汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座

第三節(jié)汽輪機(jī)汽缸與滑銷(xiāo)系統(tǒng)一、汽缸作用將汽輪機(jī)通流部分與大氣隔開(kāi)，以形成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能封閉汽室。

汽缸內(nèi)裝有：噴嘴室、噴嘴（靜葉）、隔板（靜葉環(huán)）、隔板套（靜葉持環(huán)）、汽封等部件。

汽缸外連接有：

進(jìn)汽、排汽、回?zé)岢槠裙艿酪约爸С凶艿取?/p>

習(xí)題八汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第1頁(yè)為了便于制造、安裝和檢修

汽缸普通沿水平中分面分為上下兩個(gè)半缸。二者經(jīng)過(guò)水平法蘭用螺栓裝配緊固。另外為了合理利用材料以及使加工、運(yùn)輸方便，汽缸也常以垂直結(jié)合面分為兩或三段，各段經(jīng)過(guò)法蘭螺栓連接緊固。汽缸工作時(shí)受力情況復(fù)雜，它除了承受缸內(nèi)外汽（氣）體壓差以及汽缸本身和裝在其中各零部件重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下，對(duì)汽缸作用力以及沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均勻所引發(fā)熱應(yīng)力。尤其是在快速開(kāi)啟、停機(jī)和工況改變時(shí)，溫度改變大，將在汽缸和法蘭中產(chǎn)生很大熱應(yīng)力和熱變形。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第2頁(yè)汽缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

缸壁必須含有一定厚度，以滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求。水平法蘭厚度更大，以確保結(jié)合面嚴(yán)密性。汽缸形體設(shè)計(jì)應(yīng)力爭(zhēng)簡(jiǎn)單、均勻、對(duì)稱(chēng)，使其能順暢地膨脹和收縮，以減小熱應(yīng)力和應(yīng)力集中。還要保持靜止部分同轉(zhuǎn)動(dòng)部分處于同心狀態(tài)，并保持合理間隙。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第3頁(yè)汽缸結(jié)構(gòu)形式

依據(jù)進(jìn)汽參數(shù)不一樣

按每個(gè)汽缸內(nèi)部層次

按通流部分在汽缸內(nèi)布置方式

按汽缸形狀

高壓缸、中壓缸和低壓缸

單層缸、雙層缸和三層缸

順向布置、反向布置和對(duì)稱(chēng)分流布置

有水平接合面或無(wú)水平接合面圓筒形、圓錐形、階梯圓筒形和球形等等

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第4頁(yè)大容量中間再熱式汽輪機(jī)普通采取多缸，汽缸數(shù)目取決于機(jī)組容量和單個(gè)低壓汽缸所能到達(dá)通流能力。

下面就幾個(gè)經(jīng)典汽輪機(jī)汽缸結(jié)構(gòu)加以簡(jiǎn)單介紹

ALSTHOM企業(yè)600MW機(jī)組雙層結(jié)構(gòu)高壓汽缸東方汽輪機(jī)廠(chǎng)300MW機(jī)組高、中壓合缸雙層缸結(jié)構(gòu)東方汽輪機(jī)廠(chǎng)（日立技術(shù)）600MW機(jī)組高、中壓合缸雙層缸結(jié)構(gòu)ALSTHOM企業(yè)300MW機(jī)組中分面不用螺栓連接高壓內(nèi)缸結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第5頁(yè)ALSTHOM企業(yè)600MW機(jī)組雙層結(jié)構(gòu)高壓汽缸其結(jié)構(gòu)是雙層缸，進(jìn)汽側(cè)位于2號(hào)軸承箱，反向流動(dòng)布置，蒸汽從中壓缸側(cè)進(jìn)入汽缸做功,從機(jī)頭側(cè)流出。高壓缸反向布置主要是與中壓缸形成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，以平衡轉(zhuǎn)子上軸向推力。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第6頁(yè)東方汽輪機(jī)廠(chǎng)300MW機(jī)組高、中壓合缸雙層缸結(jié)構(gòu)高中壓缸采取合缸結(jié)構(gòu),高中壓葉片布置在同一根軸上,且反向?qū)ΨQ(chēng)布置,以自平衡軸向推力。進(jìn)汽部分在汽缸中部，兩端軸承座離高溫部分較遠(yuǎn)，熱影響較小。但高中壓缸合缸后，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，合缸結(jié)構(gòu)鑄件粗笨。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第7頁(yè)東方汽輪機(jī)廠(chǎng)（日立技術(shù)）600MW機(jī)組高中壓合缸雙層缸結(jié)構(gòu)因?yàn)楦咧袎汉细捉Y(jié)構(gòu)復(fù)雜和粗笨，限制了它在大功率機(jī)組上應(yīng)用。當(dāng)前最大高中壓合缸機(jī)組為600MW左右。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第8頁(yè)ALSTHOM企業(yè)300MW機(jī)組中分面不用螺栓連接高壓內(nèi)缸結(jié)構(gòu)它采取6個(gè)熱套環(huán)將上下汽缸緊固成一體，結(jié)合面傾斜水平面500，支撐在外缸上，內(nèi)缸底部有縱銷(xiāo)，使其軸向膨脹自如。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第9頁(yè)1、高、中壓汽缸及進(jìn)汽部分結(jié)構(gòu)（1）高、中壓汽缸伴隨機(jī)組容量增大和蒸汽初參數(shù)不停提升，若仍采取單層缸結(jié)構(gòu)，則會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：因?yàn)槠變?nèi)壓力很高，致使缸內(nèi)外壓差增大，則缸壁及法蘭需做得較厚。為確保中分面汽密性，其聯(lián)接螺栓必須有很大預(yù)緊力，故其尺寸很大，所以需要設(shè)置加熱（或冷卻）裝置。

