汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)介紹

1、汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)一、汽缸、進(jìn)汽部分、滑銷系統(tǒng)一、汽缸、進(jìn)汽部分、滑銷系統(tǒng)二、噴嘴組、靜葉環(huán)、靜葉持環(huán)二、噴嘴組、靜葉環(huán)、靜葉持環(huán)三、轉(zhuǎn)子三、轉(zhuǎn)子四、動(dòng)葉片四、動(dòng)葉片五、汽封與軸封五、汽封與軸封六、軸承箱與軸承六、軸承箱與軸承七、盤(pán)車裝置七、盤(pán)車裝置氣缸的作用：將高溫高壓的蒸汽與大氣隔開(kāi)，形成能量轉(zhuǎn)換的環(huán)境；在其內(nèi)部支撐和固定噴嘴組靜葉持環(huán)(隔板套)、靜葉環(huán)、汽封等靜止部件與轉(zhuǎn)子部件形成汽輪機(jī)的通流部分；在其外部連接進(jìn)汽、排汽、回?zé)岢槠笆杷裙艿馈飧椎慕Y(jié)構(gòu)：汽缸多做成水平對(duì)分形式，即分為上、下汽缸，水平結(jié)合面用法蘭螺栓連接。高、中壓缸雙層缸結(jié)構(gòu) a）分?jǐn)倝翰钆c溫差 b）節(jié)約貴金屬

2、 c）減少漏氣 d）結(jié)構(gòu)復(fù)雜 氣缸的結(jié)構(gòu)：低壓缸結(jié)構(gòu) a）缸體尺寸大，保證剛度，承受真空負(fù)荷 b）三層缸體 c）末級(jí)葉片出口處設(shè)置擴(kuò)壓導(dǎo)流環(huán) d）外缸提供向凝汽器排氣的通道進(jìn)氣部分外缸上的進(jìn)汽管與內(nèi)缸中的噴嘴室的連接。進(jìn)汽管要先穿過(guò)外缸，再接到內(nèi)缸，而運(yùn)行中內(nèi)外缸間又產(chǎn)生膨脹，不能將進(jìn)汽導(dǎo)管同時(shí)固定再內(nèi)外缸上，同時(shí)又要保證小的間隙，不至使大量蒸汽外漏。進(jìn)氣部分進(jìn)氣部分滑銷系統(tǒng)支撐基礎(chǔ)必須穩(wěn)固，其固有頻率應(yīng)避開(kāi)汽輪發(fā)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速；汽缸與軸承座應(yīng)有良好的剛性，以免變形；保證各汽缸在機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)的過(guò)程中溫度變化時(shí)能自由膨脹和收縮，靜子與轉(zhuǎn)子中心線保持一致，避免動(dòng)、靜部分之間的間隙消失以致發(fā)

3、生動(dòng)靜摩擦?；N系統(tǒng)外缸支撐 a）貓爪：汽缸延伸出的水平法蘭支撐在軸承座上 b）臺(tái)板：汽缸或排汽室伸出的撐腳支撐在臺(tái)板上內(nèi)缸支撐滑銷系統(tǒng)貓爪 a）上貓爪：上缸延伸出的，上下缸連接螺栓要承受下缸重量，且安裝、維護(hù)不方便。 b）下貓爪：下缸延伸出的，上下缸連接螺栓不承受下缸重量，且安裝、維護(hù)方便。 c）下貓爪非中分面支撐、下貓爪中分面支撐和上貓爪支撐?；N系統(tǒng)a、下貓爪支撐 b、下貓爪中分面支撐 c、上貓爪支撐滑銷系統(tǒng)1上缸貓爪 2下缸貓爪 3安裝墊片 4工作墊片 5水冷墊鐵 6定位銷 7定位健 8緊固螺栓 9壓塊滑銷系統(tǒng)縱銷：保證汽缸的橫向位置，引導(dǎo)汽缸和軸承箱沿軸向自由膨脹；橫銷：保證汽缸的軸

