1、2022-3-3Joying1汽輪機結構特點汽輪機結構特點2022-3-3Joying2目錄A.A.汽輪機類型汽輪機類型B.B.汽輪機本體汽輪機本體 C. C. 汽輪機葉片汽輪機葉片D. D. 轉子轉子E E. . 汽缸汽缸F F. . 隔板隔板G.G.汽封汽封H H. .軸承軸承2022-3-3Joying3A.汽輪機類型汽輪機的分類汽輪機的分類 1. 1. 按工作原理分按工作原理分 沖動式汽輪機汽輪機-由沖動級組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，由沖動級組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動葉中只有少數膨脹。在動葉中只有少數膨脹?，F代沖動式汽輪機各級的反動度現代沖動式汽輪機各級的反動度一般在一般在5%3

2、0%5%30%的范圍內。的范圍內。 反動式汽輪機汽輪機-由反動級組成，蒸汽在噴嘴和動葉中膨由反動級組成，蒸汽在噴嘴和動葉中膨脹程度相同。由于反動級不能做成部分進汽，故調節機采脹程度相同。由于反動級不能做成部分進汽，故調節機采用單列沖動機或復速級。用單列沖動機或復速級。反動式汽輪機反動度常取反動式汽輪機反動度常取0.50.5，以使動葉和靜葉可取相同葉型，從而簡化制造工藝。以使動葉和靜葉可取相同葉型，從而簡化制造工藝。 2022-3-3Joying4A.汽輪機類型汽輪機的分類汽輪機的分類 2. 2. 按熱力特性分按熱力特性分 凝汽式汽輪機汽輪機-排汽在高度真空狀態下進入凝汽器凝結成水，有些排汽在高

3、度真空狀態下進入凝汽器凝結成水，有些小汽輪機沒有回熱系統，成為純凝汽式汽輪機。小汽輪機沒有回熱系統，成為純凝汽式汽輪機。 背壓式汽輪機汽輪機-排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當排汽作為其他排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當排汽作為其他中低壓汽輪機的工作蒸汽時，稱為前制式汽輪機。中低壓汽輪機的工作蒸汽時，稱為前制式汽輪機。 調節抽汽式汽輪機汽輪機-從汽輪機某級后抽出一定壓力的部分蒸汽對外從汽輪機某級后抽出一定壓力的部分蒸汽對外供熱，其余排汽仍進入凝汽器。由于熱用戶對供熱壓力有一定的要求，供熱，其余排汽仍進入凝汽器。由于熱用戶對供熱壓力有一定的要求，需要對抽汽壓力進行自動調節，故稱為調節抽汽。根據用戶

4、需要，有需要對抽汽壓力進行自動調節，故稱為調節抽汽。根據用戶需要，有一次調節抽汽和兩次調節抽汽。一次調節抽汽和兩次調節抽汽。 2022-3-3Joying5A.汽輪機類型汽輪機的分類汽輪機的分類 2. 2. 按熱力特性分按熱力特性分 抽汽背壓式汽輪機汽輪機-具有調節抽汽的背壓式汽輪機。具有調節抽汽的背壓式汽輪機。 中間再熱式汽輪機汽輪機-進入汽輪機的蒸汽膨脹到某一壓力進入汽輪機的蒸汽膨脹到某一壓力后，被全被抽出送往鍋爐的再熱器進性再熱，再返回汽輪后，被全被抽出送往鍋爐的再熱器進性再熱，再返回汽輪機繼續膨脹做功。機繼續膨脹做功。 混壓式汽輪機汽輪機-利用其他來源的蒸汽引入汽輪機相應的利用其他來源

5、的蒸汽引入汽輪機相應的中間級，與原來的蒸汽一起工作同常用于工業生產的流程中間級，與原來的蒸汽一起工作同常用于工業生產的流程中，作為蒸汽熱能的綜合利用。中，作為蒸汽熱能的綜合利用。 2022-3-3Joying6A.汽輪機類型汽輪機的分類汽輪機的分類 3. 3. 按汽流方向分按汽流方向分 軸流式汽輪機軸流式汽輪機-組成汽輪機的各級葉柵沿軸向依次排組成汽輪機的各級葉柵沿軸向依次排列，汽流方向的總趨勢是軸向的，絕大多數汽輪機都是列，汽流方向的總趨勢是軸向的，絕大多數汽輪機都是軸流式汽輪機。軸流式汽輪機。 輻流式汽輪機輻流式汽輪機-組成汽輪機的各級葉柵沿半徑方向依組成汽輪機的各級葉柵沿半徑方向依次排列

6、，汽流方向的總趨勢是沿半徑方向。次排列，汽流方向的總趨勢是沿半徑方向。 2022-3-3Joying7A.汽輪機類型汽輪機的分類汽輪機的分類 4. 4. 按用途分按用途分 電站汽輪機汽輪機-用于拖動發電機，汽輪發電機組需按供電用于拖動發電機，汽輪發電機組需按供電頻率定轉速運行，故也稱為定轉速汽輪機，主要采用凝汽頻率定轉速運行，故也稱為定轉速汽輪機，主要采用凝汽式汽輪機。也采用同時供熱的供電的汽輪機，通常稱為熱式汽輪機。也采用同時供熱的供電的汽輪機，通常稱為熱電汽輪機或供熱式汽輪機。電汽輪機或供熱式汽輪機。 工業汽輪機汽輪機-用于拖動風機，水泵等轉動機械，其運行用于拖動風機，水泵等轉動機械，其運

