汽輪機結構分析演示文稿

汽輪機結構分析演示文稿當前1頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前2頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前3頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前4頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前5頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前6頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前7頁，總共43頁。汽輪機結構與部件一、部件分類

1．靜止部件：主要部件有汽缸、隔板、噴嘴、汽封、軸承和滑銷等；2．轉動部件：主要部件有轉子（主軸、葉輪）、動葉片、聯(lián)軸器等；當前8頁，總共43頁。汽輪機結構與部件二、汽缸

汽缸是汽輪機的殼體。其作用是將進入汽輪機的蒸汽與大氣隔開，形成蒸汽能量轉換的封閉汽室；汽缸內部安裝著隔板和隔板套（反動式汽輪機中分別稱為靜葉環(huán)和靜葉持環(huán)）、汽封等部件，外部與進汽、排汽及抽汽等管道相連接，因此還起著支承定位的作用。當前9頁，總共43頁。汽輪機結構與部件1.汽缸分類： 1）高壓缸：雙層缸體； 2）中壓缸：單層缸體； 3）低壓缸：對稱分流式缸體；2.汽缸的技術要求： 1）足夠的強度與剛度； 2）接合面有良好的密封性； 3）良好的熱膨脹性； 4）良好的氣動性能； 5）易于制造，便于安裝、運行和檢修；當前10頁，總共43頁。汽輪機結構與部件三、隔板隔板用來固定靜葉片，并將汽缸內分隔成若干個汽室。為了安裝與拆卸方便，隔板通常做成水平對分形式。隔板內圓孔處開有汽封安裝槽，用來安裝隔板汽封，減小隔板漏汽損失。當前11頁，總共43頁。汽輪機結構與部件1.隔板分類： 1）沖動級隔板： a.焊接隔板：用于汽輪機高、中壓部分，工作溫度>250℃； b.鑄造隔板：用于低壓部分，溫度<250℃（成本低，制造簡單，尺

寸精度差）； 2）反動級隔板：反動式汽輪機采用鼓式轉子，動葉片直接裝在轉鼓上。這樣與沖動式汽輪機相比，其隔板內徑增加了，沒有了隔板體這部分，因此又稱為靜葉環(huán)

當前12頁，總共43頁。汽輪機結構與部件2.隔板的安裝方式：一般采用上下分體式，下半隔板定位上半隔板。3.隔板套：為了簡化結構采用隔板套，隔板套用于固定幾塊隔板，再將隔板套至于汽缸之中。一般隔板套以給水回熱器的抽汽點來分段，與汽缸間形成抽汽室。當前13頁，總共43頁。汽輪機結構與部件四、噴嘴（靜葉）

將蒸汽熱能轉化為動能，沖擊動葉使之旋轉。

噴嘴組：噴嘴組是一個焊接結構，現(xiàn)在整鍛內環(huán)張銑出葉片，再焊

上外環(huán)制成。當前14頁，總共43頁。汽輪機結構與部件五、汽封

汽輪機工作時，轉子高速旋轉而靜子部分不動，動、靜部分之間必須留有一定的間隙，避免相互碰撞或摩擦。而間隙兩側一般都存在壓差，這樣就會有部分蒸汽通過間隙泄露，造成能量損失，使汽輪機效率降低。為了減小漏汽損失，在汽輪機的相應部位設置了汽封。當前15頁，總共43頁。汽輪機結構與部件1.汽封分類（按用途分）： 1）通流部分汽封：動葉葉頂汽封；靜葉葉根汽封； 2）隔板汽封：安裝在隔板內圈根部汽封槽中； 3）軸端汽封：汽缸兩端與伸出軸之間的汽封；當前16頁，總共43頁。汽輪機結構與部件六、軸承軸承是用于確定旋轉軸與其他零件相對運動位置，起支承或導向作用的零部件。汽輪機中，由于轉子載荷大，DN值高，一般選用滑動軸承。

當前17頁，總共43頁。汽輪機結構與部件1.汽輪機軸承分類： 1）徑向軸承：支撐轉子重量以及轉子質量不平衡導致的離心力，確定轉子在汽缸里的正確徑向位置（支撐軸承、主軸承）； 2）推力軸承：承受轉子在運行過程中的軸向推力，確定和保持轉子與汽缸的軸向相對位置，也稱為“相對死點”。當前18頁，總共43頁。汽輪機結構與部件七、滑銷

