能转变为旋转的机械能并传递给发将蒸汽的热能和动能转变为旋转的机械能并传递给发电机。电机。2022-3-3Joying47D.转子组成组成 转子是由主轴、叶轮、动叶栅、联轴器等组成。转子是由主轴、叶轮、动叶栅、联轴器等组成。2022-3-3Joying48D.转子分类分类（1 1）按制造工艺的不同：分为套装转子、整锻转子、组）按制造工艺的不同：分为套装

28、转子、整锻转子、组合转子。一般来说，中温中压进汽参数的发电汽轮机，基合转子。一般来说，中温中压进汽参数的发电汽轮机，基本上采用套装转子。高速工业驱动汽轮机采用整锻转子。本上采用套装转子。高速工业驱动汽轮机采用整锻转子。高参数进汽参数的发电汽轮机采用组合转子，即前半部分高参数进汽参数的发电汽轮机采用组合转子，即前半部分采用整锻转子，后半部分采用套装转子。采用整锻转子，后半部分采用套装转子。（2 2）按临界转速是否在运行转速范围内，分为刚性转子）按临界转速是否在运行转速范围内，分为刚性转子和柔性转子。在启动过程中，刚性转子启动就很方便，不和柔性转子。在启动过程中，刚性转子启动就很方便，不存在跨临界

29、区域，而柔性转子因需要快速的跨临界，故要存在跨临界区域，而柔性转子因需要快速的跨临界，故要求用户在实际启动过程中，要充分暖机，为快速跨临界作求用户在实际启动过程中，要充分暖机，为快速跨临界作好准备。好准备。（3 3）按形状来分：转轮型转子和转鼓型转子。）按形状来分：转轮型转子和转鼓型转子。2022-3-3Joying49D.转子套装转子的叶轮、轴封套、联轴节等部件是分别加工后红套在阶梯形主轴上的。各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动，并用键传递力矩 2022-3-3Joying50D.转子整锻转子的叶轮、轴封套和联轴节等部件与主轴是由一整锻件车削而成，无热套部件

30、，这解决了高温下叶轮与主轴连接可能松动的问题。整锻转子的中心通常打有100mm的中心孔，其目的主要是便于检查锻件质量，同时也可以将锻件中心材质差的部分去掉，防止缺陷扩展，以保证转子强度。2022-3-3Joying51D.转子焊接转子采用分段锻造，焊接组合，它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成。 2022-3-3Joying52D.转子组合转子高温段采用整锻结构，而在中、低温段采用套装结构，形成组合转子，以减小锻件尺寸 。 2022-3-3Joying53D.转子转轮型转子叶片装在叶轮上，叶轮紧固在轴上，蒸汽对叶转轮型转子叶片装在叶轮上，叶轮紧固在轴上，蒸汽对叶片的作用力靠叶轮传给轴，转子级数

31、较少，每一级中蒸汽片的作用力靠叶轮传给轴，转子级数较少，每一级中蒸汽的热焓降较大，一般应用在冲动式汽轮机上。的热焓降较大，一般应用在冲动式汽轮机上。转鼓型转子的叶片直接装在转鼓上，蒸汽对叶片的作用力转鼓型转子的叶片直接装在转鼓上，蒸汽对叶片的作用力靠转鼓传给轴，这种转子结构简单，弯曲度小，适用于级靠转鼓传给轴，这种转子结构简单，弯曲度小，适用于级数多，每级热焓降不大和要求强度较大的反动式汽轮机上。数多，每级热焓降不大和要求强度较大的反动式汽轮机上。2022-3-3Joying54D.转子鼓式转子2022-3-3Joying55D.转子2022-3-3Joying56D.转子2022-3-3Jo

32、ying57D.转子2022-3-3Joying58D.转子转子是汽轮机的最重要的部套，其工作条件比较复杂。转子是汽轮机的最重要的部套，其工作条件比较复杂。在设计中，重点需要关注的是临界转速和强度。这两方在设计中，重点需要关注的是临界转速和强度。这两方面在实际运行过程中主要体现在升速时跨临界和超速时面在实际运行过程中主要体现在升速时跨临界和超速时跳闸停机两方面的保护。这两方面，临界转速确定了汽跳闸停机两方面的保护。这两方面，临界转速确定了汽轮机运行的稳定性，强度方面确定了汽轮机运行的安全轮机运行的稳定性，强度方面确定了汽轮机运行的安全性。任何一方面出现问题均是没法补救的，故我们在设性。任何一方