7、行速度經常是變化的，也稱為變轉速汽輪機。速度經常是變化的，也稱為變轉速汽輪機。 凝汽式供暖汽輪機汽輪機-在中低壓缸連通管上加裝蝶閥來調在中低壓缸連通管上加裝蝶閥來調節供暖抽汽量，抽汽壓力不像調節抽汽式汽輪機那樣維持節供暖抽汽量，抽汽壓力不像調節抽汽式汽輪機那樣維持規定的數值，而是隨流量大小基本上按直線規律變化。規定的數值，而是隨流量大小基本上按直線規律變化。2022-3-3Joying8A.汽輪機類型汽輪機的分類汽輪機的分類 5. 5. 按進汽參數分按進汽參數分 低壓汽輪機低壓汽輪機 新蒸汽壓力小于新蒸汽壓力小于1.5MPa1.5MPa 中壓汽輪機中壓汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為2.0-4

8、.0MPa2.0-4.0MPa 高壓汽輪機高壓汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為6.0-10.0MPa6.0-10.0MPa 超高壓汽輪機超高壓汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為12.0-14.0MP12.0-14.0MP 亞臨界汽輪機亞臨界汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為16.0-18.0MPa16.0-18.0MPa 超臨界汽輪機超臨界汽輪機 新蒸汽壓力大于新蒸汽壓力大于22.2MPa22.2MPa2022-3-3Joying9A.汽輪機類型汽輪機的類型代號汽輪機的類型代號 N: N: 凝汽式凝汽式 C: C: 一次調節抽汽式一次調節抽汽式 CC: CC: 兩次調節抽汽式兩次調節抽汽式 B:

9、B: 背壓式背壓式 CB: CB: 抽汽背壓式抽汽背壓式 H: H: 船用船用 Y: Y: 移動式移動式 k: k: 空冷式空冷式2022-3-3Joying10A.汽輪機類型汽輪機的型號汽輪機的型號 X XX XX 變型設計次序蒸汽參數額定功率(MW)汽輪機類型2022-3-3Joying11A.汽輪機類型汽輪機的型號汽輪機的型號 N3-2.35 凝汽式、額定功率3MW、初壓2.35 MPaC12-4.9/0.98 額定功率12MW、初壓4.9 MPa、抽汽 壓力0.98 MPaCC12-3.43/0.98/0.49額定功率12MW 、初壓3.43 MPa 、整抽汽壓力0.98 MPa、 二

10、級抽汽壓力0.49 MPaB3-3.43/0.49 背壓式額定功率3MW 、初壓3.43MPa 、 背壓4.9 MPaCB12-4.9/1.18/0.17 抽背式 額定功率12MW、初壓 4.9 MPa、抽汽壓力1.18 MPa、 背壓0.17 MPa2022-3-3Joying12A.汽輪機類型技術流派技術流派 歐洲以反動式汽輪機為主流（如歐洲以反動式汽輪機為主流（如SIEMENSSIEMENS），美、日以），美、日以沖動式汽輪機為主流沖動式汽輪機為主流( (如如GEGE、三菱重工），美國西屋公司、三菱重工），美國西屋公司采用反動式汽輪機。采用反動式汽輪機。 2022-3-3Joying13

11、A.汽輪機類型技術流派技術流派 1. 1. 結構比較結構比較 沖動式汽輪機的動葉片出、入口側比較薄，中間比較厚，沖動式汽輪機的動葉片出、入口側比較薄，中間比較厚，從入口到出口，流道截面積基本不變；反動式汽輪機葉片從入口到出口，流道截面積基本不變；反動式汽輪機葉片入口側比較厚，出口側比較薄，流道從入口到出口橫截面入口側比較厚，出口側比較薄，流道從入口到出口橫截面積逐漸縮小后再逐漸擴大。積逐漸縮小后再逐漸擴大。 沖動式級，動葉前后壓差小，可以做成葉輪式，這樣，沖動式級，動葉前后壓差小，可以做成葉輪式，這樣，轉子直徑可以做小，使隔板漏汽量減少，隔板漏汽少導致轉子直徑可以做小，使隔板漏汽量減少，隔板漏

12、汽少導致的效率提高完全可以彌補葉輪面磨擦的負面影響。少量的的效率提高完全可以彌補葉輪面磨擦的負面影響。少量的漏汽通過平衡孔流入下一級，不影響動葉中的流動。沖動漏汽通過平衡孔流入下一級，不影響動葉中的流動。沖動式在保證最佳速比的情況小，每級可以吸收較大的焓降，式在保證最佳速比的情況小，每級可以吸收較大的焓降，使級數減少，機身較短，降低成本，減少汽機房尺寸，降使級數減少，機身較短，降低成本，減少汽機房尺寸，降低土建成本。但主軸加工量的增加又使制造成本有一定的低土建成本。但主軸加工量的增加又使制造成本有一定的增加。增加。 2022-3-3Joying14A.汽輪機類型技術流派技術流派 2. 2. 制

13、造加工成本比較制造加工成本比較 反動式汽輪機級數大大多于沖動式汽輪機，一般說來反反動式汽輪機級數大大多于沖動式汽輪機，一般說來反動式汽輪機的級數約為沖動式汽輪機動式汽輪機的級數約為沖動式汽輪機2323倍，故加工成本倍，故加工成本來說，相同參數的汽輪機，反動式加工成本稍高于沖動式來說，相同參數的汽輪機，反動式加工成本稍高于沖動式汽輪機；汽輪機；2022-3-3Joying15A.汽輪機類型技術流派技術流派 3. 3. 效率比較效率比較 （1 1）高溫高壓，高轉速的背壓機組比較：反動式汽輪）高溫高壓，高轉速的背壓機組比較：反動式汽輪機效率較高；機效率較高； （2 2）中溫中壓、低溫低壓低速（冷凝、

