東汽NJK673型汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu).課件

1、東汽NJK673型汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)2013年10月28日華能左權(quán)電廠設(shè)備部汽機(jī)專(zhuān)業(yè) 武振中 第1頁(yè)，共50頁(yè)。東汽研制大型空冷技術(shù)將近20年歷史，已開(kāi)發(fā)135MW、200MW、300MW及600MW等級(jí)間冷以及直接空冷共7個(gè)型號(hào)、5代產(chǎn)品。目前，以超超臨界濕冷700MW、超臨界濕冷660MW、亞臨界濕冷600MW為基礎(chǔ)、以從日立引進(jìn)的第二代600MW技術(shù)為依托，開(kāi)發(fā)出超（超）臨界600MW空冷汽輪機(jī)。NJK673-24.2/566/566型汽輪機(jī)是東汽引進(jìn)和吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的超臨界空冷機(jī)型概述第2頁(yè)，共50頁(yè)。主要技術(shù)規(guī)范（一）1.型號(hào)：NJK673-24.2/566/566型2.型式：一

2、次中間再熱、單軸、沖動(dòng)式、三缸雙排汽 、間接空冷凝汽式汽輪機(jī)3.銘牌功率：673MW（TMCR工況）4.最大功率：701MW（VWO工況）5.配汽方式：復(fù)合調(diào)節(jié)（部分進(jìn)汽和全周進(jìn)汽）6.汽缸數(shù)量 ：3（1高中壓缸+2低壓缸） 7.抽汽級(jí)數(shù) ：7（3高加+1除氧+3低加） 8.機(jī)組總長(zhǎng)（包括罩殼） ：26.75 m9.轉(zhuǎn)向：從汽機(jī)向發(fā)電機(jī)方向看為順時(shí)針?lè)较?0.高、中壓轉(zhuǎn)子/低壓轉(zhuǎn)子葉片級(jí)數(shù) :38級(jí) （8/6/226 ）第3頁(yè)，共50頁(yè)。主要技術(shù)規(guī)范（二）11. 轉(zhuǎn)速：3000r/min 12. 軸系臨界轉(zhuǎn)速：（計(jì)算值） r/min第一階 926（電機(jī)轉(zhuǎn)子一階） 1650 （高中壓轉(zhuǎn)子） 16

3、50 （低壓A轉(zhuǎn)子） 1656（低壓B轉(zhuǎn)子）第二階 3665（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 ）13.末級(jí)葉片長(zhǎng)度：661 mm14.末級(jí)動(dòng)葉片環(huán)形排汽面積：44.85 m2第4頁(yè)，共50頁(yè)。本體結(jié)構(gòu)三維圖 第5頁(yè)，共50頁(yè)。 汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)組成汽 缸汽 閥轉(zhuǎn) 子軸承及軸承箱葉 片汽 封噴 嘴隔 板滑 銷(xiāo) 系 統(tǒng)靜止部分轉(zhuǎn)動(dòng)部分葉 輪第6頁(yè)，共50頁(yè)。汽缸汽缸是汽輪機(jī)的靜止部分，它的作用是將蒸汽與大氣隔絕，形成蒸汽完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間。此外，它還要支撐汽輪機(jī)的其他靜止部件，如：隔板、隔板套、噴嘴汽室等。第7頁(yè)，共50頁(yè)。 高中壓缸進(jìn)汽方式高中壓缸進(jìn)、排汽口布置：主蒸汽及再熱蒸汽進(jìn)口各四個(gè)，集中在汽缸中部，上下半

4、各兩個(gè)；汽缸下半靠機(jī)頭側(cè)有兩個(gè)高壓排汽管與再熱冷段相聯(lián)，汽缸上半靠電機(jī)側(cè)有一個(gè)較大的中壓排汽口將經(jīng)過(guò)中壓缸做功后的蒸汽排出中壓缸第8頁(yè)，共50頁(yè)。高中壓合缸反向布置優(yōu)點(diǎn)：新蒸汽及再熱蒸汽的進(jìn)汽部分均集中在高、中壓汽缸的中部，可減少汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和汽缸的軸向溫差及熱應(yīng)力；高、中壓汽缸中溫度最高的部分布置在遠(yuǎn)離汽輪機(jī)軸承的地方，使軸承受汽封溫度的影響較小，軸承的工作溫度較低，改善了軸承的工作條件；可平衡一部分高、中壓汽缸內(nèi)的軸向推力；前后軸端汽封均處于高中壓缸排汽部位，使軸封長(zhǎng)度顯著減少；高、中壓合缸型式還減少了一至二個(gè)徑向支持軸承，縮短了高、中壓轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度。缺點(diǎn)：高中壓分缸隔板承受較大的壓差，在汽輪