33、面出现问题均是没法补救的，故我们在设计中需要重点关注这两方面的问题，在实际使用中也需计中需要重点关注这两方面的问题，在实际使用中也需对这两方面重点关注，尤其是试车阶段，必须明确确定对这两方面重点关注，尤其是试车阶段，必须明确确定该机组的临界转速和跳闸转速，以免因这方面的疏忽造该机组的临界转速和跳闸转速，以免因这方面的疏忽造成重大事故。成重大事故。2022-3-3Joying59D.转子叶轮叶轮 1.1.作用作用 安装动叶片并将动叶片上的转矩传递给主轴。安装动叶片并将动叶片上的转矩传递给主轴。 2.2.结构结构 轮缘：开有安装叶片的叶根槽；轮缘：开有安装叶片的叶根槽； 轮面：将轮缘和轮毂或主轴连

34、成一体，开有平衡孔；轮面：将轮缘和轮毂或主轴连成一体，开有平衡孔； 轮毂：减小叶轮内孔应力的加厚部分；轮毂：减小叶轮内孔应力的加厚部分；2022-3-3Joying60D.转子叶轮叶轮 3.3.分类分类 按叶轮断面的型线分类按叶轮断面的型线分类 1 1）等厚度叶轮：加工方便，轴向尺寸小，但强度低，）等厚度叶轮：加工方便，轴向尺寸小，但强度低，通常用于叶轮直径较小的高压部分；通常用于叶轮直径较小的高压部分； 2 2）锥形叶轮：加工方便，强度高；）锥形叶轮：加工方便，强度高； 3 3）等强度叶轮：无中心孔，强度最高，但加工要求高，）等强度叶轮：无中心孔，强度最高，但加工要求高，多用于轮盘式焊接转子

35、。多用于轮盘式焊接转子。2022-3-3Joying61D.转子等厚度叶轮等厚度叶轮锥形叶轮锥形叶轮 等强度叶轮等强度叶轮2022-3-3Joying62D.转子联轴器联轴器 1. 作用作用 连接汽轮机的各转子及发电机转子，并传递转子上的扭连接汽轮机的各转子及发电机转子，并传递转子上的扭矩。矩。2022-3-3Joying63D.转子联轴器联轴器 2. 类型类型 1） 刚性联轴器刚性联轴器 优点：刚性高，传递扭矩大；结构简单，尺寸小；减少优点：刚性高，传递扭矩大；结构简单，尺寸小；减少了轴承个数，缩短了机组长度，广泛应用于大功率汽轮了轴承个数，缩短了机组长度，广泛应用于大功率汽轮机。机。 缺点

36、：传递振动和轴向位移，对转子找中心要求高。缺点：传递振动和轴向位移，对转子找中心要求高。2022-3-3Joying64D.转子2022-3-3Joying65D.转子2022-3-3Joying66D.转子联轴器联轴器 2. 2. 类型类型 2）半挠性联轴器）半挠性联轴器 特点：有一定的弹性，可吸收部分振动，允许两转子的特点：有一定的弹性，可吸收部分振动，允许两转子的中心有少许偏差。用来连接汽轮机转子与发电机转子。中心有少许偏差。用来连接汽轮机转子与发电机转子。2022-3-3Joying67D.转子2022-3-3Joying68D.转子联轴器联轴器 2. 2. 类型类型 3）挠性联轴器）

37、挠性联轴器 特点：挠性联轴器有较强的挠性，它允许两转子有相特点：挠性联轴器有较强的挠性，它允许两转子有相对的轴向位移和较大的偏心，对振动的传递也不敏感，对的轴向位移和较大的偏心，对振动的传递也不敏感，但传递功率小，并且结构较为复杂，需要有专门的润滑但传递功率小，并且结构较为复杂，需要有专门的润滑装置，因此一般只有在中小机组上采用，或用在小汽机装置，因此一般只有在中小机组上采用，或用在小汽机与给水泵的连接上。与给水泵的连接上。2022-3-3Joying69D.转子2022-3-3Joying70D.转子2022-3-3Joying71D.转子转子主轴弯曲转子主轴弯曲 原因： 汽轮机停机后没有及