整個(gè)高壓缸需用耐高溫貴重合金鋼制造提升了造價(jià)。

因?yàn)榉ㄌm比缸壁厚得多，在機(jī)組開(kāi)啟，停機(jī)和變工況時(shí)，溫度分布不均勻?qū)a(chǎn)生很大熱應(yīng)力和熱變形這對(duì)設(shè)備安全和工作壽命極為不利。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第10頁(yè)近代高參數(shù)大容量汽輪機(jī)高壓缸多采取雙層缸結(jié)構(gòu)。有機(jī)組甚至將高、中壓缸和低壓缸全做成雙層缸。雙層缸結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

把原單層缸承受巨大蒸汽壓力分?jǐn)偨o內(nèi)外兩缸，降低了每層缸壓差與溫差，缸壁和法蘭能夠?qū)?yīng)減薄，在機(jī)組啟停及變工況時(shí)，其熱應(yīng)力也對(duì)應(yīng)減小，所以有利于縮短開(kāi)啟時(shí)間和提升負(fù)荷適應(yīng)性。內(nèi)缸主要隨高溫及部分蒸汽壓力作用，且其尺寸小，故可做得較薄，則所耗用珍貴耐熱金屬材料相對(duì)降低。而外缸因設(shè)計(jì)有蒸汽內(nèi)部冷卻，運(yùn)行溫度較低，故可用較廉價(jià)合金鋼制造。外缸內(nèi)外壓差比單層汽缸時(shí)降低了許多，所以，降低了漏汽可能，汽缸結(jié)合面嚴(yán)密性能夠得到保障。習(xí)題九汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第11頁(yè)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第12頁(yè)內(nèi)外缸夾層蒸汽流

當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，因?yàn)閮?nèi)缸溫度很高，其熱量源源不停地輻射到外缸，有使外缸超溫趨勢(shì)，這時(shí)夾層汽流對(duì)外缸起冷卻作用。

當(dāng)機(jī)組冷態(tài)開(kāi)啟時(shí)，為使內(nèi)外缸盡可能快速同時(shí)加熱，以減小動(dòng)、靜脹差和熱應(yīng)力，縮短開(kāi)啟時(shí)間，此時(shí)夾層汽流即對(duì)汽缸起加熱作用。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第13頁(yè)國(guó)產(chǎn)300MW汽輪機(jī)高壓缸夾層汽流示意圖

1—進(jìn)汽聯(lián)接管；2—小管；3—螺旋圈；4—汽封環(huán)；5—高壓內(nèi)缸；6—隔板套；7—隔板槽；8—高壓外缸；9—縱銷(xiāo)；10—立銷(xiāo)；11—調(diào)整級(jí)噴嘴組汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第14頁(yè)工作過(guò)程在高壓內(nèi)缸出口處（即第1段回?zé)岢槠冢?，有一小股汽流a（在額定工況時(shí)，汽溫為375℃），朝機(jī)頭方向流過(guò)內(nèi)外缸夾層，再?gòu)穆菪ΡP(pán)旋而上，經(jīng)過(guò)小管2流到高壓缸排汽管。正常運(yùn)行時(shí)，這股蒸汽一直流動(dòng)不息，使外缸與進(jìn)汽聯(lián)接管外層得以冷卻，這就是汽缸夾層冷卻裝置；開(kāi)啟時(shí)它成為加熱裝置，由兩根小管2送入加熱蒸汽，其流動(dòng)方向與冷卻汽流流動(dòng)方向恰好相反，對(duì)內(nèi)外汽缸進(jìn)行加熱。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第15頁(yè)引進(jìn)型300MW機(jī)組高中壓內(nèi)、外缸蒸汽冷卻（加熱）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第16頁(yè)高壓進(jìn)汽導(dǎo)管高壓內(nèi)、外缸夾層冷卻蒸汽至中壓平衡活塞汽封二段連通管一段抽汽管高、中壓缸平衡管汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第17頁(yè)內(nèi)、外缸夾層冷卻汽流是來(lái)自高壓平衡活塞汽封漏汽。這股汽流經(jīng)過(guò)夾層后，一部分與高壓缸排汽匯合，另一部分則經(jīng)過(guò)外缸上部連通彎管進(jìn)入中壓平衡活塞汽封中段。汽缸夾層中蒸汽狀態(tài)決定了汽缸承受壓力情況。本機(jī)設(shè)計(jì)成內(nèi)缸兩側(cè)溫差小而壓差大，沿壁厚溫度梯度減至最低程度，熱應(yīng)力很小，故內(nèi)缸主要承受壓應(yīng)力，起壓力容器作用；外缸內(nèi)側(cè)是冷卻蒸汽，外側(cè)是大氣，其兩側(cè)溫差大而壓差小，主要承受溫差熱應(yīng)力，所以只需較薄缸壁和較小法蘭，內(nèi)外缸法蘭螺栓靠近缸壁中心線(xiàn)，使缸壁與法蘭厚度相差不大。這么就使得汽缸、法蘭、螺栓都易于加熱。所以本機(jī)組法蘭、螺栓均未采取加熱（冷卻）裝置，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)及開(kāi)啟操作程度，并可縮短開(kāi)啟時(shí)間。工作過(guò)程汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第18頁(yè)高中壓缸布置布置方式高、中壓合缸

