汽轮机的级、叶片、汽封

什么是汽轮机的级?答：由一列喷嘴和一列动叶栅组成的汽轮机最基本的工作单元称为汽轮机的级。什么是调节级?答：当汽轮机负荷变化时，各调节汽阀按规定顺序依次开、关，通过改变进汽量来调节机组的功率，第一级的实际通流面积将随负荷变化而变化，因此该级称为调节级。什么是压力级?答：调节级以外的级统称为压力级。压力级是以利用级组中合理分配的压力降或焓降为主的级，是单列冲动级或反动级。什么是双列速度级?答：为了增大调节级的焓降，利用第一列动叶出口的余速，减小余速损失，使第一列动叶片出口汽流经固定在汽缸上的导叶改变流动方向后，进入第二列动叶片继续做功。这时把具有一列喷嘴，但一级叶轮上有两列动叶片的级，称为双列速度级什么是汽轮机的转子?转子的作用是什么?答：汽轮机中所有转动部件的组合体称为转子。转子的作用是承受蒸汽对所有工作叶片的回转力，并带动发电机转子、主油泵和调速器转动动叶片的作用是什么?答：在冲动式汽轮机中，由喷嘴射出的汽流给动叶片一冲动力，将蒸汽的动能转变成转子上的机械能。在反动式汽轮机中，除喷嘴出来的高速汽流冲动动叶片做功外，蒸汽在动叶片中也发生膨胀，使动叶出口蒸汽速度增加，对动叶片产生反动力，推动叶片旋转做功，将蒸汽热能转变为机械能。叶片工作时受到哪几种作用力?答：叶片工作时受到的作用力主要有两种：一种是叶片本身质量和围带、拉金质量所产生的离心力；另一种是汽流通过叶栅槽道时使叶片弯曲的作用力以及汽轮机启动、停机过程中，叶片中的温度差引起的热应力。汽轮机叶片的结构是怎样的?答：叶片由叶型、叶根和叶顶三部分组成。叶型部分是叶片的工作部分，它构成汽流通道。按照叶型部分的横截面变化规律，可以把叶片分成等截面叶片和变截面叶片。等截面叶片的截面面积沿叶高是相同的，各截面的型线通常也一样。变截面叶片的截面面积则沿叶高按一定规律变化，一般地，叶型也沿叶高逐渐变化，即叶片绕各截面形心的连线发生扭转，所以通常称为扭曲叶片。叶根是叶片与轮缘相连接的部分，它的结构应保证在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上，同时应力求制造简单，装配方便。叶型以上的部分称叶顶。随叶片成组方式不同，叶顶结构也各异。采用铆接与焊接围带时，叶顶做成凸出部分(端钉)；采用弹性拱形围带时，叶顶必须做成与弹性拱形片相配合的铆接部分。当叶片用拉筋连成组或作为自由叶片时，叶顶通常削薄，以减轻叶片质量并防止运行中与汽缸相碰时损坏叶片。汽轮机叶片的叶根有哪些形式?答：叶根的形式较多，通常有以下几种：(1)T形叶根。(2)外包凸肩T形叶根。(3)菌形叶根。(4)双T形叶根。(5)叉形叶根。(6)枞树形叶根。装在动叶片上的围带和拉筋(金)有什么作用?答：为了使叶片之间连接成组，增强叶片的刚度，调整叶片的自振频率，以及改善振动情况，可在动叶片顶部装围带，在动叶片中部串拉筋。另外，围带还有防止漏汽的作用。汽轮机高压段为什么采用等截面叶片?答：一般在汽轮机高压段，蒸汽容积流量相对较小，叶片短，叶高比d/L(d为叶片平均直径，L为叶片高度)较大，沿整个叶高的圆周速度及汽流参数差别相对较小。此时依靠改变不同叶高处的断面型线，不能显著地提高叶片工作效率，所以多将叶身断面型线沿叶高做成相同的，即做成等截面叶片。这样做虽使效率略受影响，但加工方便，制造成本低，而强度也可得到保证，有利于实现部分级叶片的通用化。为什么汽轮机有的级段要采用扭曲叶片?答：大机组为增大功率，往往叶片做得很长。随着叶片高度的增加，当叶高比具有较小值(一般小于10)时，不同叶高处圆周速度与汽流参数的差异已不容忽视。此时叶身断面型线必须沿叶高相应变化，使叶片扭曲变形，以适应汽流参数沿叶高的变化规律，减小流动损失；同时，从强度方面考虑，为改善离心力所引起的拉应力沿叶高的分布，叶身断面面积也应由根部到顶部逐渐减小。汽封的作用是什么?答：汽缸内部、隔板前后及带反动度的动叶片两侧存在着压差，而相应各动、静部分之间又必须保持一定的间隙，这就造成有一定蒸汽漏出或空气漏人汽缸内。为了减少泄漏，就在这些相应的位置安装了汽封。根据汽封在汽轮机中所处位置可分为轴端汽封(简称轴封)、隔板汽封和围带汽封(通流部分汽封)三类。汽封的结构形式和工作原理是怎样的?答：汽封的结构形式有曲径式和迷宫式，曲径式汽封有梳齿形(平齿、高低齿)、J形、枞树形三种，曲径式汽封的工作原理：一定压力的蒸汽流经曲径式汽封时，必须依次经过汽封齿尖与轴凸肩形成的狭小间隙，当经过第一个间隙时通流面积减小，蒸汽流速增大，压力降低。随后，高速汽流进入小室，通流面积突然变大，流速降低，汽流转向，发生撞击和产生涡流等现象，速度降到近似为零，蒸汽原具有的动能转变成热能。当蒸汽经过第二个间隙时，又重复上述过程，蒸汽流速再次增大，压力再次降低。蒸汽流经最后一个汽封齿后，蒸汽压力降至与大气压力相差甚小。所以，在一定的压差下，汽封齿越多，每个齿前后的压差就越小，漏汽量也越小。当汽封齿数足够多时，漏汽量为零。为什么装设通流部分汽封?答：在汽轮机的通流部分，由于动叶顶部与汽缸壁面之间存在着间隙，动叶栅根部和隔板也存在着间隙，而动叶两侧又有一定的压差，因此在动叶顶部和根部必然会有蒸汽的泄漏。为减少蒸汽的漏汽损失，在通流部分装设了通流部分汽封。为什么装设隔板汽封?答：冲动式汽轮机隔板前后压差大，而隔板与主轴之间又存在着间隙，因此必定有一部分蒸汽从隔板前通过间隙漏至隔板后与叶轮之间的汽室里。由于这部分蒸汽不通过喷嘴，同时还会恶化蒸汽主流动状态，因此形成了隔板漏汽损失。为减小该损失，必须将间隙设计得小一点，故装有隔板汽封。反动式汽轮机无隔板结构，只有单只静叶环结构，静叶环内圆处的汽封称为静叶环汽封，隔板汽封与静叶环汽封统称为静叶汽封。为什么装设轴端汽封?答：由于汽轮机主轴必须从汽缸内穿过，因此主轴与汽缸之间必须存有一定的径向间隙，且汽缸内蒸汽压力与外界大气压力不等，就必然会使高压蒸汽通过间隙向外漏出，造成工质