汽轮机设备1.

1、电能的生产过程是一系列的能量转换过程电能的生产过程是一系列的能量转换过程q锅炉将水变为蒸汽的热能锅炉将水变为蒸汽的热能q汽轮机将蒸汽的热能转变成轴旋转的机械能汽轮机将蒸汽的热能转变成轴旋转的机械能q发电机把机械能转变成电能发电机把机械能转变成电能热效率高热效率高 凝汽式汽轮机组综合热效率高达凝汽式汽轮机组综合热效率高达40% 供热式机组综合热效率高达供热式机组综合热效率高达80%连续工作的回转机械，可以具有较大功率连续工作的回转机械，可以具有较大功率 目前单台机组容量已突破目前单台机组容量已突破1300MW运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利用率用率 一

2、般可保持一般可保持34年大修一次年大修一次汽轮机的基本概念 l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。左图所示：蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力由p0降至p1，流速从c0增至c1，将蒸汽的热能转变为动能。蒸汽进入动叶栅后，改变流动方向，产生了冲动作用力使叶轮旋转作功，将蒸汽动能转变为转子的机械能。蒸汽离开动叶栅的速度降至c2。由于蒸汽在动叶栅中不膨胀，所以动叶栅前后压力相等，即p1=p2。 左图所示为一种具有三个冲动级的

3、多级冲动式汽轮机。整个汽轮机的比焓降分别由三个冲动级加以利用。蒸汽进入汽缸后，在第一级喷嘴2中发生膨胀，压力由p0降至p1，汽流速度由co增至c1，然后进入第一级动叶栅3中作功,作功后流出动叶栅的汽流速度降至c2，由于蒸汽在动叶栅中不发生膨胀，动叶栅后的压力（即第一级后压力）即等于喷嘴后的压力p1，从第一级流出的蒸汽，再依次进入其后的两级并重复上述作功过程，最后从排汽管中排出。 蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在动叶片中也同样发生的汽轮机，叫做反动式汽轮机。在反动式汽轮机中，蒸汽不但在喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由p0降至p1，速度由c0增至c1，高速汽流对动叶产生一个冲动

4、力；而且在动叶栅中也膨胀，压力由p1降至p2，速度由动叶进口相对速度w1增至动叶出口相对速度w2,汽流必然对动叶产生一个由于加速而引起的反动力，使转子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。 按工作原理分类按工作原理分类 v冲动式汽轮机冲动式汽轮机 按冲动作用原理工作的汽轮机称为冲动式汽轮机按冲动作用原理工作的汽轮机称为冲动式汽轮机 v反动式汽轮机反动式汽轮机 按反动作用原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机按反动作用原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机 v混合式汽轮机混合式汽轮机 由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成的汽轮机称为混合式汽轮机

5、的汽轮机称为混合式汽轮机凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机 进入汽轮机的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部排入凝汽器。背压式汽轮机背压式汽轮机 排汽压力高于大气压力的汽轮机称为背压式汽轮机。 调节抽汽式汽轮机调节抽汽式汽轮机 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。 中间再热式汽轮机中间再热式汽轮机 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。 按新按新( (主主) )蒸汽压力分类蒸汽压力分类 低压汽轮机新蒸汽压力为低压汽轮机新蒸汽压力为1.2 MPa1.2 MPa2MPa2MPa； 中压汽轮机新蒸汽压力为中压汽轮机新蒸汽压力为2

6、.1 MPa2.1 MPa8MPa8MPa； 高压汽轮机新蒸汽压力为高压汽轮机新蒸汽压力为8.1 MPa8.1 MPa12.5MPa12.5MPa； 超高压汽轮机超高压汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为12.6MPa12.6MPa15.1MPa15.1MPa； 亚临界汽轮机亚临界汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为15.1MPa15.1MPa22MPa22MPa； 超临界汽轮机超临界汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为22.12MPa22.12MPa25MPa25MPa； 超超临界汽轮机超超临界汽轮机 新蒸汽压力为新蒸汽压力为25.025.0MPaMPa以上。以上。 - 变型设计序数变型设计序数 蒸汽参

7、数蒸汽参数(不同型式有不同含义不同型式有不同含义) 额定功率额定功率(MW) 汽轮机型式代号汽轮机型式代号N凝汽式凝汽式 CB抽汽背压式抽汽背压式 B背压式背压式 CY船船 用用 C一次调节抽汽式一次调节抽汽式 Y移动式移动式 CC两次调节抽汽式两次调节抽汽式 HN核电汽轮机核电汽轮机汽轮机设备构成l汽轮机本体l汽轮机辅助设备汽轮机辅助设备及系统l汽轮机凝结水给水系统;l汽轮机调节保护系统;l汽轮机润滑油系统; 汽轮机由转动部分和静止部分所组成。汽轮机由转动部分和静止部分所组成。汽轮机转动部件的组合体称为转子，它包汽轮机转动部件的组合体称为转子，它包括主轴、叶轮括主轴、叶轮( (或转鼓或转鼓)