38、时投入盘车；汽轮机停机后没有及时投入盘车； 汽轮机启动时操作不合理；（如：轴封供汽时间过长、汽轮机启动时操作不合理；（如：轴封供汽时间过长、暖机时间不够充分）暖机时间不够充分） 由于运行时振动较大，造成转子弯曲；由于运行时振动较大，造成转子弯曲； 在安装或检修时，叶轮、轴套等套装件在轴上装配尺在安装或检修时，叶轮、轴套等套装件在轴上装配尺寸不对，紧力不合适，运行一段时间后，因轴内应力过寸不对，紧力不合适，运行一段时间后，因轴内应力过大而弯曲变形。大而弯曲变形。2022-3-3Joying72D.转子转子断裂转子断裂 原因： 1 1）损坏机理主要是低周疲劳和高温蠕变损伤。）损坏机理主要是低周疲劳

39、和高温蠕变损伤。 2 2）运行问题，主要是超速和发生油膜振荡。）运行问题，主要是超速和发生油膜振荡。 3 3）材料和加工问题，主要是存在残余应力、白点、偏）材料和加工问题，主要是存在残余应力、白点、偏析、夹杂物、气孔等，材质不均匀性和脆性，加工和装析、夹杂物、气孔等，材质不均匀性和脆性，加工和装配质量差。配质量差。2022-3-3Joying73E.汽缸l 作用 除了安装静子外，最重要的一个作用是将蒸汽和大气隔开，形成能力转换的环境。2022-3-3Joying74E.汽缸l 分类 汽缸根据所处位置不同可以分为高压缸、中压缸、低压汽缸根据所处位置不同可以分为高压缸、中压缸、低压缸。缸。根据工艺

40、不同，可以分为铸造缸和焊接缸。一般来说，根据工艺不同，可以分为铸造缸和焊接缸。一般来说，发电机组因设计参数比较固定，本体修改比较少，为了发电机组因设计参数比较固定，本体修改比较少，为了缩短加工周期和降低加工成本，一般采用铸造缸。而驱缩短加工周期和降低加工成本，一般采用铸造缸。而驱动机组因变化比较多，排缸一般设计成焊接排缸。动机组因变化比较多，排缸一般设计成焊接排缸。 还有一种就是因排汽压力比较高，为防止前后缸接缸还有一种就是因排汽压力比较高，为防止前后缸接缸处漏气，做成整体缸。处漏气，做成整体缸。 2022-3-3Joying75E.汽缸l 结构 汽缸上布置有进汽口、配汽机构、喷嘴箱、排汽口、

41、汽缸上布置有进汽口、配汽机构、喷嘴箱、排汽口、疏水口、抽汽口、轴承箱、检查口、机脚、加强筋等，疏水口、抽汽口、轴承箱、检查口、机脚、加强筋等，内部安装着隔板和隔板套、汽封等部件。内部安装着隔板和隔板套、汽封等部件。要求：要求：有足够的强度和刚度、通流部分有较好的流动有足够的强度和刚度、通流部分有较好的流动性能、各部分受热时能自由膨胀且中心不变、形状简性能、各部分受热时能自由膨胀且中心不变、形状简单对称，还应尽量减小热应力。单对称，还应尽量减小热应力。2022-3-3Joying76E.汽缸l 结构 水平对分的上半缸和下半缸，通过法兰螺栓连接。 沿轴向分为高、中、低压段，各段之间用法兰螺栓连接。

