汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)：第五節(jié)轉(zhuǎn)子(1)

1、第五節(jié) 轉(zhuǎn)子n一、轉(zhuǎn)子n轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總稱。n作用：用于匯集各級動(dòng)葉柵上所得到的機(jī)械能并傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。n組成：主要由主軸、葉輪（或轉(zhuǎn)轂）、動(dòng)葉及聯(lián)軸器、盤車裝置等組成。n工作時(shí)的受力：n（1）承受著葉片、葉輪、主軸本身質(zhì)量的離心力；n（2）承受著溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力；n（3）承受著巨大的扭轉(zhuǎn)力矩和軸系振動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力。n要求：具有很高的強(qiáng)度、剛度和動(dòng)、靜平衡。（一）轉(zhuǎn)子的分類n按主軸與其它部件間的組合方式分為套裝轉(zhuǎn)子、整鍛轉(zhuǎn)子、組合轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子。n按主軸上有無葉輪分為輪式轉(zhuǎn)子和鼓式轉(zhuǎn)子。輪式轉(zhuǎn)子具有安裝、固定動(dòng)葉片的葉輪，常用于沖動(dòng)式汽輪機(jī)；鼓式轉(zhuǎn)子無葉輪，動(dòng)葉片直接安裝

2、在轉(zhuǎn)鼓上，常用于反動(dòng)式汽輪機(jī)。（二）沖動(dòng)式汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)n1、套裝轉(zhuǎn)子特點(diǎn)：n（1）套裝轉(zhuǎn)子的葉輪、軸封套、聯(lián)軸器等部件是分別加工后熱套在階梯形主軸上；n（2）采用過盈配合，以防止離心力產(chǎn)生的松動(dòng)現(xiàn)象，并用鍵傳遞扭矩；n（3）所有設(shè)備鍛件小，質(zhì)量易保證；n（4）能夠合理利用材料；n（5）應(yīng)用：中、低壓轉(zhuǎn)子。2、整鍛轉(zhuǎn)子特點(diǎn)：n（1）整鍛轉(zhuǎn)子的葉輪、軸封套、聯(lián)軸器等部件與主軸是由一個(gè)整體鍛件加工而成，無熱套部件；n（2）工作時(shí)葉輪與主軸不會產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象；n（3）結(jié)構(gòu)緊湊，裝配零件少，軸向尺寸相對較短（沒有連接短軸，葉輪無輪轂）；n（4）轉(zhuǎn)子剛性較好；n（5）早期制造的整鍛轉(zhuǎn)子有中心孔（用于去除

3、中心處的殘留雜質(zhì)，并可以檢查鍛件質(zhì)量），現(xiàn)在大多沒有成為實(shí)心轉(zhuǎn)子；n（6）應(yīng)用：早期主要是高壓轉(zhuǎn)子，現(xiàn)在都可采用。3、組合轉(zhuǎn)子4、焊接轉(zhuǎn)子特點(diǎn)：n（1）由若干個(gè)實(shí)心葉輪和兩個(gè)端軸焊接而成；n（2）不存在松動(dòng)，也沒有中心孔；n（3）強(qiáng)度高，剛性大，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)緊湊；n（4）可以做成轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)用于反動(dòng)式汽輪機(jī)；n（5）應(yīng)用：大多用于低壓轉(zhuǎn)子。（三）反動(dòng)式汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)（國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)）n1、高中壓轉(zhuǎn)子（實(shí)心鼓形轉(zhuǎn)子，但有中心孔）2、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻n（1）冷卻原因：na.鼓形轉(zhuǎn)子直徑大，熱阻也大；nb.進(jìn)汽部分工作溫度太高；nc.要降低金屬蠕變速度；nd.減小熱應(yīng)力。n（2）冷卻部位：

