汽轮机原理汽轮机主要零部件结构

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1、汽轮机原理及系统能源与动力工程学院赵亚菊南京工程学院汽轮机原理及系统第六章　汽轮机主要零件结构汽轮机的工作条件：高温、高压、高转速热应力(拉应力、压应力)热膨胀(汽缸和转子热膨胀、胀差)热变形(汽缸热变形、转子热变形-----大轴弯曲)热疲劳、高温蠕变(影响汽轮机寿命的重要因素)强度(静强度、动强度)刚度(零部件受力后变形情况)振动影响机组安全性的因素(强度的角度)汽轮机本体汽缸、隔板套隔板、喷嘴组、静叶持环、静叶汽封(轴封、隔板汽封、通流部分汽封)轴承(支持轴承、推力轴承)滑销紧固零件静止部分转动部分主轴、叶轮、动叶片、围带、拉金联轴器盘车

2、装置上汽－西门子1000MW汽轮机纵剖面图14+２*13+2*2*6共64级结构级1－液压盘车装置2－高压部分/1号轴承座3－高压缸轴承4－转子5－高压部分/高压缸6－高压部分/高压叶片7－高压部分/2号轴承座8－径向推力联合轴承9－中压部分/中压缸10－中压部分/中压叶片11－中低压连通管12－中压部分/3号轴承座13－中压缸轴承14－低压部分/低压缸15－低压部分/低压叶片16－低压部分/4号轴承座17－1号低压缸轴承18－低压部分/5号轴承座19－2号低压缸轴承２.1汽轮机静止部分的结构一、汽缸要求：强度和刚度；严密性；流动性能好；自由

3、膨胀；汽缸法兰厚度尽量薄、结构形状简单对称、节约材料、便于安装和施工。（一）汽缸的作用：汽缸是汽轮机的外壳，它承受载荷、蒸汽对静止部分的反作用力、热应力。其作用：①起着封闭的作用。它将进入汽轮机的工质与外界隔绝，使工质在一个封闭的空间流动做功；②起定位支承的作用。它内部安装隔板、喷嘴和轴封等部件，外部连接进汽、排汽和抽汽等管道；③它与这些附件一起起到组织汽流流动的作用。使进汽、排汽和抽汽有规律的分配。（二）汽缸的结构：１、汽缸通常分上汽缸和下汽缸，水平对分(保证汽轮机安装和检修方便)２、汽缸通常单缸或多缸单缸分为高压段、中压段、低压段多缸分为

4、高压缸、中压缸、低压缸(保证合理利用材料等)３、汽缸通常分单层缸和双层缸(高参数大容量的汽轮机高、中压缸)高参数大容量的汽轮机高、中压缸常采用双层缸的原因：采用双层缸，在内外缸之间通入低与初参数的蒸汽，使内缸和外缸承受的压差、温差大大减小，每层缸相应减薄。因此：启动、停机、变工况时汽缸的热应力减小；加快了启停速度，实现了机组的快速启停；外缸温度低于内缸，节省了优质耐热合金钢；外缸的内、外压差比单层汽缸时降低了许多，因此减少了汽缸结合面漏汽的可能。４、蒸汽在汽缸中的流动通常分为顺向布置、反向布置、对称分流布置（平衡轴向推力）上汽－西门子1000

5、MW汽轮发电机组三维立体视图高压缸采用双层缸单流程设计，包括高压外缸和高压内缸。外缸为独特的桶形设计;内缸为垂直纵向平中分面结构，各级静叶直接装在内缸上。高压缸缸体整个周向壁厚为旋转对称，无需局部加厚，避免了不理想的材料集中和非对称变形及局部热应力，使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小，将热应力保持在一个很低的水平。高压缸纵剖面图1－高压转子2－高压外缸进汽端3－高压外缸排汽端4－高压内缸高压内缸有中分面设置于垂直方向将汽缸分为左右两半，采用高温螺栓进行连接，螺栓不需要承受内缸本身的重量，可减少螺栓应力，无高应力的高温蠕变问题，

6、安全可靠性好。1级低反动度叶片和13级反动式扭叶片直接装在内缸上。高压缸结构示意图1－2号轴承座2－径向推力联合轴承3－高压转子4－高压内缸5－第一级斜置静叶6－高压静叶7－高压动叶8－高压外缸进汽段9－高压进汽口10－补汽阀进汽口11－高压外缸排汽段12－高压轴承13－1号轴承座14－液压盘车中压缸采用双流程、双层缸设计，内缸和外缸均在水平中分面上分为上、下两半，采用法兰螺栓进行连接。蒸汽从中压中部通过进汽插管直接进入中压内缸，流经对称布置的双分流叶片通道至汽缸的两端，然后经内外缸夹层汇集到中压缸上半中部的中压排汽口，经中低压连通管流向低压

7、缸。由于通流部分采用双分流布置，转子轴向推力基本能够左右平衡。中压缸中压缸纵剖面图1－中压转子2－中压外缸上半3－中压外缸下半4－中压内缸上半5－中压内缸下半6－A5抽汽口7－中压进汽口8－A4抽汽口低压缸采用两个双流、双层缸设计，内、外缸均由钢板拼焊而成，均在水平中分面分开成上下半，采用中分面法兰螺栓进行连接。来自中压缸的蒸汽通过汽缸顶部的中低压连通管接口进入低压缸中部，再流经双分流低压通流叶片至两端排汽导流环，蒸汽经排汽导流环后汇入低压外缸底部进入凝汽器。低压外缸采用现场拼焊，直接坐落于凝汽器上，大大降低了运转层基础的负荷。低压内缸通过其

8、前后各两个猫爪，搭在前后两个轴承座上，支撑整个内缸、持环及静叶的重量，并以推拉杆装置与中压外缸相连，以保证动静间隙。外缸和内缸之间的相对膨胀通过在内缸猫爪处的汽缸补