5、機(jī)變工況時(shí)產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，機(jī)組的動(dòng)靜部分脹差不容易控制，由于高中壓進(jìn)汽管道集中布置在中部，顯的擁擠，給檢修帶來(lái)諸多不便。另外為了防止汽輪機(jī)在甩負(fù)荷時(shí)，中間汽封室積壓串汽，引起汽輪機(jī)超速，本汽輪機(jī)在中間汽封室設(shè)置事故排放閥，在甩負(fù)荷時(shí)，將中間汽封室的存汽引至凝汽器。第9頁(yè)，共50頁(yè)。高壓外上缸通過(guò)貓爪支撐在1號(hào)軸承座和2號(hào)軸承座運(yùn)行墊片上，外下缸通過(guò)汽缸法蘭螺栓吊在高壓外上缸。外下缸上設(shè)有安裝貓爪，安裝貓爪通過(guò)橫銷(xiāo)連接在軸承座上，下缸通過(guò)間隙調(diào)整螺栓緊固在軸承座上。上內(nèi)缸通過(guò)汽缸螺栓緊固在高壓下內(nèi)缸上，高壓下內(nèi)缸通過(guò)貓爪支承在高中外下缸上，高壓上進(jìn)汽管通過(guò)4只螺栓緊固在高壓下進(jìn)汽室上，高壓下進(jìn)汽

6、室通過(guò)支承腳支承在高壓內(nèi)下缸上，中壓內(nèi)上缸通過(guò)汽缸法蘭螺栓緊固在中壓內(nèi)下缸上，中壓內(nèi)下缸通過(guò)貓爪支承在高中壓外缸上。這種面支撐方式，可以減輕接觸面的摩擦，受熱膨脹和冷卻時(shí)，可以自由移動(dòng)。高中壓缸的支撐第10頁(yè)，共50頁(yè)。高中壓缸第11頁(yè)，共50頁(yè)。低壓缸本汽輪機(jī)有兩個(gè)形式完全相同的低壓缸，A低壓缸和B低壓缸。兩個(gè)低壓缸均為雙分流對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，從中部進(jìn)汽，在中分面上將汽缸分成上下兩個(gè)部分。低壓缸共有14級(jí)動(dòng)葉片，對(duì)稱(chēng)布置在低壓內(nèi)缸的兩側(cè)，共有三級(jí)抽汽供三個(gè)低壓加熱器用汽。在低壓轉(zhuǎn)子兩側(cè)分別通入軸封蒸汽供低壓軸封用，共有三齒兩腔室，在軸封與軸承座之間裝設(shè)有擋油環(huán)。在軸承座內(nèi)裝設(shè)有軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置、軸振

7、檢測(cè)裝置等測(cè)量裝置。 第12頁(yè)，共50頁(yè)。每個(gè)低壓缸為分流式三層焊接結(jié)構(gòu),由低壓外缸、低壓內(nèi)缸和低壓進(jìn)汽室三部分組成。為方便運(yùn)輸，低壓外缸整缸分成上，下半各四塊組成。外缸：用以引導(dǎo)排汽和支撐內(nèi)缸各組件。內(nèi)缸：大都采用部件組合結(jié)構(gòu)，隔板裝于隔板套上。第13頁(yè)，共50頁(yè)。第14頁(yè)，共50頁(yè)。低壓缸的噴水裝置：機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，排汽壓力、溫度很低，但在汽輪機(jī)啟動(dòng)、空載或低負(fù)荷時(shí)，由于蒸汽通流量減小，不足以帶走低壓缸由于鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的熱量，從而使排汽溫度升高。當(dāng)排汽溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)引起低壓缸的變形，使汽缸與轉(zhuǎn)子中心線(xiàn)相對(duì)位置改變，誘發(fā)機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)。為防止低壓缸的熱變形，大型汽輪機(jī)組低壓缸都設(shè)置了低壓缸噴水

