汽轮机工作原理及结构

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1、汽轮机工作原理及结构二00七年七月汽轮机是一种能量转换装置电能的生产过程是一系列的能量转换过程锅炉将水变为蒸汽的热能汽轮机将蒸汽的热能转变成轴旋转的机械能发电机把机械能转变成电能汽轮机的优点热效率高凝汽式汽轮机组综合热效率高达40%供热式机组综合热效率高达80%连续工作的回转机械，可以具有较大功率目前单台机组容量已突破1300MW运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利用率一般可保持3～4年大修一次汽轮机的应用领域发电拖动火力发电厂、核电厂工业拖动钢铁厂、造纸厂、化工厂舰船拖动大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰汽轮机的基本概念汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转

2、式原动机。按其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。蒸汽热能动能机械能冲动式汽轮机工作原理蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转作功，将蒸汽的动能变成叶轮轴旋转的机械能。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。单级冲动式汽轮机左图所示：蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力由p0降至p1，流速从c0增至c1，将蒸汽的热能转变为动能。蒸汽进入动叶栅后，改变流动方向，产生了冲动作用力使叶轮旋转作功，将蒸汽动能转变为转子的机械能。蒸汽离开动叶栅的速度降至c2。由于蒸汽在动叶栅

3、中不膨胀，所以动叶栅前后压力相等，即p1=p2。双列汽轮机工作原理多级冲动式汽轮机左图所示为一种具有三个冲动级的多级冲动式汽轮机。整个汽轮机的比焓降分别由三个冲动级加以利用。蒸汽进入汽缸后，在第一级喷嘴2中发生膨胀，压力由p0降至p1，汽流速度由co增至c1，然后进入第一级动叶栅3中作功,作功后流出动叶栅的汽流速度降至c2，由于蒸汽在动叶栅中不发生膨胀，动叶栅后的压力（即第一级后压力）即等于喷嘴后的压力p1，从第一级流出的蒸汽，再依次进入其后的两级并重复上述作功过程，最后从排汽管中排出。反动作用原理蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在动叶片中也同样发生的汽轮机，

4、叫做反动式汽轮机。在反动式汽轮机中，蒸汽不但在喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由p0降至p1，速度由c0增至c1，高速汽流对动叶产生一个冲动力；而且在动叶栅中也膨胀，压力由p1降至p2，速度由动叶进口相对速度w1增至动叶出口相对速度w2,汽流必然对动叶产生一个由于加速而引起的反动力，使转子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。多级反动式汽轮机剖面图汽轮机的分类-1按热力过程特性分类凝汽式汽轮机进入汽轮机的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部排入凝汽器。背压式汽轮机排汽压力高于大气压力的汽轮机称为背压式汽轮机。调节抽汽式汽轮机部分蒸汽在一种或两种给定压力下抽出对外供热，其余蒸汽作功后

5、仍排入凝汽器。中间再热式汽轮机新蒸汽经汽轮机前几级作功后，全部引至加热装置再次加热到某一温度，然后再回到汽轮机继续作功。汽轮机的分类-2按工作原理分类冲动式汽轮机按冲动作用原理工作的汽轮机称为冲动式汽轮机反动式汽轮机按反动作用原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机混合式汽轮机由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成的汽轮机称为混合式汽轮机汽轮机的分类-3按新(主)蒸汽压力分类低压汽轮机　新蒸汽压力为1.2MPa～2MPa；中压汽轮机　新蒸汽压力为2.1MPa～8MPa；高压汽轮机　新蒸汽压力为8.1MPa～12.5MPa；超高压汽轮机新蒸汽压力为12.6MPa～15.1

6、MPa；亚临界汽轮机新蒸汽压力为15.1MPa～22MPa；超临界汽轮机新蒸汽压力为22.12MPa～25MPa；超超临界汽轮机新蒸汽压力为25.0MPa以上。汽轮机的结构汽轮机由转动部分和静止部分所组成。汽轮机转动部件的组合体称为转子，它包括主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及装在轴上的其他零件。蒸汽作用在动叶栅上的力矩，通过叶轮、主轴和联轴器传递给发电机或其他设备，并使它们旋转而作功。汽轮机的静止部分包括基础、台板(机座)、汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件，但主要是汽缸和隔板。汽轮机剖面图汽轮机转子汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮

7、本身离心力所引起的应力，而且还承受着由温度差所引起的热应力。此外，当转子不平衡质量过大时，将引起汽轮机的振动。因此，转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。套装转子套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套(过盈配合)在主轴上，并用键传递力矩。主轴加工成阶梯形，中间直径大，只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分，其工作温度一般在400℃以下。组合转子根据各段的工作条件不同，在同一转子上，高压部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装结构，