高、中壓分缸

分缸與合缸布置各有優(yōu)缺點(diǎn)，世界各國(guó)汽輪機(jī)制造廠(chǎng)家都有自己習(xí)慣。普通講，功率在350MW以上機(jī)組不宜采取合缸布置方案。這是因?yàn)闄C(jī)組容量深入增大后，若采取合缸，將使汽缸和轉(zhuǎn)子過(guò)大過(guò)重，汽缸上進(jìn)汽和抽汽口較多，以致管道布置困難，機(jī)組對(duì)負(fù)荷改變適應(yīng)性也減弱。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第19頁(yè)（2）汽輪機(jī)配汽方式在運(yùn)行中為了使汽輪機(jī)功率與外界負(fù)荷相適應(yīng)，必須隨時(shí)調(diào)整汽輪機(jī)功率。汽輪機(jī)主要是經(jīng)過(guò)改變進(jìn)汽量來(lái)調(diào)整功率。所以，汽輪機(jī)均設(shè)置有一個(gè)控制進(jìn)汽量機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)稱(chēng)為配汽機(jī)構(gòu)

設(shè)置配汽機(jī)構(gòu)目標(biāo)組成由調(diào)整汽閥及其提升機(jī)構(gòu)組成。蒸汽經(jīng)過(guò)主汽閥進(jìn)入調(diào)整汽閥，按負(fù)荷要求把蒸汽分配給汽輪機(jī)第一級(jí)噴嘴進(jìn)汽方式全周進(jìn)汽噴嘴如分布在汽缸全圓周上

部分進(jìn)汽噴嘴如只分布在一段弧段上

習(xí)題十汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第20頁(yè)汽輪機(jī)配汽方式：節(jié)流配汽、噴嘴配汽與旁通配汽通常采取配汽方式

節(jié)流配汽特點(diǎn)

進(jìn)入汽輪機(jī)全部蒸汽都經(jīng)過(guò)1個(gè)或幾個(gè)同時(shí)啟閉調(diào)整汽閥后，再流向全部第1級(jí)噴嘴，所以第1級(jí)為全周進(jìn)汽，可使進(jìn)汽部分溫度均勻，沒(méi)有調(diào)整級(jí)，進(jìn)汽量改變領(lǐng)先調(diào)整汽閥節(jié)流，此種調(diào)整方式存在節(jié)流損失，但各級(jí)溫度隨負(fù)荷改變幅度大致相同，而且溫度改變幅度較小，從而減小了熱變形及熱應(yīng)力，提升了機(jī)組運(yùn)行可靠性及對(duì)負(fù)荷改變適應(yīng)能力。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第21頁(yè)汽輪機(jī)第1級(jí)噴嘴不是整圈連續(xù)布置，而是分成若干個(gè)獨(dú)立組，通常1個(gè)調(diào)整汽閥控制1個(gè)噴嘴組，噴嘴組普通有3～6組。噴嘴調(diào)整汽輪機(jī)，在運(yùn)行中，主汽閥全開(kāi)，依據(jù)負(fù)荷改變，各調(diào)整汽閥依次開(kāi)啟或關(guān)閉，改變第1級(jí)（即調(diào)整級(jí)）通流面積，以控制進(jìn)入汽輪機(jī)蒸汽量。在任一工況下，只有那個(gè)部分開(kāi)啟調(diào)整汽閥中蒸汽節(jié)流較大，而其余全開(kāi)汽閥中蒸汽節(jié)流已減到最小，故在部分負(fù)荷下，汽輪機(jī)組定壓運(yùn)行時(shí)，噴嘴配汽與節(jié)流配汽相比，節(jié)流損失較小，效率較高，但因?yàn)楦鲊娮旖M間有間壁（或距離）,所以即使各調(diào)整汽閥均已全開(kāi)，調(diào)整級(jí)仍是部分進(jìn)汽，仍存在部分進(jìn)汽損失，所以，在額定功率下，噴嘴配汽汽輪機(jī)效率比節(jié)流配汽稍低。另外，滑壓運(yùn)行時(shí)，調(diào)整級(jí)汽室及各高壓級(jí)在變工況下蒸汽溫度改變比較大，從而會(huì)引發(fā)較大熱應(yīng)力，這常成為限制噴嘴配汽汽輪機(jī)快速改變負(fù)荷主要原因。噴嘴配汽特點(diǎn)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第22頁(yè)（3）進(jìn)汽部分進(jìn)汽部分指調(diào)整汽閥后蒸汽進(jìn)入汽缸第1級(jí)噴嘴這段區(qū)域。它包含調(diào)整汽閥至噴嘴室主蒸汽（或再熱蒸汽）導(dǎo)管

導(dǎo)管與汽缸連接部分和噴嘴室普通中、低參數(shù)汽輪機(jī)進(jìn)汽部分與汽缸澆鑄為一體，或是將蒸汽室和噴嘴室單獨(dú)鑄好后，使用方法蘭螺栓與汽缸連接在一起；高參數(shù)汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽部分則是將蒸汽室、噴嘴室單獨(dú)鑄好后，用焊接方式固定在汽缸上。習(xí)題11汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第23頁(yè)高壓進(jìn)汽部分

