项目4 任务4.7喷嘴组、隔板、汽封及盘车装置

授课教师：孙为民项目四汽轮机结构任务4.7喷嘴组、隔板、汽封及盘车装置第一部分PART

ONE喷嘴组第二部分PART

TWO隔板CONTENTS目录第三部分PART

THREE汽封第四部分PART

FOUR盘车装置喷嘴组第一部分另一种一种喷嘴组4高参数大功率汽轮机大多采用喷嘴配汽方式，其调节级喷嘴通常根据调节阀的个数成组固定在喷嘴室上，压力级的喷嘴都装在隔板上。大功率汽轮机常用的喷嘴组主要有两种整体铣制焊接而成精密铸造而成喷嘴组5下图所示为整体铣制焊接而成的喷嘴组1—内环；2—喷嘴叶片；3—隔叶件；4—外环；5—定位销；6—密封销；7—Π形密封键；8—喷嘴组首块；9—喷嘴室（a）铣制喷嘴组件（b）整体喷嘴组喷嘴组6下图所示为整体铣制焊接而成的喷嘴组在一圆弧形锻件上直接将喷嘴叶片铣出，然后在叶片顶端焊上圆弧形的隔叶件，喷嘴叶片与隔叶件及圆弧形锻件形成的内环一起构成了喷嘴流道。隔叶件的外圆上再焊上外环，构成完整的喷嘴组。喷嘴组通过凸肩装在喷嘴室的环形槽道中，靠近汽缸垂直中分面的一端，用密封销和定位销将喷嘴组固定在喷嘴室中；在另一端，喷嘴组与喷嘴室通过л形密封键密封配合。这样，热膨胀时，喷嘴组以定位销一端为死点向密封键一端自由膨胀。这种喷嘴组密封性能和热膨胀性能比较好，广泛应用于高参数汽轮机上。喷嘴组7国产引进型300MW汽轮机调节级喷嘴组是整体电脉冲加工而成，通过进汽侧的凸肩装在喷嘴室出口的环形槽道内，并用螺钉固定。1—喷嘴组；2—螺钉；3—径向汽封；4—动叶片；5—转子；6—喷嘴室国产引进型300MW汽轮机调节级喷嘴组8因此得到越来越广泛的应用。制作安装优点铸造型喷嘴组采用精密铸造的方法将喷嘴组整体铸出，它在喷嘴室中的固定方法与上述喷嘴组基本相同。与整体铣制焊接喷嘴组相比，这种喷嘴组的制造成本低，而且可以得到足够的表面光洁度及精确的尺寸，使喷嘴流道型线有可能更好地满足蒸汽流动的要求，提高喷嘴的效率，隔板第二部分隔板101冲动级隔板隔板用来固定静叶片，并将汽缸内分隔成若干个汽室。为了安装与拆卸方便，隔板通常做成水平对分形式。隔板内圆孔处开有汽封安装槽，用来安装隔板汽封，减小隔板漏汽损失。主要组成主要形式焊接式静叶片隔板体铸造式冲动式汽轮机的隔板隔板外缘隔板11（1）铸造隔板铸造隔板加工比较容易，成本低，但表面光洁度较差，使用温度也不能太高，一般小于300℃，因此用于汽轮机的低压部分。