4、高壓轉(zhuǎn)子（調(diào)節(jié)級區(qū)域）和中壓轉(zhuǎn)子進(jìn)汽部分表面n（3）冷卻工質(zhì)：溫度較低的蒸汽（4）高壓轉(zhuǎn)子（調(diào)節(jié)級區(qū)域）表面的冷卻主蒸汽進(jìn)入調(diào)節(jié)級區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)子的冷卻：n（1）蒸汽來源：第一級噴嘴后和調(diào)節(jié)級后的部分蒸汽。n（2）冷卻蒸汽流動(dòng)過程：噴嘴后的部分蒸汽，在壓差作用下通過動(dòng)靜之間的間隙，經(jīng)過噴嘴室內(nèi)圈上的孔徑降低噴嘴室內(nèi)圈的溫度（第一次冷卻），然后進(jìn)入壓力級；n調(diào)節(jié)級后的部分蒸汽通過調(diào)節(jié)級葉輪上的斜孔（該斜孔具有離心泵的作用）并流過高溫區(qū)轉(zhuǎn)子表面（第二次冷卻），然后進(jìn)入壓力級。n（3）去向：第一壓力級前。（5）中壓轉(zhuǎn)子表面的冷卻再熱蒸汽進(jìn)口區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)子的冷卻：n（1）蒸汽來源：用高壓缸夾層冷卻汽和中壓平衡活

5、塞持環(huán)處漏汽混合后進(jìn)行冷卻，冷卻后的溫度在360480之間。n（2）冷卻蒸汽流動(dòng)方向：通過中壓平衡活塞持環(huán)與中壓轉(zhuǎn)子表面之間的間隙和葉片根部的槽溝。n（3）去向：在中壓第一級的噴嘴后和動(dòng)葉后完全混合。3、低壓轉(zhuǎn)子n共有27級，前5級為鼓式，后2級為葉輪式。二、聯(lián)軸器n聯(lián)軸器又稱為靠背輪。n作用：連接汽輪機(jī)的各轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，并傳遞轉(zhuǎn)子上的扭矩。n分類：剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器。1、剛性聯(lián)軸器n（a）裝配式；（b）整體式n1、2-聯(lián)軸器；3-螺栓；4-盤車齒輪特點(diǎn)：n結(jié)構(gòu)簡單、連接剛性強(qiáng)，軸向尺寸短、工作可靠，不需要潤滑、沒有噪音，可以承受很大的扭矩，而且可以傳遞振動(dòng)和軸向力。2、

6、國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)組各轉(zhuǎn)子之間的連接2、半撓性聯(lián)軸器n1、2-聯(lián)軸器；3-波形套筒；4、5-螺栓3、齒輪式聯(lián)軸器n1、2-齒輪；3、4-螺帽；5-套筒； 6、7-擋環(huán)；8-螺釘4、蛇行彈簧聯(lián)軸器n1-主動(dòng)輪；2-從動(dòng)輪；3-蛇行彈簧；4-外殼三、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速n1、汽輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)時(shí)的現(xiàn)象：在汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到某一數(shù)值時(shí)，機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，而越過這一轉(zhuǎn)速后，振動(dòng)便迅速減弱；當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到這一轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子又會發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，再繼續(xù)降低轉(zhuǎn)速，振動(dòng)又迅速減弱。n2、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過程中，轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。3、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速表達(dá)式與分析n影響臨界轉(zhuǎn)速的因素：轉(zhuǎn)子的剛度（EI）、質(zhì)量、跨度、支承、工作溫度。AEIlinc22304、軸系的臨界轉(zhuǎn)速n汽輪機(jī)的各單跨轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器連接成為一個(gè)多支點(diǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸系。n軸系的臨界轉(zhuǎn)速由各單跨轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速匯集而成，但又不是它們簡單的集合。因?yàn)槁?lián)軸器的剛性連接會增加轉(zhuǎn)子的剛度，使得軸系的臨界轉(zhuǎn)速比各單跨轉(zhuǎn)子相應(yīng)階次的臨界轉(zhuǎn)速高。汽輪機(jī)軸系找中（鄒縣）5、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的校核n剛性轉(zhuǎn)子：工作轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子。n撓性轉(zhuǎn)子：工作轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子。n為保證機(jī)組安全運(yùn)行，汽輪機(jī)的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)避開鄰近的臨界轉(zhuǎn)速，并有一定的裕度（見教材）。復(fù)習(xí)思考