4、向位置，引導(dǎo)汽缸沿橫向自由膨脹；立銷：引導(dǎo)汽缸沿垂直方向自由膨脹；角銷：也叫角壓板，防止軸承箱在滑動(dòng)時(shí)一端翹起。死點(diǎn)： 橫銷中心線與縱銷中心線的交點(diǎn)?；N系統(tǒng)1、縱銷 2、角銷 3、臺(tái)板聯(lián)系螺栓 4、定中心梁 5、軸向定位板 6、橫向定位板 7、推拉桿噴嘴組：汽輪機(jī)較多采用噴管調(diào)節(jié)配汽方式，因此汽輪機(jī)的第一級(jí)噴管(首級(jí)靜葉），通常都根據(jù)調(diào)節(jié)閥的個(gè)數(shù)成組布置，這些成組布置的噴管稱為噴管組。中參數(shù)汽輪機(jī)：采用的由單個(gè)銑制的噴管葉片焊接而成的噴管組；高參數(shù)汽輪機(jī)：采用的整體銑制焊接而成或精密撓鑄而成的噴管組。 單個(gè)銑制的調(diào)節(jié)級(jí)噴管組及其裝配（a）單個(gè)銑制噴管 （b）噴管組段的裝配 （c）噴管組段的展

5、開(kāi)1內(nèi)環(huán) 2噴管 3外環(huán) 4螺釘 5墊片 6首塊 7末塊 8隔筋 靜葉環(huán)反動(dòng)式汽輪機(jī) 隔板沖動(dòng)式汽輪機(jī)隔板：固定靜葉片（噴管葉片）并將汽缸內(nèi)間隔成若干個(gè)汽室，安裝在氣缸或隔板套上。 a）隔板外緣 b）靜葉片 c）隔板體焊接隔板1靜葉片噴嘴 2內(nèi)圍帶 3外圍帶 4隔板外緣 5隔板體 6焊縫 鑄造隔板圖 鑄造隔板的靜葉片 隔板用銷釘支持定位 隔板用懸掛銷和鍵支承定位 反動(dòng)式汽輪機(jī)采用鼓式轉(zhuǎn)子，動(dòng)葉片直接安裝在轉(zhuǎn)鼓上，靜葉環(huán)裝在汽缸內(nèi)壁或靜葉持環(huán)上，所以該類型的機(jī)組沒(méi)有葉輪和隔板。而采用靜葉環(huán)和靜葉持環(huán)結(jié)構(gòu)。低壓缸靜葉持環(huán)分布圖 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子可分為輪式轉(zhuǎn)子和鼓式轉(zhuǎn)子兩種基本類型。輪式轉(zhuǎn)子裝有安裝動(dòng)葉片

6、的葉輪，鼓式轉(zhuǎn)子則沒(méi)有葉輪(或有葉輪但其徑向尺寸小)，動(dòng)葉片直接裝在轉(zhuǎn)鼓上。通常沖動(dòng)式汽輪機(jī)采用輪式轉(zhuǎn)子。反動(dòng)式汽輪機(jī)為了減小轉(zhuǎn)子上的軸向推力，采用鼓式轉(zhuǎn)子。套裝轉(zhuǎn)子整鍛轉(zhuǎn)子組合轉(zhuǎn)子焊接轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉柵與對(duì)應(yīng)的靜葉環(huán)上的噴嘴葉柵構(gòu)成汽輪機(jī)的通流部分能量轉(zhuǎn)換單元。轉(zhuǎn)子工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，它除了要轉(zhuǎn)換能量、傳遞扭矩外，還要承受旋轉(zhuǎn)時(shí)自身質(zhì)量產(chǎn)生的離心力作用，因此要高強(qiáng)度金屬材料制成，在高溫區(qū)工作的轉(zhuǎn)子，要采用耐高溫耐熱高強(qiáng)度材料。為了提高通流部分的效率，轉(zhuǎn)子與靜子之間要保持小的間隙，要求轉(zhuǎn)子制造精密、裝配精確。下面是一臺(tái)西屋亞臨界600MW機(jī)組的轉(zhuǎn)子介紹：一根高壓轉(zhuǎn)子、一根中壓轉(zhuǎn)子、兩根低壓轉(zhuǎn)子和中