42、 2022-3-3Joying77E.汽缸l 结构 1-蒸汽室；2-导汽管；3-上汽缸；4-排汽管口；5-法兰；6-下汽缸；7-抽汽管口 2022-3-3Joying78E.汽缸l 结构 1. 高、中压缸高、中压缸 工作特点： 缸体承受蒸汽的高温、高压作用，热应力和热变形较 大，通常采用双层结构。 优点： 每层汽缸承受的压差和温差减少，汽缸壁和法兰的厚 度减薄，从而减小了启、停及工况变化时的热应力， 加快了启、停速度，有利于改善机组变工况运行的适 应性。2022-3-3Joying79E.汽缸2022-3-3Joying80E.汽缸l 结构 2. 低压缸 工作特点：保证足够的刚度和良好的流动特

43、性，尽量 减小排汽损失。 采用钢板焊接结构，并用加强筋加固； 排汽室采用径向扩压结构，以充分利用排汽余速动 能； 低压缸进、出汽温差大，为使外壳温度分布均匀，可 以采用双层甚至三层结构。2022-3-3Joying81E.汽缸 国产国产300MW双层结构低压缸双层结构低压缸1内缸；内缸；2外缸；外缸；3排汽室；排汽室；4扩压器；扩压器；5汽轮机后轴承；汽轮机后轴承；6隔板套；隔板套；7扩压管斜前壁；扩压管斜前壁；8进汽口；进汽口；9低压转子低压转子 2022-3-3Joying82E.汽缸 喷水减温装置喷水减温装置 在汽轮机启动、空负荷及低负荷运行在汽轮机启动、空负荷及低负荷运行时，蒸汽流量很

44、小，不足以带走因鼓风摩擦时，蒸汽流量很小，不足以带走因鼓风摩擦产生的热量，使排汽温度升高，排汽缸温度产生的热量，使排汽温度升高，排汽缸温度升高，引起汽缸的热变形，使汽轮机动、静升高，引起汽缸的热变形，使汽轮机动、静部分中心不一致，造成机组振动或发生事故。部分中心不一致，造成机组振动或发生事故。因此，有的汽轮机在排汽缸上装设了喷水减因此，有的汽轮机在排汽缸上装设了喷水减温装置，以防止排汽缸温度过高。温装置，以防止排汽缸温度过高。2022-3-3Joying83E.汽缸结构结构 3.3.进汽部分进汽部分 高压缸的前端，即从调节阀到调节级喷嘴这段区域，是高压缸的前端，即从调节阀到调节级喷嘴这段区域，

45、是汽轮机的进汽部分，它包括蒸汽室和喷嘴室，是汽轮机汽轮机的进汽部分，它包括蒸汽室和喷嘴室，是汽轮机中承受压力和温度最高的部分。中承受压力和温度最高的部分。2022-3-3Joying84E.汽缸喷嘴箱的构造2022-3-3Joying85E.汽缸结构结构 4.4.汽缸法兰、螺栓加热装置汽缸法兰、螺栓加热装置作用：减小汽缸、法兰及连接螺栓间的温差，缩短启、作用：减小汽缸、法兰及连接螺栓间的温差，缩短启、停时间。停时间。2022-3-3Joying86E.汽缸1、2-蒸汽连接口；3-平面槽；（a）高压外缸法兰；（b）、（c）法兰螺栓加热流程汽轮机法兰螺栓加热装置示意图 2022-3-3Joying

46、87E.汽缸l 支承 2022-3-3Joying88E.汽缸l 支承 1. 下猫爪支承（a）非中分面支承；（b）中分面支承1猫爪；2横销；3轴承座；4汽缸中分面2022-3-3Joying89E.汽缸l 支承 1. 下猫爪支承2022-3-3Joying90E.汽缸l 支承 2. 上猫爪支承1上缸猫爪；2下缸猫爪；3安装垫铁；4工作垫铁；5水冷垫铁；6定位销；7定位销；8紧固螺栓；9压块2022-3-3Joying91E.汽缸l 支承 3. 内缸支承中分面支承非中分面支承2022-3-3Joying92E.汽缸l 支承 4. 台板支承2022-3-3Joying93E.汽缸l 支承 5. 与