14、背壓）汽輪機）中溫中壓、低溫低壓低速（冷凝、背壓）汽輪機組比較，沖動式汽輪機效率高；組比較，沖動式汽輪機效率高； （3 3）反動式汽輪機末級余速損失較大，故冷凝機組的）反動式汽輪機末級余速損失較大，故冷凝機組的排汽壓力設計偏高；沖動式汽輪機排汽壓力設計可以偏低，排汽壓力設計偏高；沖動式汽輪機排汽壓力設計可以偏低，增加了一定的效率。故在冷凝機組的比較上，要根據實際增加了一定的效率。故在冷凝機組的比較上，要根據實際機型情況來決定。機型情況來決定。 2022-3-3Joying16A.汽輪機類型工業汽輪機的結構特點工業汽輪機的結構特點 國內以杭汽集團為龍頭，杭汽股份以反動式為主，中國內以杭汽集團為龍

15、頭，杭汽股份以反動式為主，中能公司做沖動式汽輪機。能公司做沖動式汽輪機。 杭汽股份反動式汽輪機均采用單列沖動式調節級，而杭汽股份反動式汽輪機均采用單列沖動式調節級，而中能公司根據設計參數的不同，在低參數時（如中能公司根據設計參數的不同，在低參數時（如1.0MPa,2801.0MPa,280）也采用單列沖動式調節級，但在中溫中）也采用單列沖動式調節級，但在中溫中壓（如壓（如3.43MPa3.43MPa，435435）或者高溫高壓（）或者高溫高壓（8.83MPa8.83MPa，535535）時，采用雙列復速級，這樣使機組在保證效率的）時，采用雙列復速級，這樣使機組在保證效率的前提下，能減少壓力級數

16、，提高轉子剛性，使臨界轉速前提下，能減少壓力級數，提高轉子剛性，使臨界轉速能避開運行轉速。能避開運行轉速。2022-3-3Joying17B.汽輪機本體汽輪機本體是汽輪機設備的主要組成部分，它由轉子和汽輪機本體是汽輪機設備的主要組成部分，它由轉子和靜子組成。靜子組成。 轉子包括動葉、葉輪、主軸、聯軸節及緊固件等旋轉轉子包括動葉、葉輪、主軸、聯軸節及緊固件等旋轉部件。部件。靜子包括汽缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套、汽封、靜子包括汽缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套、汽封、軸承、軸承座、軸承座座架、底盤、滑銷系統及有關緊軸承、軸承座、軸承座座架、底盤、滑銷系統及有關緊固零件等。固零件等。2022-

17、3-3Joying18C.汽輪機葉片葉片的分類葉片的分類 動葉片（又稱工作葉片，簡稱葉片）動葉片（又稱工作葉片，簡稱葉片） 靜葉片（又稱噴嘴葉片）靜葉片（又稱噴嘴葉片） 動葉片安裝在轉子葉輪（沖動式汽輪機）或轉鼓（反動動葉片安裝在轉子葉輪（沖動式汽輪機）或轉鼓（反動式汽輪機）上，接受噴嘴葉柵射出的高速汽流，把蒸汽式汽輪機）上，接受噴嘴葉柵射出的高速汽流，把蒸汽的動能轉換成機械能，使轉子旋轉。的動能轉換成機械能，使轉子旋轉。2022-3-3Joying19C.汽輪機葉片葉片的結構葉片的結構 由葉根、工作部分（或稱葉身、葉型部分）、連接件由葉根、工作部分（或稱葉身、葉型部分）、連接件（圍帶或拉金）

18、組成。（圍帶或拉金）組成。2022-3-3Joying20C.汽輪機葉片葉片結構葉片結構 1.1.葉根葉根 緊固動葉，使其在經受汽流的推力和旋轉離心力作用下，緊固動葉，使其在經受汽流的推力和旋轉離心力作用下，不致于從輪緣溝槽里拔出來。不致于從輪緣溝槽里拔出來。 常用的結構型式有：常用的結構型式有： T T型、叉型和樅樹型等型、叉型和樅樹型等 。2022-3-3Joying21C.汽輪機葉片 葉 根 結 構（a）T型葉根；（b）外包凸肩T型葉根；(c）菌型葉根；（d）外包凸肩雙T型葉根；（e）叉型葉根；（f）樅樹型葉根2022-3-3Joying22C.汽輪機葉片1）T型葉根結構簡單、加工方便、

19、工作可靠為短葉片普遍采用。它的缺點是葉片的離心力對輪緣兩側截面產生彎矩，使輪緣有張開的趨勢。故將葉根和輪緣上做成凸肩形。2022-3-3Joying23C.汽輪機葉片2）菌型葉根葉根和輪緣的載荷分配比T型葉根合理，因而強度較高，但因加工復雜，其應用不如T型葉根廣泛。2022-3-3Joying24C.汽輪機葉片T型和菌型葉根屬于周向裝配式葉根。這類葉根的輪緣槽上開有一個或兩個缺口，葉片就從這些缺口一片片依次裝入輪緣槽中。最后裝在缺口處的葉片叫做封口葉片，研配裝入后用兩個鉚釘固定在輪緣上。周向裝配式葉根的缺點是當個別葉片損壞時，不能單獨拆換，而必須將部分或全部葉片拆下重裝。2022-3-3Joy