300MW機(jī)組采取將噴嘴配汽調(diào)整汽閥和蒸汽室與高壓缸分離布置結(jié)構(gòu)

每一高壓聯(lián)合汽閥是由1個(gè)自動(dòng)主汽閥和3個(gè)調(diào)整汽閥蒸汽室組成，主汽閥是臥式布置，調(diào)整汽閥是立式布置，殼體為鑄鋼結(jié)構(gòu)，閥體采取活動(dòng)布置方式，在閥體主汽閥端由一A型彈性框架和橫向拉桿托架組合件支承，另一端也由一彈性元件支承。此種滑動(dòng)式支承，確保了在運(yùn)行中閥體能伴隨汽輪機(jī)和管道膨脹整體地自由移動(dòng)。閥體兩端支承件都用螺栓和定位銷(xiāo)固定在臺(tái)板上，而臺(tái)板也用螺栓和銷(xiāo)釘固定在汽輪機(jī)基礎(chǔ)上。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第24頁(yè)調(diào)整級(jí)噴嘴組（每組八個(gè)噴嘴）汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第25頁(yè)來(lái)自鍋爐主蒸汽經(jīng)兩根主蒸汽管分別進(jìn)入對(duì)稱(chēng)布置并固定在高、中壓缸兩側(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)上主汽閥和調(diào)整汽閥組成聯(lián)合汽閥（即主汽閥—蒸汽室組裝件）汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第26頁(yè)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第27頁(yè)高壓自動(dòng)主汽閥

作用開(kāi)啟時(shí)調(diào)整汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速危急狀態(tài)時(shí)快速關(guān)閉進(jìn)汽組成由汽閥和操縱機(jī)構(gòu)組成

300MW機(jī)組主汽閥為雙閥蝶式，它是由兩只單座非平衡閥蝶組成：?jiǎn)巫y閥蝶上帶有小閥蝶，即主汽閥內(nèi)帶有預(yù)啟閥。為便于主汽閥開(kāi)啟，先開(kāi)啟預(yù)啟閥，降低主閥蝶前后壓差。在設(shè)計(jì)壓力下，預(yù)啟閥大約可經(jīng)過(guò)25%額定蒸汽流量。預(yù)啟閥作用是用來(lái)在機(jī)組開(kāi)啟時(shí)控制轉(zhuǎn)速和初負(fù)荷，起到調(diào)整作用。當(dāng)負(fù)荷大于25%額定負(fù)荷時(shí)，主汽閥全開(kāi)，用調(diào)整汽閥來(lái)控制進(jìn)汽量。主汽閥是臥式布置，這么汽流轉(zhuǎn)折次數(shù)少，壓損小。主汽閥靠液壓開(kāi)啟，彈簧關(guān)閉。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第28頁(yè)主汽閥結(jié)構(gòu)

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第29頁(yè)高壓調(diào)整汽閥

高壓調(diào)整汽閥是單座球形結(jié)構(gòu)，閥座出口帶有擴(kuò)壓段，（見(jiàn)圖1-20）。閥頭與閥桿為松連接，能確保閥蝶與閥座正確對(duì)中；閥門(mén)為壓力平衡式，使打開(kāi)閥門(mén)力為最小。每個(gè)調(diào)整汽閥由單獨(dú)油動(dòng)機(jī)控制，這么便于變換進(jìn)汽配汽方式。油動(dòng)機(jī)接收從電液調(diào)整系統(tǒng)（EH）發(fā)出電壓信號(hào)，以改變油動(dòng)機(jī)油壓，從而改變了閥門(mén)與油動(dòng)機(jī)行程之間關(guān)系，使閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉。其開(kāi)啟由抗燃油壓驅(qū)動(dòng)，而關(guān)閉是靠壓縮彈簧壓力推進(jìn)。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第30頁(yè)高壓缸噴嘴室

作用接納從進(jìn)汽導(dǎo)管來(lái)主蒸汽，并支承裝有噴嘴葉柵噴嘴組。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高溫高壓蒸汽只作用于噴嘴室，而高壓內(nèi)缸承受只是調(diào)整級(jí)噴嘴后蒸汽溫度和壓力，故汽缸可用低一級(jí)材料制造。噴嘴組沿汽缸圓周對(duì)稱(chēng)布置，汽流流過(guò)噴嘴室后，使汽缸受熱均勻，可把汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)因?yàn)闇囟雀淖兯l(fā)熱應(yīng)力減小到最低程度。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第31頁(yè)中壓進(jìn)汽部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)300MW機(jī)組再熱蒸汽經(jīng)過(guò)2根再熱蒸汽管道分別進(jìn)入由1個(gè)中壓主汽閥和1個(gè)中壓調(diào)整汽閥組成2個(gè)聯(lián)合汽閥，然后經(jīng)過(guò)2根撓性導(dǎo)汽管導(dǎo)入中壓缸第1級(jí)。2個(gè)聯(lián)合汽閥分別對(duì)稱(chēng)安裝在中壓汽缸兩側(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)上，每個(gè)再熱聯(lián)合汽閥與汽缸隔開(kāi)，它經(jīng)過(guò)撓性導(dǎo)汽管與中壓下汽缸上2根進(jìn)汽管相連。中壓進(jìn)汽管與中壓內(nèi)、外缸連接方式與高壓進(jìn)汽管相同。每個(gè)再熱聯(lián)合汽閥組裝件靠3個(gè)恒力彈簧支架支承，可隨管道脹縮而浮動(dòng)。中壓主汽閥