8、裝置。另外，還限定低壓缸排汽溫度的極限值，當(dāng)超過(guò)此數(shù)值時(shí)，作用于汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)使汽輪機(jī)跳閘；當(dāng)?shù)蛪焊着牌麎毫^(guò)高時(shí)，為保護(hù)低壓缸，在低壓缸上部設(shè)置大氣泄放閥，動(dòng)作的壓力略高于大氣壓。第15頁(yè)，共50頁(yè)。汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)作用：是使汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)，保證汽缸定向自由膨脹，并保持汽缸與轉(zhuǎn)子中心一致，避免膨脹不均產(chǎn)生不必要的應(yīng)力及振動(dòng)。組成：根據(jù)滑銷(xiāo)的構(gòu)造形式、安裝位置和不同的作用，滑銷(xiāo)系統(tǒng)通常由橫銷(xiāo)、縱銷(xiāo)和立銷(xiāo)和貓爪橫銷(xiāo)等組成第16頁(yè)，共50頁(yè)。2只縱銷(xiāo)橫銷(xiāo)高中壓缸死點(diǎn)2只立銷(xiāo)立銷(xiāo)橫銷(xiāo)橫銷(xiāo)縱銷(xiāo)縱銷(xiāo)低壓缸死點(diǎn)第17頁(yè)，共50頁(yè)。高壓主汽閥安裝位置：6.85米層，調(diào)節(jié)汽閥前面的主蒸汽管道上。作用：從鍋爐來(lái)

9、的主蒸汽，首先必須經(jīng)過(guò)主汽閥，才能進(jìn)入汽輪機(jī)。對(duì)于汽輪機(jī)來(lái)說(shuō)，主汽閥是主蒸汽的總閘門(mén)。主汽閥打開(kāi)，汽輪機(jī)就有了汽源，有了驅(qū)動(dòng)力；主汽閥關(guān)閉，汽輪機(jī)就切斷了汽源，失去了驅(qū)動(dòng)力。開(kāi)啟：液壓力關(guān)閉：彈簧力第18頁(yè)，共50頁(yè)。第19頁(yè)，共50頁(yè)。第20頁(yè)，共50頁(yè)。高壓調(diào)節(jié)汽閥調(diào)節(jié)閥的工作條件與主汽閥基本相同。調(diào)節(jié)閥的功能是通過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，從而控制轉(zhuǎn)速或復(fù)合。 第21頁(yè)，共50頁(yè)。每一個(gè)閥門(mén)都設(shè)計(jì)有直徑為大閥四分之一的預(yù)啟閥，預(yù)啟閥的直徑小到足以在初始蒸汽為全壓力的情況下被提起，預(yù)啟閥碟先于大閥碟提升，汽流可以通過(guò)大閥碟與閥碟套筒之間的間隙流向閥后，這樣降低了開(kāi)啟大閥的提升力。所

10、有調(diào)節(jié)閥的控制方式可由全周進(jìn)汽（節(jié)流調(diào)節(jié)）切換到部分進(jìn)汽（噴嘴調(diào)節(jié)），即可進(jìn)行“組合調(diào)節(jié)”。在每個(gè)閥桿的閥套的適當(dāng)位置上都設(shè)計(jì)了閥桿漏汽引出口，它們與汽輪機(jī)自密封系統(tǒng)相聯(lián)，將閥標(biāo)明間隙中漏出的蒸汽引入自密封系統(tǒng)，減少高參數(shù)蒸汽的泄漏，也避免了特殊工況下空氣漏入汽輪機(jī)內(nèi)部。在閥桿與控制機(jī)構(gòu)間設(shè)有防水罩及其相配套的疏水結(jié)構(gòu)以防止少量漏出蒸汽凝結(jié)成水而進(jìn)入控制機(jī)構(gòu)。第22頁(yè)，共50頁(yè)。中壓聯(lián)合汽門(mén)中壓聯(lián)合汽閥簡(jiǎn)稱(chēng)中聯(lián)閥，它由中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥組成。中聯(lián)閥為立式結(jié)構(gòu)，上部為中壓調(diào)節(jié)汽閥，下部為中壓主汽閥，二閥合用同一殼體和同一腔室、同一閥座，而且兩者的閥蝶呈上下串聯(lián)布置，這樣布置的好處是為了結(jié)構(gòu)

11、緊湊、布置方便和減少蒸汽流動(dòng)損失。 第23頁(yè)，共50頁(yè)。第24頁(yè)，共50頁(yè)。轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總稱(chēng)，它擔(dān)負(fù)著把噴嘴葉柵出來(lái)的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功及功率傳遞的重任，是汽輪機(jī)最重要的部件之一。轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉柵與對(duì)應(yīng)隔板上的噴嘴葉柵構(gòu)成汽輪機(jī)通流部分的能量轉(zhuǎn)換單元，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功，通過(guò)主軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)做功。汽輪機(jī)組軸系由一個(gè)高中壓轉(zhuǎn)子(高壓部分反向單流程，中壓部分正向單流程)和兩個(gè)雙流程低壓轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組成第25頁(yè)，共50頁(yè)。本汽輪機(jī)的軸系特點(diǎn)支撐高中壓轉(zhuǎn)子的軸承采用了可傾瓦軸承型式，每瓦塊作用在軸頸上的油膜力總是通過(guò)瓦塊支點(diǎn)與軸頸中心，從而消除了導(dǎo)致