7、間軸與發(fā)電機(jī)組成汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)軸系。各轉(zhuǎn)子連接端均由與轉(zhuǎn)子一體的法蘭式聯(lián)軸器，采用螺栓剛性連接。高壓轉(zhuǎn)子和中壓轉(zhuǎn)子為鉻鉬釩鋼30Cr1Mo1V整鍛轉(zhuǎn)子，低壓轉(zhuǎn)子為鉻鉬釩鋼30Cr2Mo2V整鍛轉(zhuǎn)子。高、中、低壓轉(zhuǎn)子均無(wú)中心孔。避免了開(kāi)中心孔導(dǎo)致孔面工作應(yīng)力增加，使得機(jī)組工作應(yīng)力降低改善了機(jī)組的啟動(dòng)性能，縮短了啟動(dòng)時(shí)間。高壓轉(zhuǎn)子上有一調(diào)節(jié)級(jí)和11級(jí)壓力級(jí)。調(diào)節(jié)級(jí)為沖動(dòng)式，其余壓力級(jí)采用反動(dòng)式。由于反動(dòng)級(jí)動(dòng)葉片前后壓降比較大，采用轉(zhuǎn)鼓式結(jié)構(gòu)。即使這樣，轉(zhuǎn)子上所承受的軸向推力仍然大大高于沖動(dòng)式汽輪機(jī)。所以為了減小轉(zhuǎn)子所承受的總的軸向推力，在進(jìn)汽端設(shè)置了平衡活塞。平衡活塞就是加大了直徑的第一段軸封，就

8、是在轉(zhuǎn)子上加工有與汽封環(huán)高、低對(duì)應(yīng)的凸肩，由于凸肩兩側(cè)的蒸汽壓力不同，因此在凸肩上產(chǎn)生一個(gè)由高壓指向低壓方向的力。中壓轉(zhuǎn)子為雙流9級(jí)，采用雙流設(shè)計(jì)，不僅提高了動(dòng)葉的安全性，也使級(jí)的每組通流部分均勻變化，滿足最佳速比要求，獲得較高的效率，另外由于無(wú)平衡活塞而降低了漏汽損失。中壓葉片通流圖低壓轉(zhuǎn)子都為雙流7級(jí)。由于蒸汽進(jìn)入低壓缸后，蒸汽在低壓段由于密度減小使容積流量顯著增大，其容積流量成倍增加要求級(jí)平均直徑有較大的增加，為符合要求，前5級(jí)為鼓式，末兩級(jí)采用盤(pán)式葉輪結(jié)，而且有效地減輕轉(zhuǎn)子重量。低壓葉片通流圖聯(lián)軸器 用以將汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)組的各轉(zhuǎn)子互相連成一根軸系并傳遞扭矩、軸向力和轉(zhuǎn)子熱膨脹位移等。聯(lián)

9、軸器連成軸系時(shí)，應(yīng)使軸系形成一條平滑的曲線。 常用的聯(lián)軸器形式有剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器和齒性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器半撓性聯(lián)軸器葉型部分： 按照蒸汽經(jīng)過(guò)葉片時(shí)的膨脹程度來(lái)分為沖動(dòng)式葉片和反動(dòng)式葉片； 按照截面積變化分為等截面葉片和變截面葉片。葉根部分：T型，叉型和樅樹(shù)型。葉頂部分：安裝圍帶（也稱復(fù)環(huán)）和拉金（拉筋），安裝圍帶是為了減小葉片工作彎應(yīng)力，調(diào)整葉片自振頻率，減少葉頂漏汽。拉筋的作用是增加葉片的剛性，以改善其振動(dòng)特性。拉筋為612mm的實(shí)心或空心金屬圓桿，穿在葉型部分的拉筋孔中。拉筋與葉片間可以采用焊接結(jié)構(gòu)(焊接拉筋)，也可以采用松裝結(jié)構(gòu)(松裝拉筋或阻尼拉筋)。通常每級(jí)葉片上穿12圈拉筋，