汽輪機在啟動、停機和工況變化時，溫度發(fā)生變化，將產生膨脹或收縮。為了保證汽缸受熱或冷卻后以正確的方向膨脹或收縮，并保持汽缸與轉子中心一致，設置了一套滑銷系統(tǒng)?；N系統(tǒng)通常由橫銷、縱銷、立銷等組成。當前19頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前20頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前21頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前22頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前23頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前24頁，總共43頁。汽輪機結構與部件立銷當前25頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前26頁，總共43頁。汽輪機結構與部件當前27頁，總共43頁。汽輪機結構與部件八、轉子

汽輪機轉子的作用是匯集各級動葉柵所得到的機械能并傳給發(fā)電機。工作時，轉子除了要承受巨大的扭矩外，還要承受高速旋轉所產生的離心力引起的巨大應力、溫度分布不均勻引起的熱應力及軸系振動所產生的動應力等，因此要求轉子具有很高的強度。1.按結構分類：1）

輪式轉子：輪式轉子主軸上裝有葉輪，動葉片安裝在葉輪上，通常用于沖動式汽輪機?？煞譃樘籽b式、整鍛式、組合式、焊接式。2）

鼓式轉子：鼓式轉子沒有葉輪或有葉輪徑向尺寸也很小，動葉片裝在轉鼓上，可縮短軸向長度和減小軸向推力，主要用于反動式汽輪機。當前28頁，總共43頁。汽輪機結構與部件a）套裝轉子：套裝式轉子的葉輪與主軸分別加工制造，裝配時將葉輪熱

套在軸上，此外軸上還有推力盤、汽封齒和聯(lián)軸器等。

優(yōu)點：加工方便，能合理利用材料，質量容易得到保證。

缺點：在高溫下工作時，會因材料的高溫蠕變和過大的溫差使葉輪與主軸間的過盈量消失，發(fā)生松動。

應用：套裝轉子一般用于中壓汽輪機和高壓汽輪機的低壓部分。當前29頁，總共43頁。汽輪機結構與部件b）整鍛轉子：由整體鍛件加工而成，葉輪、聯(lián)軸器對輪及推力盤與主軸

是一個完整的整體部件。

優(yōu)點：結構緊湊，強度和剛度較高，不會出現(xiàn)葉輪等零件松動問題。

缺點：鍛件尺寸大，對生產設備和加工工藝要求較高，貴重材料消

耗大。

應用：多用于大容量汽輪機高、中壓轉子部分。注：整鍛轉子的中心通常鉆有一個直徑為100mm的孔，其目的是將鍛件材質差的部分去掉，防止缺陷擴展，同時也便于檢查鍛件質量。隨著金屬冶煉和鍛造水平的提高，目前已有些整鍛式轉子不打中心孔。當前30頁，總共43頁。汽輪機結構與部件c）組合轉子：為充分發(fā)揮整鍛式和套裝式轉子的優(yōu)點，可采用組合轉子，即高壓部分采用整鍛式，中低壓部分采用套裝式，國產高參數(shù)大容量汽輪機的中壓轉子多采用這種結構，如200MW汽輪機的中壓轉子就是組合式。

當前31頁，總共43頁。汽輪機結構與部件d）焊接轉子：焊接轉子由若干個實心輪盤和兩個端軸焊接而成，具有強度高、剛度大、相對重量輕、結構緊湊等優(yōu)點，但對焊接工藝要求很高，且要求材料有很好的焊接性能。隨著冶金和焊接技術的不斷發(fā)展，焊接轉子的應用將日益廣泛。如國產300MW汽輪機的低壓轉子采用了焊接結構，瑞士ABB公司生產的600MW汽輪機的高、中、低壓轉子全部為焊接轉子。當前32頁，總共43頁。汽輪機結構與部件3）鼓式轉子：下圖4-22所示為反動式300MW汽輪機的高中壓轉子，采用的鼓式結構，除調節(jié)級外其它各級動葉片直接裝在轉子上開出的葉片槽中。高中壓壓力級反向布置，轉子上還設有高、中、低壓三個平衡活塞，以平衡軸向推力。該汽輪機的低壓轉子以進汽中心線為基準兩側對稱，中部為轉鼓形結構，末級和次末級為整鍛葉輪結構。當前33頁，總共43頁。汽輪機結構與部件九、動葉片