中壓調(diào)整汽閥

是不平衡搖板直流式結(jié)構(gòu)，壓損小。每閥配1個(gè)油動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)液壓開(kāi)啟，用彈簧關(guān)閉。該閥只有全開(kāi)或全關(guān)兩個(gè)功效，不參加調(diào)整，只起保護(hù)作用。

為壓力平衡式閥門(mén)，由液壓開(kāi)啟，彈簧關(guān)閉。在機(jī)組開(kāi)啟沖轉(zhuǎn)、帶低負(fù)荷或甩負(fù)荷時(shí)，它參加流量調(diào)整。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第32頁(yè)中壓進(jìn)汽聯(lián)接管

回?zé)岢槠龉?/p>

300MW機(jī)組高壓內(nèi)外缸上回?zé)岢槠?，一端與高壓外缸焊接，而另一端與高壓靜葉持環(huán)之間則裝有密封環(huán)，以防蒸汽泄漏。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第33頁(yè)外套管（與外缸焊接在一起）內(nèi)套管汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第34頁(yè)2、低壓缸大功率凝汽式汽輪機(jī)低壓缸，因?yàn)榕牌麎毫Φ?、排汽體積流量大，因而其尺寸大，排汽口數(shù)目多，是汽輪機(jī)最龐大部件。它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為水平式，對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及可靠性影響大。因運(yùn)行中汽缸內(nèi)部處于高度真空狀態(tài)，故需承受外界大氣壓差作用。其缸壁也必須含有一定厚度，以滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求。但缸體強(qiáng)度還不是主要矛盾，足夠剛度、良好氣動(dòng)特征才是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要問(wèn)題，即排汽通道應(yīng)有合理導(dǎo)流形狀，使末級(jí)排汽余速損失盡可能減小并便于回收排汽功效，以提升機(jī)組效率。降低排汽口和汽缸數(shù)目，提升缸體剛度及效率，是當(dāng)前發(fā)展大容量機(jī)組一個(gè)主要課題。為得到良好氣動(dòng)特征，當(dāng)前大容量機(jī)組排汽缸多采取徑向擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)。另外，為了使低壓缸巨大外殼溫度分布均勻，不致產(chǎn)生翹曲變形而影響動(dòng)靜部分之間間隙，大型機(jī)組低壓缸往往也采取雙層甚至三層缸結(jié)構(gòu)（但排汽室仍為單層）。普通單缸汽輪機(jī)后軸承座與低后汽缸為一整體鑄件。多缸汽輪機(jī)低壓缸為了減輕重量并便于制造，大多采取鋼板焊接結(jié)構(gòu)及對(duì)稱(chēng)分流布置。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第35頁(yè)300MW機(jī)組中間進(jìn)汽分流式三層汽缸低壓缸結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第36頁(yè)#1低壓內(nèi)缸#2低壓內(nèi)缸汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第37頁(yè)低壓內(nèi)缸汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第38頁(yè)機(jī)組在開(kāi)啟、空載和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，流過(guò)低壓缸流量很小，不足以帶走因摩擦鼓風(fēng)所產(chǎn)生熱量。所以引發(fā)排汽溫度升高，排汽缸溫度也隨之升高。排汽缸溫度過(guò)高會(huì)引發(fā)汽缸熱變形，使低壓轉(zhuǎn)子中心線(xiàn)改變，造成機(jī)組振動(dòng)甚至發(fā)生事故。排汽溫度過(guò)高還可能使凝汽器內(nèi)銅管泄漏。為了預(yù)防排汽溫度過(guò)高，在低壓外缸內(nèi)裝有噴水降溫裝置。低壓缸導(dǎo)流板上，布置有噴水管，管上裝有噴水噴嘴，沿汽流方向，將水噴向排汽缸內(nèi)部空間，以降低排汽溫度。其水源為凝結(jié)水泵出口凝結(jié)水。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)600r/min時(shí)，噴水裝置自動(dòng)投入，等汽輪機(jī)帶上15%額定負(fù)荷時(shí)，噴水裝置自動(dòng)停頓。

排汽缸噴水降溫裝置1—進(jìn)水管；2—噴水管汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第39頁(yè)后缸噴水汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第40頁(yè)3、中低壓連通管汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第41頁(yè)中壓缸排汽由中低壓連通管引到低壓缸中部。中低壓連通管結(jié)構(gòu)如圖所表示。連通管由鋼板卷曲后焊成。為了使汽流在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)壓損最小，在連通管每個(gè)斜接彎管中部均裝有用多個(gè)導(dǎo)葉組成導(dǎo)流葉片環(huán)，以減小汽流受到局部阻力，使汽流平穩(wěn)地改變方向，順利地從中壓缸流向低壓缸。為了吸收連通管與汽缸間軸向熱膨脹差，在連通管直管段上裝有3只鉸鏈?zhǔn)脚蛎浌?jié)，每個(gè)膨脹節(jié)由4塊金屬膜片組成，膜片數(shù)由該膨脹節(jié)所必須吸收膨脹量定。為便于檢驗(yàn)和維修，在連通管上都開(kāi)有入孔門(mén)。不使用時(shí)，它們必須密封蓋緊。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第42頁(yè)二、汽缸支承、膨脹和滑銷(xiāo)系統(tǒng)汽缸支承要平穩(wěn)，因其自重而產(chǎn)生撓度應(yīng)與轉(zhuǎn)子撓度近似相等，同時(shí)要確保汽缸受熱后能自由膨脹，而其動(dòng)、靜部分對(duì)中不變或變動(dòng)很小。