10、最多不超過(guò)3圈。為了減少蒸汽泄漏和防止空氣漏入，需要有密封裝置，通常稱為汽封。汽封按其安裝位置的不同，可分為通流部分汽封、隔板(或靜葉環(huán))汽封、軸端汽封。反動(dòng)式汽輪機(jī)還裝有高、中壓平衡活塞汽封和低壓平衡活塞汽封。汽封的機(jī)構(gòu)多種多樣，目前大型汽輪機(jī)普遍采用迷宮式汽封。在裝汽封環(huán)的相應(yīng)轉(zhuǎn)子上有一系列的臺(tái)階形汽封槽，汽封環(huán)上加工有汽封齒，汽封齒有高齒和低齒，二者相間排列，分別對(duì)者轉(zhuǎn)子上的凹槽和凸肩。汽封環(huán)一般有多塊組成，置于汽封槽內(nèi)，并用彈簧片壓住。低壓部分汽封環(huán)上的汽封齒做成平齒轉(zhuǎn)子相配表面亦為平圓柱面，其結(jié)構(gòu)比高、低齒汽封簡(jiǎn)單。汽封齒尖端很薄，即使動(dòng)、靜間發(fā)生磨擦，其產(chǎn)生的熱量也不大，且汽封環(huán)是

11、有彈簧片壓住，磨碰時(shí)能作徑向退讓。汽封齒間隙在總裝時(shí)修正。通流部分汽封通流部分汽封 動(dòng)葉柵頂部和根部的汽封叫通流部分汽封，包括動(dòng)葉葉頂部圍帶(復(fù)環(huán))處的徑向汽封和動(dòng)葉根部處的汽封。它是用來(lái)阻止蒸汽從動(dòng)葉柵兩端泄漏。靜葉環(huán)汽封 汽輪機(jī)靜葉環(huán)(隔板)內(nèi)環(huán)之間的汽封稱為靜葉環(huán)汽封。由于泄漏的蒸汽不是以正確的方向和速度進(jìn)入動(dòng)葉，會(huì)引起進(jìn)入動(dòng)葉汽流的混亂而使級(jí)的效率降低，故在靜葉內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)子之間裝有汽封，以減少蒸汽從此處的泄漏。靜葉環(huán)汽封平衡活塞汽封 在轉(zhuǎn)子通流部分的對(duì)側(cè)，加大高壓外軸封的直徑，這個(gè)鼓形部分稱為平衡活塞。在活塞的兩端作用著不同的蒸汽壓力，以產(chǎn)生相反方向的軸向推力。為了防止平衡活塞兩側(cè)不同壓

12、力的蒸汽泄漏量過(guò)大，也設(shè)置了軸封，這就是平衡活塞軸封。軸端汽封 轉(zhuǎn)子穿過(guò)汽缸兩端處的汽封稱為軸端汽封簡(jiǎn)稱軸封，用以防止蒸汽漏出和空氣漏入汽輪機(jī)。 蒸汽從汽缸內(nèi)漏出造成工質(zhì)和能量損失，污染環(huán)境，并且會(huì)加熱近旁的軸徑或串進(jìn)軸承座而使?jié)櫥蛶?，惡化油質(zhì)。 空氣漏入汽缸內(nèi)影響凝汽器的真空使冷源損失增加，還會(huì)增加真空泵負(fù)荷，機(jī)組效率下降。低負(fù)荷時(shí)軸封工作流程高負(fù)荷時(shí)軸封工作流程前軸承座位于機(jī)組高壓缸的調(diào)閥端，為一鋼板焊接的長(zhǎng)方箱形結(jié)構(gòu)。它支承高壓轉(zhuǎn)子，并在轉(zhuǎn)子接長(zhǎng)軸上裝置主油泵輪及危急遮斷器。前軸承座還裝有差脹、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、偏心監(jiān)視及鍵相器的傳感器，此外，還裝有危急遮斷控制器及試驗(yàn)裝置。前軸承座有內(nèi)部

13、油管路系統(tǒng)，向安裝于前軸承座內(nèi)、外的部件供油。前軸承座之電機(jī)端兩側(cè)有凸臺(tái)，用于支承高壓缸貓爪，貓爪擱置于凸臺(tái)的支承鍵上。中軸承座，位于高壓缸和中壓缸之間，在其中裝有#2和#3徑向軸承，分別支承高壓轉(zhuǎn)子及中壓轉(zhuǎn)子。中軸承座內(nèi)還裝有推力軸承、轉(zhuǎn)子軸向位移與振動(dòng)監(jiān)視儀的傳感器。中軸承座調(diào)閥端和電機(jī)端兩側(cè)各有二支座，用來(lái)支承高壓缸及中壓缸貓爪。描爪擱置于支座的支承鍵上。軸承分為支持軸承和推力軸承兩種類型。徑向支持軸承用來(lái)承擱轉(zhuǎn)子的重量和旋轉(zhuǎn)的不平衡力，以保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心與汽缸中心一致，從而保證轉(zhuǎn)子與汽缸、汽封、廂板等靜止部分的徑向間隙正確。推力軸承承受蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，