铸造隔板1—外缘；2—静叶片；3—隔板体铸造隔板如图所示，它是先用铣制或冷拉、模压、爆炸成型等方法将喷嘴叶片做好，然后在浇铸隔板体时将叶片放入其中一体铸出。这种隔板上、下两半之间的中分面有平面和斜面两种，做成斜面可避免在中分面处将喷嘴叶片截断。隔板12（2）焊接隔板焊接隔板1—隔板外缘；2、4—外、内围带；3—静叶片；5—隔板体；6—径向汽封安装环；7—汽封槽；8—导流筋图所示为焊接隔板。它是先将已成型的喷嘴叶片焊接在内、外围带之间，组成喷嘴弧，然后再焊上隔板外缘和隔板体。在隔板外缘的出汽边焊有汽封安装环，用来安装动叶顶部的径向汽封，减小叶顶的漏汽。焊接隔板具有较高的强度和刚度、较好的汽密性，加工较方便。因此广泛应用于中、高参数汽轮机的高、中压部分。隔板13（2）焊接隔板焊接隔板1—隔板外缘；2、4—外、内围带；3—静叶片；5—隔板体；6—径向汽封安装环；7—汽封槽；8—导流筋高参数汽轮机中，高压部分隔板前后压差较大，隔板必须做得很厚，而喷嘴高度却很短。若喷嘴宽度与隔板体厚度相同，就会使喷嘴损失增加，效率降低，因此采用宽度较小的窄喷嘴焊接隔板，如图（b）所示。为保证隔板的刚度，在隔板体和隔板外缘之间有若干个具有流线型的加强筋相连。窄喷嘴焊接隔板喷嘴损失小，但由于有相当数量的导流筋，蒸汽的流动阻力增加。2反动级隔板隔板14反动式汽轮机采用鼓式转子，动叶片直接装在转鼓上。这样与冲动式汽轮机相比，其隔板内径增加了，没有了隔板体这部分，因此又称为静叶环。反动式汽轮机通流部分示意图1—隔板；2—静叶持环；3—动叶顶部径向汽封；4—隔板汽封如图为反动式汽轮机通流部分示意图静叶片由带有整体围带和叶根的型钢加工而成，将叶根和围带沿圆周焊接在一起，构成静叶环，即隔板。隔板在水平中分面处分成上下两半，分别嵌入静叶持环的凹槽中。高压隔板内圆上镶嵌有隔板汽封，中低压隔板内圆上开有汽封安装槽。这种隔板汽道尺寸精确，轴向刚度大。隔板15汽轮机通常将部分级的隔板固定在隔板套（反动式汽轮机称静叶持环）上，隔板套再装到汽缸上。为了安装检修方便，隔板套分成上、下两部分，上、下两半通过法兰螺栓连接。采用隔板套可以简化汽缸结构，减小汽轮机轴向尺寸，有利于汽缸的通用，便于抽汽口的布置，还使机组启、停及负荷变化过程中，汽缸的热膨胀较均匀，减小了热应力和热变形。但隔板套的采用会增加汽缸的径向尺寸，使水平法兰厚度增加，延长了汽轮机启动时间。3隔板套（静叶持环）制作安装优缺点隔板16隔板174隔板及隔板套的支承和定位隔板在汽缸或隔板套中的支承及隔板套在汽缸中的支承，应保证受热时能自由膨胀及满足对中要求。因此隔板及隔板套与安装槽内应留有适当的间隙（径向间隙一般为1-2mm），并具有合理的支承定位方式。中分面支承非中分面支承隔板及隔板套的支承方式隔板18隔板的悬挂销非中分面支承1—悬挂销；2—调整垫片；3—止动销；4—止动压板如图所示为悬挂销非中分面支承下半隔板支承在靠近中分面的两个悬挂销上，通过修整悬挂销的厚度调整隔板的上下位置，修整下隔板底部的平键来保证左右位置。悬挂销下的调整垫片供找中时用，压板用来压住上半悬挂销，以防吊装时上半隔板脱落。隔板的支承面靠近水平中分面，隔板受热膨胀后中心变化较小，广为汽轮机高压部分所采用。采用这种支承方式时，隔板19隔板的Z形悬挂销支承1—压块；2—垫块；3—悬挂销超高参数汽轮机对隔板对中的要求更高，常采用中分面支承，如图所示。下隔板和下隔板套分别用两侧的Ｚ形悬挂销支承在下隔板套和下汽缸的水平中分面上，通过改变悬挂销下面垫块的厚度及调整隔板和隔板套底部的平键来调整它们的中心位置。这种支承方式可以保证隔板受热后中心仍与汽缸中心一致，因此在高参数汽轮机上广泛应用。汽封第三部分汽封21汽轮机工作时，转子高速旋转而静止部分不动，动、静部分之间必须留有一定的间隙，避免相互碰撞或摩擦。为了减小漏汽损失，在汽轮机的相应部位设置了汽封。而间隙两侧一般都存在压差，这样就会有部分蒸汽通过间隙泄露，造成能量损失，使汽轮机效率降低。ABC汽封22隔板汽封及通流部分汽封如图所示隔板汽封和通流部分汽封根据装设部位不同，汽封可分为轴端汽封、隔板汽封和通流部分汽封。转子穿出汽缸两端处的汽封叫轴端汽封，简称轴封。高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸而造成能量损失及恶化运行环境；低压轴封用来防止空气漏入汽缸使凝汽器的真空降低。隔板内圆与转子之间的汽封称为隔板汽封，用来阻止蒸汽经隔板内圆绕过喷嘴流到隔板后而造成能量损失。通流部分汽封包括动叶顶部和根部的汽封，用来阻止动叶顶及叶根处的漏汽。汽封23轴封结构如下图工作原理①减少漏气间隙②减少漏气压差汽封24现代汽轮机中通常采用曲径式汽封，其主要形式有：梳齿形、Ｊ形和枞树形。如图所示。汽封结构示意盘车装置第四部分盘车装置26在汽轮机不进蒸汽时驱动转子以一定转速旋转的设备称为盘车装置。其作用是：在汽轮机冲转前和停机后使转子转动，以避免转子受热和冷却不均而产生热弯曲。启动前盘动转子，可以检查动静部件间是否有摩擦、润滑油系统工作是否正常及主轴弯曲是否过大等，用来检查汽轮机是否具备正常启动条件。(1)(2)盘车装置27按盘车转速高低，盘车装置可分为高速盘车和低速盘车两种。采用高速盘车时转子转速（40～70）r/min，可以加快汽缸内的热交换，减小上、下缸之间及转子内部温差，缩短机组启停时间，并可以在轴承内较好的建立起油膜，保护轴颈和轴瓦。低速盘车时转子转速为（2～