汽缸支承定位包含：外缸在軸承座和基礎(chǔ)臺(tái)板（座架、機(jī)架等）上支持定位內(nèi)缸在外缸中支持定位，以及滑銷(xiāo)系統(tǒng)布置等習(xí)題12汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第43頁(yè)1、汽缸支承

（1）貓爪支承汽缸經(jīng)過(guò)其水平法蘭延伸貓爪（搭爪）作為承力面，支承在軸承座上，故稱(chēng)貓爪支承。①下貓爪支承下汽缸水平法蘭前后延伸貓爪稱(chēng)下貓爪，又稱(chēng)工作貓爪（支承貓爪）。在高壓缸下缸前后各有兩只貓爪，分別支承在高壓缸前后軸承座上。下貓爪支承又可分非中分面支承和中分面支承兩種。

（a）非中分面支承；（b）中分面支承1—貓爪；2—橫銷(xiāo)；3—軸承座；4—汽缸中分面汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第44頁(yè)下貓爪支撐（懸掛式結(jié)構(gòu)）汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第45頁(yè)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第46頁(yè)非中分面貓爪支承

這種貓爪支承承力面與汽缸水平中分面不在一個(gè)平面內(nèi)，見(jiàn)圖。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修方便，但當(dāng)汽缸受熱使貓爪因溫度升高而產(chǎn)生膨脹時(shí)，造成汽缸中分面抬高，偏離轉(zhuǎn)子中心線(xiàn)，這么將使動(dòng)靜部分之間徑向間隙改變。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因動(dòng)靜部分之間摩擦太大而造成事故。所以這種貓爪只用于溫度不高中低參數(shù)機(jī)組高壓缸支承。對(duì)于高參數(shù)大容量機(jī)組，因其汽封間隙小而貓爪厚度大，受熱后使汽缸上抬影響大，需采取其它支承方式。中分面貓爪支承

高參數(shù)大容量機(jī)組高壓缸支撐在軸承上可采取中分面支承方式，即汽缸法蘭中分面（中心線(xiàn)）與支承面一致。下汽缸中分面貓爪支承方式是將下貓爪位置抬高，使貓爪承力面恰好與汽缸中分面在同一水平面上，如圖所表示。這么，當(dāng)汽缸溫度改變時(shí)，貓爪熱膨脹不會(huì)影響汽缸中心線(xiàn)。但這種結(jié)構(gòu)因貓爪抬高使下汽缸加工復(fù)雜化。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第47頁(yè)②上貓爪支承上缸貓爪支承稱(chēng)作上貓爪支承，它采取中分面支承方式

1—上缸貓爪；2—下缸貓爪；3—安裝墊鐵；4—工作墊鐵；5—水冷墊鐵；6—定位銷(xiāo)；7—定位銷(xiāo)；8—緊固螺栓；9—壓塊上缸法蘭延伸貓爪（也稱(chēng)工作貓爪）作為承力面支承在軸承箱上，其承力面與汽缸水平中分面在同一平面內(nèi)。貓爪受熱膨脹時(shí)，汽缸中心仍與轉(zhuǎn)子中心保持一致。下缸靠水平法蘭螺栓吊在上缸上，使螺栓受力增加。此種支承安裝時(shí)比較麻煩，下缸必須有安裝貓爪，即圖中下缸貓爪2。它只有在安裝時(shí)起支持下缸作用。下邊安裝墊鐵3用來(lái)調(diào)整汽缸洼窩中心，安裝好后緊固螺栓8，安裝貓爪不再起支承作用，就不再受力，安裝墊即可抽走，留待檢修時(shí)再用。上缸貓爪支承在工作墊鐵4上，負(fù)擔(dān)汽缸重量。運(yùn)行時(shí)安裝貓爪經(jīng)過(guò)橫銷(xiāo)推進(jìn)軸承座作軸向移動(dòng)，并在橫向起熱膨脹導(dǎo)向作用。水冷墊鐵5固定在軸承座上并通有冷卻水，以不停地帶走由貓爪傳來(lái)熱量，預(yù)防支承面高度因受熱而發(fā)生改變。同時(shí)，也使軸承溫度不至于過(guò)高。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第48頁(yè)③內(nèi)缸支承方式

內(nèi)缸也采取類(lèi)似貓爪支承方式，利用其法蘭外伸支持搭耳支承在外缸上。亦有下缸貓爪支承和上缸貓爪支承兩種方式

（2）臺(tái)板支承（2）臺(tái)板支承（2）臺(tái)板支承（2）臺(tái)板支承汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第49頁(yè)低壓外缸因?yàn)橥庑纬叽巛^大，普通都采取下缸伸出撐腳直接支承在基礎(chǔ)臺(tái)板上，即使它支承面比汽缸中分面低，但因其溫度低，膨脹不顯著，所以影響不大。但需注意，汽輪機(jī)在空載或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)排汽溫度不能過(guò)高，不然將使排汽缸過(guò)熱，影響轉(zhuǎn)子和汽缸同心度或轉(zhuǎn)子中心線(xiàn)，所以要限制排汽溫度，設(shè)置排汽缸噴水裝置。