12、軸頸渦動(dòng)的力源，可防止“蒸汽振蕩”及“油膜振蕩”的發(fā)生 支撐兩根低壓轉(zhuǎn)子的軸承均采用單側(cè)進(jìn)油、上瓦開(kāi)槽橢圓軸承型式，在較重載荷時(shí)，具有較強(qiáng)的抗失穩(wěn)能力及相對(duì)較厚的油膜厚度，使在紊流工況下的軸承具有相對(duì)較低的烏金溫度和潤(rùn)滑油溫升。 軸系冷態(tài)安裝曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)充分考慮了各轉(zhuǎn)子支承在熱態(tài)下的標(biāo)高變化量，其標(biāo)高變化量的補(bǔ)償值是根據(jù)計(jì)算值和試驗(yàn)值確定，可以保證工作狀態(tài)下軸系的旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心達(dá)到良好的吻合。第26頁(yè)，共50頁(yè)。本機(jī)組汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子特點(diǎn)1、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子采用無(wú)中心孔整鍛轉(zhuǎn)子。2、汽輪機(jī)設(shè)計(jì)允許現(xiàn)場(chǎng)不揭缸進(jìn)行轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。第27頁(yè)，共50頁(yè)。汽輪機(jī)縱剖面圖第28頁(yè)，共50頁(yè)。中壓轉(zhuǎn)子的冷卻為了防止中壓

13、轉(zhuǎn)子老化彎曲，提高熱疲勞強(qiáng)度及減輕熱應(yīng)力，中壓第一級(jí)葉輪處采用了蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)。在冷卻汽流管路上有一個(gè)調(diào)節(jié)冷卻蒸汽流量的針型閥，從高壓第四級(jí)后引出一股相對(duì)低溫的蒸汽，溫度低于400，通過(guò)節(jié)流，直接引入到中壓第一級(jí)葉輪處，對(duì)中壓第一級(jí)葉輪進(jìn)行冷卻，使中壓第一級(jí)前后蒸汽溫度不超過(guò)522，以此來(lái)提高中壓第一級(jí)葉輪及輪緣的相對(duì)強(qiáng)度等級(jí)，同時(shí)也明顯地降低了第一級(jí)葉片槽底的熱應(yīng)力，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)子的使用壽命。第29頁(yè)，共50頁(yè)。中亞轉(zhuǎn)子冷卻示意圖Main Steam IP 1st Stage Inner casing Outer casing Nozzle Box Cooling steam第30頁(yè)，共50頁(yè)。軸承

14、形式： 支撐軸承推力軸承可傾瓦橢圓瓦作用：支持軸承承擔(dān)轉(zhuǎn)子的重量和因部分進(jìn)汽或振動(dòng)引起的其他力，并確定轉(zhuǎn)子的位置，保證轉(zhuǎn)子與汽缸的中心線(xiàn)的一致 作用：承擔(dān)汽流引起的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，確保汽輪機(jī)的動(dòng)靜部分的間隙 軸承第31頁(yè)，共50頁(yè)。軸瓦圖第32頁(yè)，共50頁(yè)。 優(yōu)點(diǎn)：能自動(dòng)調(diào)整軸承的弧形瓦塊，在油膜的壓力作用下，每個(gè)瓦塊在支持點(diǎn)上可以單獨(dú)自動(dòng)的調(diào)整位置，以適應(yīng)轉(zhuǎn)速、軸承負(fù)荷和油溫的變化?？蓛A瓦每個(gè)瓦塊上的油膜作用力均通過(guò)軸頸中心，可保持軸頸中心不變，沒(méi)有引起軸心作正進(jìn)動(dòng)的切向分量，消除了導(dǎo)致軸頸渦動(dòng)的力源，可有效防止“蒸汽振蕩”及“油膜振蕩”的發(fā)生，具有較高的穩(wěn)定性和抗失穩(wěn)能力。