14、以保證通流部分動(dòng)靜間正確的軸向間隙。所以推力軸承被看成轉(zhuǎn)子的定位點(diǎn)，或稱汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)靜子的相對(duì)死點(diǎn)。 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的重量和軸向推力都很大，旋轉(zhuǎn)速度又高，支撐軸承和推力軸承都采用以動(dòng)壓液體潤(rùn)滑理論為基礎(chǔ)的滑動(dòng)軸承，借助具有一定壓力的潤(rùn)滑油在軸徑與軸瓦間形成的油膜建立起潤(rùn)滑。這種軸承承載力大、適用壽命長(zhǎng)、制造加工容易、可靠性好，可以滿足汽輪機(jī)安全穩(wěn)定工作的需要。動(dòng)壓油膜形成的三個(gè)條件是：在兩個(gè)滑動(dòng)表面之間具有楔形間隙；兩個(gè)滑動(dòng)表面必須有一定速度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；最后一項(xiàng)是必須具有一定的粘度，以便能粘附于滑動(dòng)表面上。對(duì)于已經(jīng)設(shè)計(jì)好的軸承來(lái)講，最重要的是嚴(yán)格按照廠家要求調(diào)整軸承間隙。這樣才可以使油膜形成，防止

15、損壞軸承；吸收軸頸的受熱膨脹量；使軸承能夠承受極小的傾斜和彎曲，而不導(dǎo)致?lián)p壞。其間隙的大小與軸承的形式和尺寸以及軸頸的速度有關(guān)。同樣調(diào)整間隙也是工程上處理運(yùn)行故障的有效調(diào)整手段。支持軸承 支持軸承的型式很多，常用的有圓筒形軸承、橢圓形軸承、三油楔軸承和可傾瓦軸承等。高中壓缸轉(zhuǎn)子的徑向軸承采用可傾瓦軸承。#1低壓缸前軸承的上半為圓柱形，下半為兩塊可傾瓦。#1低壓缸后軸承、#2低壓缸前、后軸承這3只輔承均為徑向圓柱形軸承。圓筒形軸承1、3軸瓦；2螺釘；4、7墊片；5、10軸承墊塊；6定位銷；8軸承限位銷；9熱電偶橢圓形軸承三油楔軸承1調(diào)整墊片；2節(jié)流孔；3帶孔調(diào)整墊鐵；4軸瓦體；5內(nèi)六角螺釘；6止

16、動(dòng)墊圈；7高壓油頂軸進(jìn)油可傾瓦軸承可傾瓦軸承1軸瓦；2軸承體；3軸承體定位銷；4定位銷；5外墊片；6自位墊塊；7內(nèi)墊片；8軸承體定位銷； 9螺塞；10軸承蓋螺栓；11彈簧；12、14擋油板；13軸承蓋；15螺栓；16擋油環(huán)限位銷；17油封環(huán)；18油封環(huán)銷 推力軸承1球面座；2擋油環(huán)；3調(diào)節(jié)套筒；4推力軸承瓦塊安裝環(huán)；5反向推力瓦；6正向推力瓦；7出油擋油環(huán)；8進(jìn)油擋油環(huán)；9拉彈簧盤(pán)車裝置的作用a)在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前和停機(jī)后使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，以避免轉(zhuǎn)子受熱和冷卻不均而產(chǎn)生熱彎曲。b)盤(pán)車前盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，可以檢查動(dòng)靜部件間是否有摩擦、潤(rùn)滑油系統(tǒng)工作是否正常及主軸彎曲是否過(guò)大等，用來(lái)檢查汽輪機(jī)是否具備正常啟動(dòng)條件。對(duì)盤(pán)車裝置的要求 既能盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，又能在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子沖轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)速高于盤(pán)車轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)脫開(kāi)并使盤(pán)車裝置停止轉(zhuǎn)動(dòng)。盤(pán)車投入時(shí)間要求a)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，要投入盤(pán)車裝置（因?yàn)橛休S封供汽）；