(2)臺(tái)板支承汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第50頁(yè)2、滑銷(xiāo)系統(tǒng)作用為了確保汽缸定向自由膨脹，并能保持汽缸與轉(zhuǎn)子中心一致，防止因膨脹不均勻造成不應(yīng)有應(yīng)力及伴同而生振動(dòng)，必須設(shè)置一套滑銷(xiāo)系統(tǒng)。在汽缸與基礎(chǔ)臺(tái)板間和汽缸與軸承座之間應(yīng)裝上各種滑銷(xiāo)，并使固定汽缸螺栓留出適當(dāng)間隙，以確保汽缸自由膨脹，以能保持機(jī)組中心不變。

(1)滑銷(xiāo)系統(tǒng)組成

汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)組成部件按照功效不一樣大致可分為以下幾個(gè)

習(xí)題13汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第51頁(yè)(1)各滑銷(xiāo)作用立銷(xiāo)用于引導(dǎo)汽缸垂直方向位移縱銷(xiāo)用于引導(dǎo)汽缸、軸承箱水平軸向位移橫銷(xiāo)用于引導(dǎo)汽缸、軸承箱水平橫向位移貓爪橫銷(xiāo)保持汽缸與軸承箱之間軸向位置不變，同時(shí)引導(dǎo)汽缸水平橫向膨脹。角銷(xiāo)用于限制軸承箱與臺(tái)板脫離死點(diǎn)縱銷(xiāo)中心線(xiàn)與橫銷(xiāo)中心線(xiàn)交點(diǎn)形成整個(gè)汽缸膨脹死點(diǎn)。在汽缸膨脹時(shí)，該點(diǎn)一直保持不動(dòng)，汽缸只能以此點(diǎn)為中心向前、后、左、右方向膨脹。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第52頁(yè)（a）縱銷(xiāo)或橫銷(xiāo)；（b）立銷(xiāo)（固定于軸承座）；（c）立銷(xiāo)（固定于汽缸上）；（d）貓爪橫銷(xiāo)；（e）角銷(xiāo)1—汽缸；2—貓爪壓銷(xiāo)；3—貓爪橫銷(xiāo)各滑銷(xiāo)結(jié)構(gòu)示意圖汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第53頁(yè)(2)經(jīng)典汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)

國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組滑銷(xiāo)系統(tǒng)

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第54頁(yè)“H”形定中心梁（高、中壓外缸兩端各一個(gè)）汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第55頁(yè)125MW汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第56頁(yè)汽輪機(jī)熱膨脹汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第57頁(yè)

AD5型汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第58頁(yè)TC4F－42型汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第59頁(yè)TC4F－42型汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第60頁(yè)3、轉(zhuǎn)子對(duì)汽缸相對(duì)膨脹脹差概念

當(dāng)汽輪機(jī)開(kāi)啟加熱或停機(jī)冷卻以及負(fù)荷改變時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子都會(huì)產(chǎn)生熱膨脹或冷卻收縮。因?yàn)檗D(zhuǎn)子受熱表面積比汽缸大，且轉(zhuǎn)子質(zhì)量比相對(duì)應(yīng)汽缸小，蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子表面放熱系數(shù)較大，所以在相同條件下，轉(zhuǎn)子溫度改變比汽缸快，使轉(zhuǎn)子與汽缸之間存在膨脹差。而這差值是指轉(zhuǎn)子相對(duì)于汽缸而言，故稱(chēng)為相對(duì)膨脹差。在機(jī)組開(kāi)啟加熱時(shí)，轉(zhuǎn)子膨脹大于汽缸，其相對(duì)膨脹差值被稱(chēng)為正脹差而當(dāng)汽輪機(jī)停機(jī)冷卻時(shí)，轉(zhuǎn)子冷卻較快，其收縮亦比汽缸快，產(chǎn)生負(fù)脹差正脹差

負(fù)脹差汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第61頁(yè)4、滑銷(xiāo)系統(tǒng)和機(jī)組膨脹情況分析

某廠(chǎng)滑銷(xiāo)系統(tǒng)示意圖

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第62頁(yè)滑銷(xiāo)位置以下：

橫銷(xiāo):位于發(fā)電機(jī)側(cè)低壓缸兩側(cè)，在汽缸支撐上及基礎(chǔ)臺(tái)板上銑有矩形銷(xiāo)槽，橫銷(xiāo)裝在基礎(chǔ)臺(tái)板銷(xiāo)槽中，橫銷(xiāo)垂直于主軸，距低壓缸中心線(xiàn)300mm，其作用是確保汽缸在橫向正確膨脹和限制汽缸沿縱向移動(dòng)，以確定低壓缸軸向位置，確保汽缸在運(yùn)行中受熱膨脹時(shí)中心位置不會(huì)發(fā)生改變。

縱銷(xiāo):在低壓缸前后兩端縱向中心線(xiàn)上各有2個(gè)縱銷(xiāo)，其作用是確保汽缸在縱向正確膨脹，并限制汽缸沿橫向移動(dòng)，以確定低壓缸橫向位置。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第63頁(yè)死點(diǎn):縱銷(xiāo)中心線(xiàn)與橫銷(xiāo)中心線(xiàn)交點(diǎn)形成整個(gè)汽缸膨脹死點(diǎn)。在汽缸膨脹時(shí)，該點(diǎn)一直保持不動(dòng)，汽缸只能以此點(diǎn)為中心向前、后、左、右方向膨脹。