15、另外，此外它還具有功耗小，推遲潤(rùn)滑油從層流向紊流轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行十分有利， 缺點(diǎn)：造價(jià)較高。雙可傾瓦支撐軸承第33頁(yè)，共50頁(yè)。第34頁(yè)，共50頁(yè)。#3，#4，#5和#6軸承為橢圓型軸承 為了便于進(jìn)油和排油，在中分面處軸瓦的巴氏合金被切去一部分，這樣形成了具有圓形邊的且在軸瓦端部向內(nèi)延伸的油槽。油從軸頸一側(cè)中分面處進(jìn)入軸承，在對(duì)面的接合面處的油槽有一個(gè)鏜孔以限制油的流量，以便在軸承排油側(cè)建立一個(gè)微小油壓，并經(jīng)過(guò)這個(gè)排油孔把油引入觀察孔的腔室里，而大部分油則通過(guò)軸瓦端部排出 橢圓型支撐軸承第35頁(yè)，共50頁(yè)。安裝位置：位于汽輪機(jī)推力盤(pán)兩側(cè)（高中壓轉(zhuǎn)子），獨(dú)立安裝在軸承箱內(nèi)。 結(jié)構(gòu)：兩個(gè)

16、旋轉(zhuǎn)推力盤(pán)、彈性平衡環(huán)、兩個(gè)推力瓦塊、軸承座等構(gòu)件組成 。 汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，推力軸承承受轉(zhuǎn)子的剩余推力，同時(shí)也確定了轉(zhuǎn)子的位置，高中壓轉(zhuǎn)子推力盤(pán)中心就是整個(gè)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于汽缸的膨脹死點(diǎn)，當(dāng)機(jī)組的動(dòng)靜部分相對(duì)位置確定后，轉(zhuǎn)子的剩余推力就依靠該推力軸承完成。 推力軸承第36頁(yè)，共50頁(yè)。 作用：隔板是沖動(dòng)式汽輪機(jī)完成蒸汽熱能向動(dòng)能轉(zhuǎn)換的主要部套，蒸汽流經(jīng)隔板導(dǎo)葉以適當(dāng)?shù)慕嵌群退俣攘飨騽?dòng)葉。一定流量的蒸汽流經(jīng)隔板后壓力降低、流速增加。 超臨界機(jī)組高壓部分共7級(jí)隔板，中壓部分共6級(jí)隔板，A、B低壓缸分別有26級(jí)隔板，整個(gè)機(jī)組共有39級(jí)隔板.板體汽流方向?qū)~外環(huán)隔板第37頁(yè)，共50頁(yè)。作用：作為高速旋轉(zhuǎn)

17、的的汽輪機(jī)，其動(dòng)靜部分必須留有一定的間隙，為了減小泄漏，必須安裝防止泄漏的裝置來(lái)提高汽輪機(jī)的工作效率 。分類(lèi)：根據(jù)汽封裝設(shè)的位置不同，分為下列幾種：1.葉柵汽封：主要密封的位置包括動(dòng)葉片圍帶處和靜葉片或隔板之間的徑向、軸向以及動(dòng)葉片根部和靜葉片或隔板之間的徑向、軸向汽封。2.隔板汽封：隔板內(nèi)圓面之間用來(lái)限制級(jí)與級(jí)之間漏氣的汽封。3.軸端汽封：在轉(zhuǎn)子兩端穿過(guò)汽缸的部位設(shè)置合適的不同壓力降的成組汽封。由于裝設(shè)部位不同，密封方式不同，采用的汽封形式也不盡相同，通常葉片汽封和隔板汽封又稱(chēng)為通流部分汽封。汽封第38頁(yè)，共50頁(yè)。汽封結(jié)構(gòu)形式 （c）雙分級(jí)迷宮式汽封（a）平齒迷宮式汽封（b）分級(jí)迷宮式汽封第39頁(yè)，共50頁(yè)。作用：減少蒸汽從高壓區(qū)段通過(guò)非做功區(qū)段漏向低壓區(qū)斷，保證盡可能多的蒸汽在通道內(nèi)做功 通流汽封第40頁(yè)，共50頁(yè)。 作用：一是在汽輪機(jī)壓力區(qū)段防止蒸汽外泄，確保進(jìn)入汽輪機(jī)的全部蒸汽都沿汽輪機(jī)的葉柵通道前進(jìn)做功，提高汽輪機(jī)的效率；二是在真空區(qū)段，防止汽輪機(jī)外側(cè)的空氣向汽輪機(jī)內(nèi)泄，保證汽輪機(jī)組有良好的真空，降低汽輪機(jī)的背壓，提高汽輪機(jī)的做功能力 軸端汽封第41頁(yè)，共50頁(yè)。第42頁(yè)，共50頁(yè)。 在運(yùn)行平臺(tái)上，汽輪機(jī)由六個(gè)軸承支持。它們分別位于汽輪機(jī)前軸承箱