20、ing25C.汽輪機葉片3）叉型葉根葉根的叉尾直接插入輪緣槽內，并用兩排鉚釘固定叉尾數可根據葉片離心力大小選擇。叉型葉根強度高、適應性好，被大功率汽輪機末幾級廣泛采用。叉型葉根加工方便，便于拆換，但裝配時比較費工，且輪緣較厚，鉆鉚釘孔不便，所以整鍛轉子和焊接轉子不宜采用。2022-3-3Joying26C.汽輪機葉片4）樅樹型葉根葉根沿軸向直接裝入輪緣相應的樅樹槽中。這種葉根承載能力強葉根齒數可根據離心力大小決定，同時拆裝容易，故被大功率的調節級和末幾級采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。2022-3-3Joying27C.汽輪機葉片葉片結構葉片結構 2.2.葉型葉型 葉型部分是

21、葉片的基本部分，它構成汽流通道。葉型部分是葉片的基本部分，它構成汽流通道。 2022-3-3Joying28C.汽輪機葉片（a）等截面直葉片 （b）變截面扭曲葉片 1葉頂； 2葉型； 3葉根 2022-3-3Joying29C.汽輪機葉片葉片結構葉片結構 3.3.連接件連接件 成組葉片（葉片組）整圈連接葉片 單個葉片(自由葉片)2022-3-3Joying30C.汽輪機葉片 2022-3-3Joying31C.汽輪機葉片 整體圍帶鉚接圍帶彈性拱形圍帶2022-3-3Joying32C.汽輪機葉片拉金一般是以612mm的金屬絲或金屬管，穿在葉身的拉金孔中。拉金與葉片之間可以是焊接的（焊接拉金），

22、也可以是不焊接的（松拉金）。一般有12圈拉金，最多不超過3圈拉金。拉金處在汽流通道中間，將影響級內汽流流動，同時，拉金孔削弱了葉片的強度，所以在滿足振動和強度要求的情況下，有的長葉片可設計成自由葉片。2022-3-3Joying33C.汽輪機葉片實心焊接拉金實心松裝拉金空心松裝拉金剖分松裝拉金Z裝拉金2022-3-3Joying34C.汽輪機葉片2022-3-3Joying35C.汽輪機葉片2022-3-3Joying36C.汽輪機葉片2022-3-3Joying37C.汽輪機葉片l 葉片受力 離心拉應力離心力靜應力離心彎應力葉片受力穩定部分氣流彎應力氣流力交變部分動應力n 拉應力：葉型部分的

23、離心拉應力、圍帶和拉金離心力拉應力：葉型部分的離心拉應力、圍帶和拉金離心力n 彎應力：汽流作用力、離心力產生的彎應力、圍帶和拉金彎應力：汽流作用力、離心力產生的彎應力、圍帶和拉金對葉片產生彎應力對葉片產生彎應力2022-3-3Joying38C.汽輪機葉片l 葉片汽蝕 1. 部位 在濕蒸汽區域內工作的級沖蝕現象最為嚴重，一般發生在動葉片進汽側葉片頂部。2022-3-3Joying39C.汽輪機葉片l 葉片汽蝕 2. 原因 在汽輪機的末幾級中，蒸汽速度逐漸增大，水分在隔板靜葉出汽邊處形成水滴，水滴運動速度低于蒸汽速度，因此，進入動葉片時發生與動葉背弧面侵蝕。葉片越長，葉頂圓周速度越大，水滴撞擊動

24、葉背弧面的速度也越高。由于離心力作用，水滴向葉頂集中，故葉頂背弧面水蝕嚴重。2022-3-3Joying40C.汽輪機葉片l 葉片汽蝕 3. 措施在水蝕嚴重的部位（葉片進口邊背面上部）常采用抗水蝕能力的措施，具體做法有：鍍硬鉻、堆焊硬質合金層、焊硬質合金覆面或表面強化處理、熱處理等。其硬化層長度最好不超過150mm。2022-3-3Joying41C.汽輪機葉片l 葉片振動 葉片是一個彈性體，當突受外力作用后，葉片將產生自由振動，其頻率稱為葉片的自振頻率（或稱固有頻率）。葉片的自振頻率取決于葉片的尺寸、材料及葉片固定方式等因素。當葉片受到周期性的外力（激振力）作用時就會發生強迫振動。若葉片的自

25、振頻率等于或倍于激振力的頻率，葉片就會發生共振現象，使葉片的振幅增大，甚至造成葉片損壞。2022-3-3Joying42C.汽輪機葉片l 葉片振動 1. 原因 在汽輪機工作中，沿圓周方向汽流的不均勻將對葉片產生激振力，引起葉片振動。激振力按其頻率分為： 低頻激振力-第一類激振力 高頻激振力-第二類激振力低頻激振力對長葉片的影響較大，因為葉片較長時，其自振頻率較低，在低頻激振力的作用下容易引起共振。2022-3-3Joying43C.汽輪機葉片l 葉片振動 1. 原因 1）低頻激振力-第一類激振力 采用部分進汽時，葉片經過不進汽的弧段時，沒有蒸汽作用，引起一次擾動而產生激振力。 上、下隔板結合處

26、的靜葉由于結合不良引起汽流變化，產生激振力。 個別噴嘴或導葉由于制造或裝配工藝誤差，引起汽流不均勻，產生激振力。 級后局部汽流參數變化（節距不均勻、級后有抽汽口或排汽口有筋條存在等），產生激振力。2022-3-3Joying44C.汽輪機葉片l 葉片振動 1. 原因 2）高頻激振力-第二類激振力 由于噴嘴出口邊緣有一定厚度，使葉片每經過一個噴嘴時，所受的蒸汽作用力就要突然變化一次，因而產生一次激振力，由于噴嘴的數量較多，故激振力的頻率較高稱為高頻激振力。高頻激振力對短葉片的影響較大，因短葉片的自振頻率較高，在高頻激振力的作用下容易引起共振。2022-3-3Joying45C.汽輪機葉片l 葉片