貓爪橫銷(xiāo):該廠(chǎng)高、中壓缸支撐屬于下貓爪支撐，4個(gè)貓爪下都有橫銷(xiāo)與前軸承座、低壓外缸（調(diào)速器端）軸承座相連，用來(lái)固定汽缸在軸承座之間位置。當(dāng)汽缸溫度改變時(shí)，高、中壓缸在沿自己貓爪橫銷(xiāo)作橫向伸縮時(shí)，同時(shí)推進(jìn)軸承座在軸向與汽缸一起前后移動(dòng)，以保持轉(zhuǎn)子與汽缸軸向相對(duì)位置不變。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第64頁(yè)H形中心推拉梁:在高、中壓外下缸前后兩端各有一H形中心推拉梁（即工字銷(xiāo)），經(jīng)過(guò)螺栓、定位銷(xiāo)等分別使高、中壓缸與其前、后軸承座連接成一整體，用于傳遞汽缸脹縮時(shí)推拉力，并確保汽缸相對(duì)于軸承座正確軸向和橫向位置。

前軸承座縱銷(xiāo):在前軸承座下設(shè)有縱銷(xiāo)，該銷(xiāo)位于前軸承座及其臺(tái)板間軸向中心線(xiàn)上，允許前軸承座作軸向自由膨脹，但限制其橫向移動(dòng)。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第65頁(yè)缸脹:整個(gè)機(jī)組以死點(diǎn)為中心，經(jīng)過(guò)高、中壓缸帶動(dòng)前軸承座向前膨脹。前軸承座軸向位移就表示了高、中、低壓缸向前膨脹值之和，普通說(shuō)來(lái)，汽缸對(duì)座架膨脹值稱(chēng)為絕對(duì)膨脹值，所以推力軸承處測(cè)得軸向膨脹就稱(chēng)為高、中、低壓缸絕對(duì)膨，這就是我們通常所說(shuō)缸脹.該廠(chǎng)缸脹測(cè)點(diǎn)在前箱東側(cè)，固定在前箱側(cè)面。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第66頁(yè)發(fā)電機(jī)滑銷(xiāo):

發(fā)電機(jī)滑銷(xiāo)比較簡(jiǎn)單，如圖所表示，由兩個(gè)縱銷(xiāo)和兩個(gè)橫銷(xiāo)組成，分別控制發(fā)電機(jī)橫向和縱向膨脹。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第67頁(yè)脹差：當(dāng)汽輪機(jī)開(kāi)啟加熱或停機(jī)冷卻以及負(fù)荷改變時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子都會(huì)產(chǎn)生熱膨脹或冷卻收縮。因?yàn)檗D(zhuǎn)子受熱表面積比汽缸大，且轉(zhuǎn)子質(zhì)量比相對(duì)應(yīng)汽缸小，蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子表面放熱系數(shù)較大，所以在相同條件下，轉(zhuǎn)子溫度改變比汽缸快，使轉(zhuǎn)子與汽缸之間存在膨脹差。而這差值是指轉(zhuǎn)子相對(duì)于汽缸而言，故稱(chēng)為相對(duì)膨脹差，簡(jiǎn)稱(chēng)脹差。

在機(jī)組開(kāi)啟加熱時(shí)，轉(zhuǎn)子膨脹大于汽缸，其相對(duì)膨脹差值被稱(chēng)為正脹差。而當(dāng)汽輪機(jī)停機(jī)冷卻時(shí)，轉(zhuǎn)子冷卻較快，其收縮亦比汽缸快，產(chǎn)生負(fù)脹差。負(fù)脹差說(shuō)明了機(jī)組有汽缸膨脹快、轉(zhuǎn)子膨脹得慢情況。

汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第68頁(yè)注意點(diǎn)：這里應(yīng)該指出是，脹差不是先測(cè)量出轉(zhuǎn)子膨脹量，再測(cè)出汽缸膨脹量，二者做差。

脹差是轉(zhuǎn)子和汽缸相對(duì)膨脹之差，它所表征是機(jī)組動(dòng)靜間隙大小，因?yàn)槠啓C(jī)是由動(dòng)葉和靜葉交織布置組成，所以脹差太大和太小都會(huì)引發(fā)動(dòng)靜部分碰磨，該廠(chǎng)要求脹差范圍是＋15.7～－1.9。汽輪機(jī)本體檢修專(zhuān)家講座第69頁(yè)轉(zhuǎn)子死點(diǎn):該廠(chǎng)機(jī)組推力軸承布置在前軸承箱內(nèi)，機(jī)組正常運(yùn)行中，因?yàn)楦邏焊浊昂髩翰畲笥谥袎焊浊昂髩翰睿蛪焊滓驗(yàn)閷?duì)稱(chēng)布置其軸向推力基本相互抵消，布置在高壓缸排汽和中壓缸入口兩個(gè)平衡活塞可抵消大部分軸向推力，但仍還有部分剩下推力依然存在，所以，機(jī)組軸向推力整體表現(xiàn)指向機(jī)頭，布置在前箱靠近機(jī)頭推力瓦就是工作瓦，也就是說(shuō)正常運(yùn)行中工作瓦承受軸向推力，而非工作瓦是不承