8、 )、动叶栅、联轴器、动叶栅、联轴器及装在轴上的其他零件。蒸汽作用在动叶及装在轴上的其他零件。蒸汽作用在动叶栅上的力矩，通过叶轮、主轴和联轴器传栅上的力矩，通过叶轮、主轴和联轴器传递给发电机或其他设备，并使它们旋转而递给发电机或其他设备，并使它们旋转而作功。汽轮机的静止部分包括基础、台板作功。汽轮机的静止部分包括基础、台板( (机座机座) )、汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承、汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件，但主要是汽缸和隔板。等部件，但主要是汽缸和隔板。 汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本

9、身离心力所引起的应力，而且还承受着本身离心力所引起的应力，而且还承受着由温度差所引起的热应力。此外，当转子由温度差所引起的热应力。此外，当转子不平衡质量过大时，将引起汽轮机的振动。不平衡质量过大时，将引起汽轮机的振动。因此，转子的工作状况对汽轮机的安全、因此，转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。经济运行有着很大的影响。 套装转子套装转子套装转子的叶轮、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。主轴加工成阶梯形，中间直径大，只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分，其工作温度一般在400以下。 组合转子组合转子根据

10、各段的工作条件不同，在同一转子上，高压部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装结构，从而兼得整锻转子和套装转子的优点。组合转子广泛用于高参数、中等功率的汽轮机上。 汽缸从高压向低压方向看，大致上呈圆筒形或汽缸从高压向低压方向看，大致上呈圆筒形或圆锥形。为了便于加工、安装及检修，汽缸一般作圆锥形。为了便于加工、安装及检修，汽缸一般作成水平对分式，即分为上、下汽缸，水平结合面一成水平对分式，即分为上、下汽缸，水平结合面一般用法兰螺栓连接，另外，为了合理利用材料和便般用法兰螺栓连接，另外，为了合理利用材料和便于加工、运输，汽缸也常按缸内压力高低沿轴向分于加工、运输，汽缸也常按缸内压力高低沿轴向分为几段

11、，垂直结合面也采用法兰螺栓连接，由于垂为几段，垂直结合面也采用法兰螺栓连接，由于垂直结合面一般不需拆卸，为保证其严密性，有些汽直结合面一般不需拆卸，为保证其严密性，有些汽缸还在结合面的内圆加以密封焊。缸还在结合面的内圆加以密封焊。 隔板用于固定喷嘴叶片，并隔板用于固定喷嘴叶片，并将整个汽缸内部空间分隔成将整个汽缸内部空间分隔成若干个汽室。它主要由隔板若干个汽室。它主要由隔板体，喷嘴叶栅和隔板外缘等体，喷嘴叶栅和隔板外缘等部分组成。隔板通过外缘直部分组成。隔板通过外缘直接安装在汽缸或隔板套内专接安装在汽缸或隔板套内专门的凹槽中。为了安装和拆门的凹槽中。为了安装和拆卸方便，隔板沿水平中分面卸方便，

12、隔板沿水平中分面对分为上、下两半块，称上、对分为上、下两半块，称上、下隔板。为了使上下隔板对下隔板。为了使上下隔板对准，并防止漏汽，在水平中准，并防止漏汽，在水平中分面加装密封键和定位销。分面加装密封键和定位销。在隔板体的内孔壁有安装汽在隔板体的内孔壁有安装汽封环的槽道。封环的槽道。 汽轮机通流部分的动、汽轮机通流部分的动、静机件之间，为了避免静机件之间，为了避免碰磨，必须留有一定的碰磨，必须留有一定的间隙，而间隙的存在又间隙，而间隙的存在又会导致漏汽，使汽轮机会导致漏汽，使汽轮机效率降低。为此，在汽效率降低。为此，在汽轮机动、静机件的有关轮机动、静机件的有关部位设有密封装置，通部位设有密封装

13、置，通常称为汽封。常称为汽封。 系统概论系统概论凝泵出水在为除氧器提供补充水凝泵出水在为除氧器提供补充水的同时，还向部分设备系统提供冷的同时，还向部分设备系统提供冷却水，密封水等却水，密封水等低压加热器采用疏水逐级递流方式，低压加热器采用疏水逐级递流方式，并设有事故疏水直排凝汽器并设有事故疏水直排凝汽器凝结水系统设计为中压供水系统凝结水系统设计为中压供水系统系统设两台系统设两台100%100%容量立式定速凝结水泵容量立式定速凝结水泵四级低压加热器四级低压加热器一台轴封冷却器一台轴封冷却器一台内置式无头除氧器一台内置式无头除氧器系统设计原则系统设计原则凝汽器喉部内设置有凝汽器喉部内设置有7 7号

14、、号、8 8号低加和低压缸喷水号低加和低压缸喷水在凝泵入口设有在凝泵入口设有T T型滤网型滤网（网格数目为（网格数目为4040目目/ /寸，进寸，进口管的口管的3-43-4倍），易拆卸且倍），易拆卸且配有排污阀配有排污阀除氧器为内置式除氧器为内置式无头除氧器，采无头除氧器，采用滑压运行方式用滑压运行方式系统设置凝结水精系统设置凝结水精处理装置，充分保处理装置，充分保证水质合格证水质合格水质控制水质控制系统配有加药装置，系统配有加药装置，布置于轴加前凝结布置于轴加前凝结水管道，水管道，保证运行保证运行中水质合格中水质合格润滑油系统的作用润 滑建立油膜循环换热其他系统油源汽机发电机各轴承和盘车装置在轴承中形成稳定的油膜，维持转子的良好旋转。转子的热传导