汽轮机结构分析演示文稿

汽轮机结构分析演示文稿目前一页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前三页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前四页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前五页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前六页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前七页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件一、部件分类

1．静止部件：主要部件有汽缸、隔板、喷嘴、汽封、轴承和滑销等；2．转动部件：主要部件有转子（主轴、叶轮）、动叶片、联轴器等；目前八页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件二、汽缸

汽缸是汽轮机的壳体。其作用是将进入汽轮机的蒸汽与大气隔开，形成蒸汽能量转换的封闭汽室；汽缸内部安装着隔板和隔板套（反动式汽轮机中分别称为静叶环和静叶持环）、汽封等部件，外部与进汽、排汽及抽汽等管道相连接，因此还起着支承定位的作用。目前九页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件1.汽缸分类： 1）高压缸：双层缸体； 2）中压缸：单层缸体； 3）低压缸：对称分流式缸体；2.汽缸的技术要求： 1）足够的强度与刚度； 2）接合面有良好的密封性； 3）良好的热膨胀性； 4）良好的气动性能； 5）易于制造，便于安装、运行和检修；目前十页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件三、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。目前十一页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件1.隔板分类： 1）冲动级隔板： a.焊接隔板：用于汽轮机高、中压部分，工作温度>250℃； b.铸造隔板：用于低压部分，温度<250℃（成本低，制造简单，尺

寸精度差）； 2）反动级隔板：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

目前十二页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件2.隔板的安装方式：一般采用上下分体式，下半隔板定位上半隔板。3.隔板套：为了简化结构采用隔板套，隔板套用于固定几块隔板，再将隔板套至于汽缸之中。一般隔板套以给水回热器的抽汽点来分段，与汽缸间形成抽汽室。目前十三页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件四、喷嘴（静叶）

将蒸汽热能转化为动能，冲击动叶使之旋转。

喷嘴组：喷嘴组是一个焊接结构，现在整锻内环张铣出叶片，再焊

上外环制成。目前十四页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件五、汽封

汽轮机工作时，转子高速旋转而静子部分不动，动、静部分之间必须留有一定的间隙，避免相互碰撞或摩擦。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。为了减小漏汽损失，在汽轮机的相应部位设置了汽封。目前十五页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件1.汽封分类（按用途分）： 1）通流部分汽封：动叶叶顶汽封；静叶叶根汽封； 2）隔板汽封：安装在隔板内圈根部汽封槽中； 3）轴端汽封：汽缸两端与伸出轴之间的汽封；目前十六页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件六、轴承轴承是用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起支承或导向作用的零部件。汽轮机中，由于转子载荷大，DN值高，一般选用滑动轴承。

目前十七页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件1.汽轮机轴承分类： 1）径向轴承：支撑转子重量以及转子质量不平衡导致的离心力，确定转子在汽缸里的正确径向位置（支撑轴承、主轴承）； 2）推力轴承：承受转子在运行过程中的轴向推力，确定和保持转子与汽缸的轴向相对位置，也称为“相对死点”。目前十八页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件七、滑销

汽轮机在启动、停机和工况变化时，温度发生变化，将产生膨胀或收缩。为了保证汽缸受热或冷却后以正确的方向膨胀或收缩，并保持汽缸与转子中心一致，设置了一套滑销系统。滑销系统通常由横销、纵销、立销等组成。目前十九页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十一页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十二页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十三页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十四页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件立销目前二十五页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十六页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件目前二十七页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件八、转子

汽轮机转子的作用是汇集各级动叶栅所得到的机械能并传给发电机。工作时，转子除了要承受巨大的扭矩外，还要承受高速旋转所产生的离心力引起的巨大应力、温度分布不均匀引起的热应力及轴系振动所产生的动应力等，因此要求转子具有很高的强度。1.按结构分类：1）

轮式转子：轮式转子主轴上装有叶轮，动叶片安装在叶轮上，通常用于冲动式汽轮机。可分为套装式、整锻式、组合式、焊接式。2）

鼓式转子：鼓式转子没有叶轮或有叶轮径向尺寸也很小，动叶片装在转鼓上，可缩短轴向长度和减小轴向推力，主要用于反动式汽轮机。目前二十八页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件a）套装转子：套装式转子的叶轮与主轴分别加工制造，装配时将叶轮热

套在轴上，此外轴上还有推力盘、汽封齿和联轴器等。

优点：加工方便，能合理利用材料，质量容易得到保证。

缺点：在高温下工作时，会因材料的高温蠕变和过大的温差使叶轮与主轴间的过盈量消失，发生松动。

应用：套装转子一般用于中压汽轮机和高压汽轮机的低压部分。目前二十九页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件b）整锻转子：由整体锻件加工而成，叶轮、联轴器对轮及推力盘与主轴

