1、汽輪機結構分析1;.汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件一、部件分類一、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、聯軸器等；汽輪機結構與部件二、汽缸二、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和靜葉持環）、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。 汽輪機結構與部件1. 汽缸分類：1）高壓缸：雙層缸體；

2、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；汽輪機結構與部件三、隔板三、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。 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

3、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;.13/107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。汽輪機結構與部件四、噴嘴（靜葉）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，現在整鍛內環張銑出葉片，再焊 上外環制成。汽輪機結構與部件五、汽封五、汽封 汽輪機工作時，轉子高速旋轉而靜子部分不動，動、靜部

4、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。 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；汽輪機結構與部件六、軸承六、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。 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

5、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“相對死點相對死點”。汽輪機結構與部件七、滑銷七、滑銷 汽輪機在啟動、停機和工況變化時，溫度發生變化，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。滑銷系統通常由橫銷、縱銷、立銷等組成。 汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件立銷汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件汽輪機結構與部件八、轉子八、轉子 汽輪機轉子的作用是匯集

6、各級動葉柵所得到的機械能并傳給發電機。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。可分為套裝式、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。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、汽封齒和聯軸器等

7、。 優點：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。 汽輪機結構與部件b）整鍛轉子：由整體鍛件加工而成，葉輪、聯軸器對輪及推力盤與主軸 是一個完整的整體部件。 優點：結構緊湊，強度和剛度較高，不會出現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

8、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。 汽輪機結構與部件c）組合轉子 ：為充分發揮整鍛式和套裝式轉子的優點，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。 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

9、的高、中、低壓轉子全部為焊接轉子。 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。 汽輪機結構與部件九、動葉片九、動葉片 套將蒸汽動能轉化為機械能并驅動發電機發電的部件。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

10、動級。 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。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。這種葉根叉尾數可根據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級和末幾級。汽輪機結構與部件 c）樅樹型葉根

11、：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。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。 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。 可分為

12、整體圍帶、鉚接或焊接圍帶和彈性拱形圍帶。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612mm 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。 汽輪機結構與部件十、聯軸器十、聯軸器 聯軸器又稱靠背輪，它的作用是連接汽輪機的各轉子及發電機轉子，并傳遞轉子上的扭矩。按照結構和特性，聯軸器可分為剛性聯軸器、半撓性聯軸器和撓性聯軸器三種形式。 1. 剛性

13、聯軸器：剛性聯軸器用螺栓將兩根軸端部的對輪緊緊地連接在一起。其優點是連接剛性高，傳遞扭矩大；結構簡單，尺寸小；減少了軸承個數，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汽輪機轉子汽輪機結構與部件 2）半撓性聯軸器：半撓性聯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，而彎曲方向是撓性的。波形套筒具有一定的彈性，故可吸收部分振動，并允許兩轉子的中心有少許偏差，而這種偏差是汽輪機與發電機運行時由于熱膨脹不同可能出現的。因此半撓性聯軸器被廣泛用來連接汽輪機轉子與發電機轉子，國產200MW、300MW機組的汽輪機轉子與發電機轉子之間都采用了這種聯軸器。 ;.43/107汽輪機結構與部件 2）撓性聯軸器：用于小型汽輪機，分為齒形聯軸器和