套將蒸汽動能轉化為機械能并驅動發(fā)電機發(fā)電的部件。主要包括葉型（工作部分）、葉根和葉頂三部分。1）葉型：葉片工作部分的截面形狀稱為葉型，葉型的設計決定了氣流在流道中的損失情況，按工作原理可分為沖動級和反動級。當前34頁，總共43頁。汽輪機結構與部件2）葉根：葉片通過葉根安裝在葉輪上，葉根連接的牢固性直接影響到汽輪機的安全運行。可分為：a）T型葉根：T型葉根結構簡單、加工方便，被短葉片普遍采用。其缺點是在葉片離心力的作用下，葉根會對輪緣兩側產生彎矩，使輪緣有張開的趨勢。當前35頁，總共43頁。汽輪機結構與部件b）叉型葉根：這種葉根被制成叉型，安裝時從徑向插入輪緣上的叉槽中，并用鉚釘固定。這種葉根叉尾數(shù)可根據(jù)葉片離心力大小選擇，因而強度高，適應性好。同時加工簡單，更換葉片方便。但其裝配工作量大，且需要較大的軸向空間，限制了它在整鍛轉子和焊接轉子上的應用。這種葉根結構多用于大功率汽輪機的調節(jié)級和末幾級。當前36頁，總共43頁。汽輪機結構與部件c）樅樹型葉根：樅樹型葉根形狀呈楔形。安裝時，葉根沿軸向裝入輪緣上的樅樹形槽中。這種葉根承載截面接近按等強度分布，葉根的齒數(shù)可按葉片上載荷來選擇，因此承載能力大，強度適應性好，拆裝方便。但加工復雜，精度要求高，主要用于載荷較大的葉片。當前37頁，總共43頁。汽輪機結構與部件3）葉頂：汽輪機的短葉片和中長葉片通常在葉頂用圍帶連在一起，構成葉片組。長葉片則在葉型部分用拉金連接成組，或者圍帶和拉金都不用，成為自由葉片。

當前38頁，總共43頁。汽輪機結構與部件a）圍帶：圍帶的作用是減小葉片工作的彎應力；增加葉片剛性，調整葉片的自振頻率，以避開共振，提高葉片振動安全性；使葉片頂部封閉，避免蒸汽從汽道頂部逸出，有的圍帶還裝設汽封，減小了級內漏汽損失?？煞譃檎w圍帶、鉚接或焊接圍帶和彈性拱形圍帶。當前39頁，總共43頁。汽輪機結構與部件b）拉金：拉金的作用是增加葉片的剛性，改善其振動性能。拉金通常為6～12mm的實心或空心金屬絲或金屬管，穿在葉型部分的拉金孔中。有的拉金與葉片焊接在一起，稱為焊接拉金；也有的不焊接，稱為松裝拉金或阻尼拉金。由于拉金處于蒸汽通道之中，增加了蒸汽流動損失，并且拉金孔還會削弱葉片的強度，因此在滿足了葉片振動要求的情況下，應盡量避免采用拉金。當前40頁，總共43頁。汽輪機結構與部件十、聯(lián)軸器

聯(lián)軸器又稱靠背輪，它的作用是連接汽輪機的各轉子及發(fā)電機轉子，并傳遞轉子上的扭矩。按照結構和特性，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器三種形式。1.剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器用螺栓將兩根軸端部的對輪緊緊地連接在一起。其優(yōu)點是連接剛性高，傳遞扭矩大；結構簡單，尺寸?。粶p少了軸承個數(shù)，縮短了機組長度。缺點是傳遞振動和軸向位移，對轉子找中心要求很高。這種聯(lián)軸器被廣泛應用于大功率汽輪機中，如國產引進型300MW汽輪機轉子當前41頁，總共43頁。汽輪機結構與部件

2）半撓性聯(lián)軸器：半撓性聯(lián)軸器的兩對輪之間通過一個波形套筒相連接，在扭轉方向是剛性的，而彎曲方向