第三节轴封及其系统
轴封的意义
间隙的存在：
①隔板和主轴的间隙，动叶顶部和汽缸的间隙；
②高压轴端，低压轴端。
设置轴封目的：
①在高压轴端防止蒸汽泄漏
①在高压轴端防止蒸汽泄漏；
②在低压轴端防止空气漏入。
齿形轴封高低齿轴封（曲径轴封）平齿轴封（光轴轴封）
一、齿形轴封
齿隙
曲径轴封工作原理
蒸汽在齿隙中加速?在汽室中突然扩大、碰撞、产生涡流?动能变为热能节流过程d l
δ
汽封直径
变为热能。等焓熵增节流过程。l l A d πδ
=齿隙面积：
l l x x
G A c μρΔ=l
x x l
G c const A ρμΔ==漏汽量：随着蒸汽膨胀，密度不断减小，蒸汽流速不断增大，最后一个齿隙流速最大。若齿隙前后压比小于临界压比，则汽流速度可以达到临界漏汽量为临界流量而其他齿隙的汽流速度x ρx c 度可以达到临界，漏汽量为临界流量，而其他齿隙的汽流速度均小于临界流速。
δ
取0.3～0.6mm ，精密度高时，取0.25～0.45mm
光轴轴封
光轴轴封漏汽量修正系数
?由于允许汽轮机主轴受热后有
较大的轴向位移，光轴轴封在低
较大的轴向位移光轴轴封在低
压缸应用广泛。
?光轴轴封漏气量较大。
光轴轴封漏气量较大
二、轴封系统
二轴封系统
轴封系统的功能是确保汽轮机轴端和汽轮机进汽阀（主汽门、调节门）阀杆端部处的严密性，防止蒸汽向外泄漏，防止空气从汽轮机低压缸轴端漏入汽缸内；收集利用汽轮机轴封、进汽阀杆的漏汽。低压缸轴端漏入汽缸内收集利用汽轮机轴封进汽阀杆的漏汽
轴封系统主要包括轴封、轴封冷却器及轴封风机、轴封蒸汽压力、温度调节器、压力调节阀、减温器以及相连的管道、阀门等。
轴封系统根据其功能又可分为轴封供汽、轴封漏汽和轴封回汽三大部分。
回收利用
启动初期
LP
HP IP LP
<01MPa
>0.1MPa
<0.1MPa
轴封供汽母管
主蒸汽
轴加
辅助蒸汽
至凝汽器
正常运行
回收利用
LP
HP IP LP
<01MPa
>0.1MPa
<0.1MPa
轴封供汽母管
主蒸汽
轴加
辅助蒸汽
至凝汽器
轴特
轴封系统特点
?轴封汽的利用
?低温低压汽源的利用
?防止蒸汽由端轴封漏入大气?防止空气漏入真空部分
第四节多级汽轮机轴向推力及其平衡
多级汽轮机的轴向推力及其平衡
一、轴向推力
?汽轮机在运行时，转子需要承受很大的轴向推力。
–对于反动式汽轮机轴向推力可达几百吨
–冲动式汽轮机轴向推力也达到几十吨之多
转子的轴向推力，由每级产生的轴向推力迭加
?转子的轴向推力，由每一级产生的轴向推力迭加
而成。每一级的轴向推力由以下三项组成：
1．动叶片上的轴向推力；
上的轴向推力
2．作用在叶轮轮面上的轴向推力；
作用在上的轴向推力
3．作用在轴肩上的轴向推力。
1.作用在动叶上
压力反动度
2.作用在叶轮面上
II
π??()()2222122
44z
m b d m b F d l d p d l d p π??=??????
?
?
?
当叶轮两侧轮毂直径相同，即
12d d d
==()2212()
4II z
m b d F d l d p p π??=????
?
式中：为隔板与叶轮之间蒸汽压力。
d p
隔板与叶轮间蒸汽压力的确定
抽汽效应和叶轮的泵浦效应
3.作用在轴的凸肩上、轴封凸肩上
在轴的轴封套，隔板轴封上的凸肩等，只要两端存在压力差和面
积差，都会产生轴向推力III
z F 个级上的轴向推力
总的轴向推力
I
II III z z z z
F F F F
=++一个级上的轴向推力整个汽轮机的转子轴向推力
1
1
1
1
n n n n
I II III
z z z z F F F F =++∑∑∑∑
二、轴向推力的平衡
（1）平衡活塞法
（2）相反流动布置法
（3）平衡孔
（4）推力轴承支撑
第五节单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率
一、极限功率的概念与计算
极限功率：在一定初、终参数和转速下，单排汽口凝汽式汽轮机所
能发出的最大功率。
回热抽汽凝汽式机组，极限功率为：
式中：
,max ,max mac el c t i m g
P G m h
ηηη=?Δ?—通过末级的最大流量；m —采用回热抽汽后的增大系数，m ＝1.1～1.2
—全机理想焓降，＝1000～1500kJ/kg ,max c G mac t h Δmac
t h Δ—相对内效率—机械效率—发电机效率
i ηm ηg η影响极限功率主要因素是末级蒸汽流量,max
c G
极限功率表达式