27、振動 2. 葉片調頻方法改善葉根的研合質量或捻鉚葉根，增加葉片安裝緊力以提高剛性； 2）改善圍帶或拉金的連接質量； 3）改變葉片組的葉片數； 4）加裝拉金； 5）在葉片頂部鉆減荷孔。2022-3-3Joying46D.轉子作用作用 將蒸汽的熱能和動能轉變為旋轉的機械能并傳遞給發將蒸汽的熱能和動能轉變為旋轉的機械能并傳遞給發電機。電機。2022-3-3Joying47D.轉子組成組成 轉子是由主軸、葉輪、動葉柵、聯軸器等組成。轉子是由主軸、葉輪、動葉柵、聯軸器等組成。2022-3-3Joying48D.轉子分類分類（1 1）按制造工藝的不同：分為套裝轉子、整鍛轉子、組）按制造工藝的不同：分為套裝

28、轉子、整鍛轉子、組合轉子。一般來說，中溫中壓進汽參數的發電汽輪機，基合轉子。一般來說，中溫中壓進汽參數的發電汽輪機，基本上采用套裝轉子。高速工業驅動汽輪機采用整鍛轉子。本上采用套裝轉子。高速工業驅動汽輪機采用整鍛轉子。高參數進汽參數的發電汽輪機采用組合轉子，即前半部分高參數進汽參數的發電汽輪機采用組合轉子，即前半部分采用整鍛轉子，后半部分采用套裝轉子。采用整鍛轉子，后半部分采用套裝轉子。（2 2）按臨界轉速是否在運行轉速范圍內，分為剛性轉子）按臨界轉速是否在運行轉速范圍內，分為剛性轉子和柔性轉子。在啟動過程中，剛性轉子啟動就很方便，不和柔性轉子。在啟動過程中，剛性轉子啟動就很方便，不存在跨臨界

29、區域，而柔性轉子因需要快速的跨臨界，故要存在跨臨界區域，而柔性轉子因需要快速的跨臨界，故要求用戶在實際啟動過程中，要充分暖機，為快速跨臨界作求用戶在實際啟動過程中，要充分暖機，為快速跨臨界作好準備。好準備。（3 3）按形狀來分：轉輪型轉子和轉鼓型轉子。）按形狀來分：轉輪型轉子和轉鼓型轉子。2022-3-3Joying49D.轉子套裝轉子的葉輪、軸封套、聯軸節等部件是分別加工后紅套在階梯形主軸上的。各部件與主軸之間采用過盈配合，以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動，并用鍵傳遞力矩 2022-3-3Joying50D.轉子整鍛轉子的葉輪、軸封套和聯軸節等部件與主軸是由一整鍛件車削而成，無熱套部件

30、，這解決了高溫下葉輪與主軸連接可能松動的問題。整鍛轉子的中心通常打有100mm的中心孔，其目的主要是便于檢查鍛件質量，同時也可以將鍛件中心材質差的部分去掉，防止缺陷擴展，以保證轉子強度。2022-3-3Joying51D.轉子焊接轉子采用分段鍛造，焊接組合，它主要由若干個葉輪與端軸拼合焊接而成。 2022-3-3Joying52D.轉子組合轉子高溫段采用整鍛結構，而在中、低溫段采用套裝結構，形成組合轉子，以減小鍛件尺寸 。 2022-3-3Joying53D.轉子轉輪型轉子葉片裝在葉輪上，葉輪緊固在軸上，蒸汽對葉轉輪型轉子葉片裝在葉輪上，葉輪緊固在軸上，蒸汽對葉片的作用力靠葉輪傳給軸，轉子級數

31、較少，每一級中蒸汽片的作用力靠葉輪傳給軸，轉子級數較少，每一級中蒸汽的熱焓降較大，一般應用在沖動式汽輪機上。的熱焓降較大，一般應用在沖動式汽輪機上。轉鼓型轉子的葉片直接裝在轉鼓上，蒸汽對葉片的作用力轉鼓型轉子的葉片直接裝在轉鼓上，蒸汽對葉片的作用力靠轉鼓傳給軸，這種轉子結構簡單，彎曲度小，適用于級靠轉鼓傳給軸，這種轉子結構簡單，彎曲度小，適用于級數多，每級熱焓降不大和要求強度較大的反動式汽輪機上。數多，每級熱焓降不大和要求強度較大的反動式汽輪機上。2022-3-3Joying54D.轉子鼓式轉子2022-3-3Joying55D.轉子2022-3-3Joying56D.轉子2022-3-3Jo

32、ying57D.轉子2022-3-3Joying58D.轉子轉子是汽輪機的最重要的部套，其工作條件比較復雜。轉子是汽輪機的最重要的部套，其工作條件比較復雜。在設計中，重點需要關注的是臨界轉速和強度。這兩方在設計中，重點需要關注的是臨界轉速和強度。這兩方面在實際運行過程中主要體現在升速時跨臨界和超速時面在實際運行過程中主要體現在升速時跨臨界和超速時跳閘停機兩方面的保護。這兩方面，臨界轉速確定了汽跳閘停機兩方面的保護。這兩方面，臨界轉速確定了汽輪機運行的穩定性，強度方面確定了汽輪機運行的安全輪機運行的穩定性，強度方面確定了汽輪機運行的安全性。任何一方面出現問題均是沒法補救的，故我們在設性。任何一方