47、轴承座一体 中小型汽轮机的高压缸，多采用垂直的半圆法兰与前轴承座连成一体。在法兰面上，采用一只立销和两只横销定位，使其在汽缸受热面变形后，仍能和轴承座之间保持准确的中心位置。而低压缸的低压侧和汽轮机的中轴承箱铸成一体，低压后部由左右两个支承脚支在低压缸的座架上。2022-3-3Joying94E.汽缸2022-3-3Joying95E.汽缸2022-3-3Joying96E.汽缸滑销系统滑销系统 1. 1. 作用作用 （1 1）保持汽缸和转子中心一致，避免因热胀导致中心变）保持汽缸和转子中心一致，避免因热胀导致中心变化，引起机组振动或动静相擦；化，引起机组振动或动静相擦； （2 2）保证汽缸能

48、自由膨胀，以免发生过大应力引起变形；）保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力引起变形； （3 3）使转子和静子部分轴向和径向间隙符合要求）使转子和静子部分轴向和径向间隙符合要求. .2022-3-3Joying97E.汽缸滑销系统滑销系统 2. 2. 分类分类 立销 用于引导汽缸垂直方向位移纵销 用于引导汽缸、轴承箱水平轴向位移横销 用于引导汽缸、轴承箱水平横向位移猫爪横销 保持汽缸与轴承箱之间的轴向位置不 变，同时引导汽缸水平横向膨胀。角销 用于限制轴承箱与台板脱离2022-3-3Joying98E.汽缸滑销系统滑销系统2022-3-3Joying99E.汽缸滑销系统滑销系统2022-3-3J

49、oying100E.汽缸滑销系统滑销系统2022-3-3Joying101E.汽缸2022-3-3Joying102E.汽缸2022-3-3Joying103F. 隔板l 作用 隔板用以固定汽轮机各级的静叶片和阻止级间漏汽，并将汽轮机通流部分分隔成若干个级。它可以直接安装在汽缸内壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安装在汽缸上。隔板通常做成水平对分形式，其内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。为了适应结构上的需要，冲动式汽轮机在汽缸上装有支承隔板的隔板套，而反动式汽轮机在汽缸上装的是支承静叶环的静叶持环。2022-3-3Joying104F. 隔板l 分类 2022-3-3Joying105F. 隔板l 分

50、类（a）普通焊接隔板；（b）带加强筋的焊接隔板1隔板外环；2外围带；3静叶片；4内围带；5隔板体；6径向汽封；7汽封槽；8加强筋2022-3-3Joying106F. 隔板l 分类2022-3-3Joying107F. 隔板l 分类铸造隔板1外缘；2静叶片；3隔板体2022-3-3Joying108F. 隔板l 隔板套将相邻几级隔板装在一个隔板套中，然后将隔板套装在汽缸上，上下隔板套之间采用螺栓连接，隔板套在汽缸内的支承和定位采用悬挂销和键的结构。隔板套通过其下半部分两侧的悬挂销支承在下汽缸上，隔板套的上、下中心位置通过改变垫片的厚度来实现，其左右中心位置靠隔板套底部的平键或定位销来定位。为保

51、证隔板套的热膨胀，它与汽缸凹槽之间一般留有mm的间隙，隔板在隔板套或汽缸内的支承和定位也是采用悬挂销和键支承定位结构。2022-3-3Joying109F. 隔板l 隔板套1上隔板套；2下隔板套；3连接螺栓；4上汽缸；5下汽缸；6悬挂销；7垫片；8平键；9定位销；10顶开螺钉2022-3-3Joying110F. 隔板l 隔板套2022-3-3Joying111F. 隔板l 静叶环和静叶持环反动式汽轮机没有叶轮和隔板，动叶片直接嵌装在转子的外缘上，静叶环装在汽缸内壁或静叶持环上。 2022-3-3Joying112G. 汽封类型类型 2022-3-3Joying113G. 汽封类型类型 2022-3-3Joying114G. 汽封类型类型 2022-3-3Joying115G. 汽封作用作用 1 1）轴端汽封）轴端汽封 高压端的作用是减少蒸汽向外漏汽；低压端汽封的作用高压端的作用是减少蒸汽向外漏汽；低压端汽封的作用是防止空气漏入排汽缸破坏真空（冷凝机组）或者是防止是防止空气漏入排汽缸破坏真空（冷凝机组）或者是防止蒸汽向外漏气（背压机组）。蒸汽向外漏气（背压机组）。2022-3-3Joying116G.