是一个完整的整体部件。

优点：结构紧凑，强度和刚度较高，不会出现叶轮等零件松动问题。

缺点：锻件尺寸大，对生产设备和加工工艺要求较高，贵重材料消

耗大。

应用：多用于大容量汽轮机高、中压转子部分。注：整锻转子的中心通常钻有一个直径为100mm的孔，其目的是将锻件材质差的部分去掉，防止缺陷扩展，同时也便于检查锻件质量。随着金属冶炼和锻造水平的提高，目前已有些整锻式转子不打中心孔。目前三十页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件c）组合转子：为充分发挥整锻式和套装式转子的优点，可采用组合转子，即高压部分采用整锻式，中低压部分采用套装式，国产高参数大容量汽轮机的中压转子多采用这种结构，如200MW汽轮机的中压转子就是组合式。

目前三十一页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件d）焊接转子：焊接转子由若干个实心轮盘和两个端轴焊接而成，具有强度高、刚度大、相对重量轻、结构紧凑等优点，但对焊接工艺要求很高，且要求材料有很好的焊接性能。随着冶金和焊接技术的不断发展，焊接转子的应用将日益广泛。如国产300MW汽轮机的低压转子采用了焊接结构，瑞士ABB公司生产的600MW汽轮机的高、中、低压转子全部为焊接转子。目前三十二页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件3）鼓式转子：下图4-22所示为反动式300MW汽轮机的高中压转子，采用的鼓式结构，除调节级外其它各级动叶片直接装在转子上开出的叶片槽中。高中压压力级反向布置，转子上还设有高、中、低压三个平衡活塞，以平衡轴向推力。该汽轮机的低压转子以进汽中心线为基准两侧对称，中部为转鼓形结构，末级和次末级为整锻叶轮结构。目前三十三页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件九、动叶片

套将蒸汽动能转化为机械能并驱动发电机发电的部件。主要包括叶型（工作部分）、叶根和叶顶三部分。1）叶型：叶片工作部分的截面形状称为叶型，叶型的设计决定了气流在流道中的损失情况，按工作原理可分为冲动级和反动级。目前三十四页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件2）叶根：叶片通过叶根安装在叶轮上，叶根连接的牢固性直接影响到汽轮机的安全运行。可分为：a）T型叶根：T型叶根结构简单、加工方便，被短叶片普遍采用。其缺点是在叶片离心力的作用下，叶根会对轮缘两侧产生弯矩，使轮缘有张开的趋势。目前三十五页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件b）叉型叶根：这种叶根被制成叉型，安装时从径向插入轮缘上的叉槽中，并用铆钉固定。这种叶根叉尾数可根据叶片离心力大小选择，因而强度高，适应性好。同时加工简单，更换叶片方便。但其装配工作量大，且需要较大的轴向空间，限制了它在整锻转子和焊接转子上的应用。这种叶根结构多用于大功率汽轮机的调节级和末几级。目前三十六页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件c）枞树型叶根：枞树型叶根形状呈楔形。安装时，叶根沿轴向装入轮缘上的枞树形槽中。这种叶根承载截面接近按等强度分布，叶根的齿数可按叶片上载荷来选择，因此承载能力大，强度适应性好，拆装方便。但加工复杂，精度要求高，主要用于载荷较大的叶片。目前三十七页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件3）叶顶：汽轮机的短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。长叶片则在叶型部分用拉金连接成组，或者围带和拉金都不用，成为自由叶片。

目前三十八页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件a）围带：围带的作用是减小叶片工作的弯应力；增加叶片刚性，调整叶片的自振频率，以避开共振，提高叶片振动安全性；使叶片顶部封闭，避免蒸汽从汽道顶部逸出，有的围带还装设汽封，减小了级内漏汽损失。可分为整体围带、铆接或焊接围带和弹性拱形围带。目前三十九页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件b）拉金：拉金的作用是增加叶片的刚性，改善其振动性能。拉金通常为6～12mm的实心或空心金属丝或金属管，穿在叶型部分的拉金孔中。有的拉金与叶片焊接在一起，称为焊接拉金；也有的不焊接，称为松装拉金或阻尼拉金。由于拉金处于蒸汽通道之中，增加了蒸汽流动损失，并且拉金孔还会削弱叶片的强度，因此在满足了叶片振动要求的情况下，应尽量避免采用拉金。目前四十页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件十、联轴器

联轴器又称靠背轮，它的作用是连接汽轮机的各转子及发电机转子，并传递转子上的扭矩。按照结构和特性，联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器三种形式。1.刚性联轴器：刚性联轴器用螺栓将两根轴端部的对轮紧紧地连接在一起。其优点是连接刚性高，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。缺点是传递振动和轴向位移，对转子找中心要求很高。这种联轴器被广泛应用于大功率汽轮机中，如国产引进型300MW汽轮机转子目前四十一页\总数四十三页\编于九点汽轮机结构与部件

2）半挠性联轴器：半挠性联轴器的两对轮之间通过一个波形套筒相连接，在扭转方向是刚性的，而弯曲方向