33、面出現問題均是沒法補救的，故我們在設計中需要重點關注這兩方面的問題，在實際使用中也需計中需要重點關注這兩方面的問題，在實際使用中也需對這兩方面重點關注，尤其是試車階段，必須明確確定對這兩方面重點關注，尤其是試車階段，必須明確確定該機組的臨界轉速和跳閘轉速，以免因這方面的疏忽造該機組的臨界轉速和跳閘轉速，以免因這方面的疏忽造成重大事故。成重大事故。2022-3-3Joying59D.轉子葉輪葉輪 1.1.作用作用 安裝動葉片并將動葉片上的轉矩傳遞給主軸。安裝動葉片并將動葉片上的轉矩傳遞給主軸。 2.2.結構結構 輪緣：開有安裝葉片的葉根槽；輪緣：開有安裝葉片的葉根槽； 輪面：將輪緣和輪轂或主軸連

34、成一體，開有平衡孔；輪面：將輪緣和輪轂或主軸連成一體，開有平衡孔； 輪轂：減小葉輪內孔應力的加厚部分；輪轂：減小葉輪內孔應力的加厚部分；2022-3-3Joying60D.轉子葉輪葉輪 3.3.分類分類 按葉輪斷面的型線分類按葉輪斷面的型線分類 1 1）等厚度葉輪：加工方便，軸向尺寸小，但強度低，）等厚度葉輪：加工方便，軸向尺寸小，但強度低，通常用于葉輪直徑較小的高壓部分；通常用于葉輪直徑較小的高壓部分； 2 2）錐形葉輪：加工方便，強度高；）錐形葉輪：加工方便，強度高； 3 3）等強度葉輪：無中心孔，強度最高，但加工要求高，）等強度葉輪：無中心孔，強度最高，但加工要求高，多用于輪盤式焊接轉子

35、。多用于輪盤式焊接轉子。2022-3-3Joying61D.轉子等厚度葉輪等厚度葉輪錐形葉輪錐形葉輪 等強度葉輪等強度葉輪2022-3-3Joying62D.轉子聯軸器聯軸器 1. 作用作用 連接汽輪機的各轉子及發電機轉子，并傳遞轉子上的扭連接汽輪機的各轉子及發電機轉子，并傳遞轉子上的扭矩。矩。2022-3-3Joying63D.轉子聯軸器聯軸器 2. 類型類型 1） 剛性聯軸器剛性聯軸器 優點：剛性高，傳遞扭矩大；結構簡單，尺寸??；減少優點：剛性高，傳遞扭矩大；結構簡單，尺寸?。粶p少了軸承個數，縮短了機組長度，廣泛應用于大功率汽輪了軸承個數，縮短了機組長度，廣泛應用于大功率汽輪機。機。 缺點

36、：傳遞振動和軸向位移，對轉子找中心要求高。缺點：傳遞振動和軸向位移，對轉子找中心要求高。2022-3-3Joying64D.轉子2022-3-3Joying65D.轉子2022-3-3Joying66D.轉子聯軸器聯軸器 2. 2. 類型類型 2）半撓性聯軸器）半撓性聯軸器 特點：有一定的彈性，可吸收部分振動，允許兩轉子的特點：有一定的彈性，可吸收部分振動，允許兩轉子的中心有少許偏差。用來連接汽輪機轉子與發電機轉子。中心有少許偏差。用來連接汽輪機轉子與發電機轉子。2022-3-3Joying67D.轉子2022-3-3Joying68D.轉子聯軸器聯軸器 2. 2. 類型類型 3）撓性聯軸器）

37、撓性聯軸器 特點：撓性聯軸器有較強的撓性，它允許兩轉子有相特點：撓性聯軸器有較強的撓性，它允許兩轉子有相對的軸向位移和較大的偏心，對振動的傳遞也不敏感，對的軸向位移和較大的偏心，對振動的傳遞也不敏感，但傳遞功率小，并且結構較為復雜，需要有專門的潤滑但傳遞功率小，并且結構較為復雜，需要有專門的潤滑裝置，因此一般只有在中小機組上采用，或用在小汽機裝置，因此一般只有在中小機組上采用，或用在小汽機與給水泵的連接上。與給水泵的連接上。2022-3-3Joying69D.轉子2022-3-3Joying70D.轉子2022-3-3Joying71D.轉子轉子主軸彎曲轉子主軸彎曲 原因： 汽輪機停機后沒有及

38、時投入盤車；汽輪機停機后沒有及時投入盤車； 汽輪機啟動時操作不合理；（如：軸封供汽時間過長、汽輪機啟動時操作不合理；（如：軸封供汽時間過長、暖機時間不夠充分）暖機時間不夠充分） 由于運行時振動較大，造成轉子彎曲；由于運行時振動較大，造成轉子彎曲； 在安裝或檢修時，葉輪、軸套等套裝件在軸上裝配尺在安裝或檢修時，葉輪、軸套等套裝件在軸上裝配尺寸不對，緊力不合適，運行一段時間后，因軸內應力過寸不對，緊力不合適，運行一段時間后，因軸內應力過大而彎曲變形。大而彎曲變形。2022-3-3Joying72D.轉子轉子斷裂轉子斷裂 原因： 1 1）損壞機理主要是低周疲勞和高溫蠕變損傷。）損壞機理主要是低周疲勞

39、和高溫蠕變損傷。 2 2）運行問題，主要是超速和發生油膜振蕩。）運行問題，主要是超速和發生油膜振蕩。 3 3）材料和加工問題，主要是存在殘余應力、白點、偏）材料和加工問題，主要是存在殘余應力、白點、偏析、夾雜物、氣孔等，材質不均勻性和脆性，加工和裝析、夾雜物、氣孔等，材質不均勻性和脆性，加工和裝配質量差。配質量差。2022-3-3Joying73E.汽缸l 作用 除了安裝靜子外，最重要的一個作用是將蒸汽和大氣隔開，形成能力轉換的環境。2022-3-3Joying74E.汽缸l 分類 汽缸根據所處位置不同可以分為高壓缸、中壓缸、低壓汽缸根據所處位置不同可以分為高壓缸、中壓缸、低壓缸。缸。根據工藝

40、不同，可以分為鑄造缸和焊接缸。一般來說，根據工藝不同，可以分為鑄造缸和焊接缸。一般來說，發電機組因設計參數比較固定，本體修改比較少，為了發電機組因設計參數比較固定，本體修改比較少，為了縮短加工周期和降低加工成本，一般采用鑄造缸。而驅縮短加工周期和降低加工成本，一般采用鑄造缸。而驅動機組因變化比較多，排缸一般設計成焊接排缸。動機組因變化比較多，排缸一般設計成焊接排缸。 還有一種就是因排汽壓力比較高，為防止前后缸接缸還有一種就是因排汽壓力比較高，為防止前后缸接缸處漏氣，做成整體缸。處漏氣，做成整體缸。 2022-3-3Joying75E.汽缸l 結構 汽缸上布置有進汽口、配汽機構、噴嘴箱、排汽口、

41、汽缸上布置有進汽口、配汽機構、噴嘴箱、排汽口、疏水口、抽汽口、軸承箱、檢查口、機腳、加強筋等，疏水口、抽汽口、軸承箱、檢查口、機腳、加強筋等，內部安裝著隔板和隔板套、汽封等部件。內部安裝著隔板和隔板套、汽封等部件。要求：要求：有足夠的強度和剛度、通流部分有較好的流動有足夠的強度和剛度、通流部分有較好的流動性能、各部分受熱時能自由膨脹且中心不變、形狀簡性能、各部分受熱時能自由膨脹且中心不變、形狀簡單對稱，還應盡量減小熱應力。單對稱，還應盡量減小熱應力。2022-3-3Joying76E.汽缸l 結構 水平對分的上半缸和下半缸，通過法蘭螺栓連接。 沿軸向分為高、中、低壓段，各段之間用法蘭螺栓連接。

42、 2022-3-3Joying77E.汽缸l 結構 1-蒸汽室；2-導汽管；3-上汽缸；4-排汽管口；5-法蘭；6-下汽缸；7-抽汽管口 2022-3-3Joying78E.汽缸l 結構 1. 高、中壓缸高、中壓缸 工作特點： 缸體承受蒸汽的高溫、高壓作用，熱應力和熱變形較 大，通常采用雙層結構。 優點： 每層汽缸承受的壓差和溫差減少，汽缸壁和法蘭的厚 度減薄，從而減小了啟、停及工況變化時的熱應力， 加快了啟、停速度，有利于改善機組變工況運行的適 應性。2022-3-3Joying79E.汽缸2022-3-3Joying80E.汽缸l 結構 2. 低壓缸 工作特點：保證足夠的剛度和良好的流動特

43、性，盡量 減小排汽損失。 采用鋼板焊接結構，并用加強筋加固； 排汽室采用徑向擴壓結構，以充分利用排汽余速動 能； 低壓缸進、出汽溫差大，為使外殼溫度分布均勻，可 以采用雙層甚至三層結構。2022-3-3Joying81E.汽缸 國產國產300MW雙層結構低壓缸雙層結構低壓缸1內缸；內缸；2外缸；外缸；3排汽室；排汽室；4擴壓器；擴壓器；5汽輪機后軸承；汽輪機后軸承；6隔板套；隔板套；7擴壓管斜前壁；擴壓管斜前壁；8進汽口；進汽口；9低壓轉子低壓轉子 2022-3-3Joying82E.汽缸 噴水減溫裝置噴水減溫裝置 在汽輪機啟動、空負荷及低負荷運行在汽輪機啟動、空負荷及低負荷運行時，蒸汽流量很

44、小，不足以帶走因鼓風摩擦時，蒸汽流量很小，不足以帶走因鼓風摩擦產生的熱量，使排汽溫度升高，排汽缸溫度產生的熱量，使排汽溫度升高，排汽缸溫度升高，引起汽缸的熱變形，使汽輪機動、靜升高，引起汽缸的熱變形，使汽輪機動、靜部分中心不一致，造成機組振動或發生事故。部分中心不一致，造成機組振動或發生事故。因此，有的汽輪機在排汽缸上裝設了噴水減因此，有的汽輪機在排汽缸上裝設了噴水減溫裝置，以防止排汽缸溫度過高。溫裝置，以防止排汽缸溫度過高。2022-3-3Joying83E.汽缸結構結構 3.3.進汽部分進汽部分 高壓缸的前端，即從調節閥到調節級噴嘴這段區域，是高壓缸的前端，即從調節閥到調節級噴嘴這段區域，

45、是汽輪機的進汽部分，它包括蒸汽室和噴嘴室，是汽輪機汽輪機的進汽部分，它包括蒸汽室和噴嘴室，是汽輪機中承受壓力和溫度最高的部分。中承受壓力和溫度最高的部分。2022-3-3Joying84E.汽缸噴嘴箱的構造2022-3-3Joying85E.汽缸結構結構 4.4.汽缸法蘭、螺栓加熱裝置汽缸法蘭、螺栓加熱裝置作用：減小汽缸、法蘭及連接螺栓間的溫差，縮短啟、作用：減小汽缸、法蘭及連接螺栓間的溫差，縮短啟、停時間。停時間。2022-3-3Joying86E.汽缸1、2-蒸汽連接口；3-平面槽；（a）高壓外缸法蘭；（b）、（c）法蘭螺栓加熱流程汽輪機法蘭螺栓加熱裝置示意圖 2022-3-3Joying

46、87E.汽缸l 支承 2022-3-3Joying88E.汽缸l 支承 1. 下貓爪支承（a）非中分面支承；（b）中分面支承1貓爪；2橫銷；3軸承座；4汽缸中分面2022-3-3Joying89E.汽缸l 支承 1. 下貓爪支承2022-3-3Joying90E.汽缸l 支承 2. 上貓爪支承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；7定位銷；8緊固螺栓；9壓塊2022-3-3Joying91E.汽缸l 支承 3. 內缸支承中分面支承非中分面支承2022-3-3Joying92E.汽缸l 支承 4. 臺板支承2022-3-3Joying93E.汽缸l 支承 5. 與

47、軸承座一體 中小型汽輪機的高壓缸，多采用垂直的半圓法蘭與前軸承座連成一體。在法蘭面上，采用一只立銷和兩只橫銷定位，使其在汽缸受熱面變形后，仍能和軸承座之間保持準確的中心位置。而低壓缸的低壓側和汽輪機的中軸承箱鑄成一體，低壓后部由左右兩個支承腳支在低壓缸的座架上。2022-3-3Joying94E.汽缸2022-3-3Joying95E.汽缸2022-3-3Joying96E.汽缸滑銷系統滑銷系統 1. 1. 作用作用 （1 1）保持汽缸和轉子中心一致，避免因熱脹導致中心變）保持汽缸和轉子中心一致，避免因熱脹導致中心變化，引起機組振動或動靜相擦；化，引起機組振動或動靜相擦； （2 2）保證汽缸能

48、自由膨脹，以免發生過大應力引起變形；）保證汽缸能自由膨脹，以免發生過大應力引起變形； （3 3）使轉子和靜子部分軸向和徑向間隙符合要求）使轉子和靜子部分軸向和徑向間隙符合要求. .2022-3-3Joying97E.汽缸滑銷系統滑銷系統 2. 2. 分類分類 立銷 用于引導汽缸垂直方向位移縱銷 用于引導汽缸、軸承箱水平軸向位移橫銷 用于引導汽缸、軸承箱水平橫向位移貓爪橫銷 保持汽缸與軸承箱之間的軸向位置不 變，同時引導汽缸水平橫向膨脹。角銷 用于限制軸承箱與臺板脫離2022-3-3Joying98E.汽缸滑銷系統滑銷系統2022-3-3Joying99E.汽缸滑銷系統滑銷系統2022-3-3J

49、oying100E.汽缸滑銷系統滑銷系統2022-3-3Joying101E.汽缸2022-3-3Joying102E.汽缸2022-3-3Joying103F. 隔板l 作用 隔板用以固定汽輪機各級的靜葉片和阻止級間漏汽，并將汽輪機通流部分分隔成若干個級。它可以直接安裝在汽缸內壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安裝在汽缸上。隔板通常做成水平對分形式，其內圓孔處開有隔板汽封的安裝槽。為了適應結構上的需要，沖動式汽輪機在汽缸上裝有支承隔板的隔板套，而反動式汽輪機在汽缸上裝的是支承靜葉環的靜葉持環。2022-3-3Joying104F. 隔板l 分類 2022-3-3Joying105F. 隔板l 分

50、類（a）普通焊接隔板；（b）帶加強筋的焊接隔板1隔板外環；2外圍帶；3靜葉片；4內圍帶；5隔板體；6徑向汽封；7汽封槽；8加強筋2022-3-3Joying106F. 隔板l 分類2022-3-3Joying107F. 隔板l 分類鑄造隔板1外緣；2靜葉片；3隔板體2022-3-3Joying108F. 隔板l 隔板套將相鄰幾級隔板裝在一個隔板套中，然后將隔板套裝在汽缸上，上下隔板套之間采用螺栓連接，隔板套在汽缸內的支承和定位采用懸掛銷和鍵的結構。隔板套通過其下半部分兩側的懸掛銷支承在下汽缸上，隔板套的上、下中心位置通過改變墊片的厚度來實現，其左右中心位置靠隔板套底部的平鍵或定位銷來定位。為保

51、證隔板套的熱膨脹，它與汽缸凹槽之間一般留有mm的間隙，隔板在隔板套或汽缸內的支承和定位也是采用懸掛銷和鍵支承定位結構。2022-3-3Joying109F. 隔板l 隔板套1上隔板套；2下隔板套；3連接螺栓；4上汽缸；5下汽缸；6懸掛銷；7墊片；8平鍵；9定位銷；10頂開螺釘2022-3-3Joying110F. 隔板l 隔板套2022-3-3Joying111F. 隔板l 靜葉環和靜葉持環反動式汽輪機沒有葉輪和隔板，動葉片直接嵌裝在轉子的外緣上，靜葉環裝在汽缸內壁或靜葉持環上。 2022-3-3Joying112G. 汽封類型類型 2022-3-3Joying113G. 汽封類型類型 2022-3-3Joying114G. 汽封類型類型 2022-3-3Joying115G. 汽封作用作用 1 1）軸端汽封）軸端汽封 高壓端的作用是減少蒸汽向外漏汽；低壓端汽封的作用高壓端的作用是減少蒸汽向外漏汽；低壓端汽封的作用是防止空氣漏入排汽缸破壞真空（冷凝機組）或者是防止是防止空氣漏入排汽缸破壞真空（冷凝機組）或者是防止蒸汽向外漏氣（背壓機組）。蒸汽向外漏氣（背壓機組）。2022-3-3Joying116G.