汽轮机本体部件结构介绍-马永杰

汽轮机本体结构介绍1 转子汽轮机转子采用整锻转子，材料为30Cr2Ni4MoV，转子总长3386mm，总重约3500kg（包括叶片）。

该转子包括调节级在内共7 级叶轮，所有叶轮为等厚截面叶轮，除调节级为菌形叶根外，其余为枞树型叶根槽。

在第1~6级叶轮盘上设有5个φ30mm的平衡孔，均布在直径为φ550mm 的节圆上，以减少叶轮两侧压力引起的转子轴向推力。

叶轮间的隔板汽封和轴端汽封均采用迷宫型汽封。

在转子第1、4、7 级叶轮凸缘上设有径向平衡螺塞孔，供做动平衡用。

2 动叶片由于本机组有较高的运行转速和较宽的转速运行范围（2840~5945 r/min），故所有动叶片均采用不调频叶片。

前三级动叶为直叶片，后四级为扭叶片。

调节级叶片材料采用2Cr12NiMo1W1V，2~4级叶片材料采用1Cr12W1MoV，5~6级叶片材料采用1Cr12Mo。

为防止水蚀，工作在湿蒸汽区的末级及次末级动叶片顶部进汽侧均采取防水蚀措施，以提高叶片的抗水蚀强度。

末级动叶片长度为365mm，材料采用1Cr12Ni2W1Mo1V。

3 动平衡转子装配时，为保证获得好的整体动平衡，各级都经过叶片的力矩平衡。

因此，转子装配后，制造厂只须进行低速动平衡，一般不必做高速动平衡，且转子经过制造厂严格的平衡试验后，电厂一般也不必重新进行动平衡。

转子的动平衡依靠在转子第1、4、7 级叶轮凸缘上设置的径向平衡螺塞孔内加放平衡螺塞来实现。

如果电厂需要重新动平衡，则可通过汽缸上的预留孔，用制造厂提供的专用工具来取、放平衡螺塞，不必揭缸。

4 联轴器由于机组在运行时，因温度变化而引起各轴承的标高有所改变。

为避免汽轮机转子和给水泵轴对接处及轴颈产生额外的挠曲变形而引起交变应力和振动，本机组采用鼓形齿式联轴器以补偿标高的变化值，使整个轴系形成一条圆滑过渡的曲线，保证轴系工作的稳定性和可靠性。

⑦轴承1 支持轴承本汽轮机前、后支持轴承均为可倾瓦轴承。

瓦块分别装在上、下剖分的轴瓦体内，上半三块，下半两块。

1.1 汽缸1.2.1概述汽缸内装隔板套、隔板、转子等，承受内部的蒸汽压力和温度，装于汽轮机基础台架上，用猫爪搭在相应的轴承箱上。

全机共有八段抽汽，其抽汽口位置及相应参数如表1-2：a 、高压缸：高压缸为双层缸，内缸用前后猫爪搭起在外缸前后侧的槽中。

内缸的膨胀死点位于内缸进汽管中心平面内，由平面内侧的立销和位于上缸顶部和下缸底部的纵销来保证内外缸的同心度。

外缸用前后猫爪搭在前后轴承箱上。

下缸后端各由立销一个与前后轴承箱定位，前后轴承箱在基础台板上，底部沿轴线各有纵销二个，两侧各有角销二个，汽缸膨缩时推拉两箱作纵向移动。

内外缸夹层在9级抽汽口前设有隔热环，阻流控制内外缸温度差在允许的规范内。

高压缸进汽用两个短管插入的办法进入内缸喷嘴室内，外层用法兰M42×3螺丝与外缸连接，其结构如图1—1所示：13892765图1-11、抽汽管接头2、螺旋遮热管3、进汽管连接法兰4、外缸5、活塞环6、内缸7、活塞环固定套筒 8、外套管 9、内套管高压缸内外缸承受的压力、温度很高，尤其是内缸承受的温度很高，因此高压缸内外缸都采用优质合金钢铸成，其材料为：高压缸内缸—ZG15Cr l MO l V，高压外缸—ZG20CrMO。

内外缸从水平中分面分为上下两部分，其结合面用法兰螺栓连接紧固，以保证运行中结合面严密不漏。

结合面螺栓规格如下：高压缸下部设有一段抽汽，为二个抽汽孔。

为揭缸方便，在内外缸结合面各设有4个T40×6顶丝，材质为#45钢。

b、中压缸中压缸为单层缸，由三段组成，采用高强度的耐热材料铸成，前段用EG15CrMolV—1，中段用HT20—40—T，末段用钢板焊接。

为了增加排汽室的刚度，减少排汽阻力，在排汽室中设置加强筋及导流装置。

排汽缸顶部左右各设有一个Ф500防爆门。

末段用垂直法兰螺栓连接紧固，在排汽缸内设有减温喷水装置Ф32×2.5喷水管,来自凝结水泵的冷凝水从Ф2小孔中喷出。

2. 汽轮机本体2.1 汽轮机本体结构阿尔斯通30万千瓦级汽轮机本体结构，有其自己的特点，由于本体结构上的众多特点，构成了阿尔斯通汽轮机独特的启动方式和运行特性。

本体结构大体上和通常机组一样由转动部分和固定部分组成。

转动部分主要有：叶片、叶轮、主轴和联轴器等部件；固定部分主要有：汽缸、蒸汽室、喷嘴组、隔板、隔板套、汽封、轴承、轴承座和机座等部件组成。

本体部分结构详见附图：汽轮机通流部分纵剖面图。

2.1.1 汽缸汽轮机组的汽缸设计，分高压缸、中压缸和低压缸三缸结构布置。

汽轮机由蒸汽的热能转变成旋转机械能的热力过程就在这三个汽缸内进行的。

汽轮机组各缸结构特性详见表2—1：表2—12.1.1.1 汽缸的一般性能汽轮机的汽缸分为3个模块。

在高压缸模块中，共有11级，其中包括调节级，全部为直叶片，根部直径为φ760～840mm，动叶片型线为改进后的2148CONS，具有良好的气动性能和加工工艺性，叶片按等β流型设计，出汽2角为21°。

通过改变静叶片型线的弦长来保证热力计算提供的出汽角和通流面积。

中压缸模块中共有12个级，全部为扭曲叶片级，根部直径为φ820～流型设计，出汽角均1220mm，动叶片型线为改进后的2448COB，叶片按等β2为24°。

低压缸模块为双分流结构，各由5级组成。

末级叶片高度为1055mm，根径为φ1680mm，轴向排汽面积为 2 ×9.36m2，在额定工况时的余速损失为36.65千焦／公斤，此模块的型号为L2.46，由于通流部分与内、外缸一起进行过多次汽动、强度和刚度试验，具有优良的性能。

各汽缸的设计效率分别为：高压缸：88 30％，中压缸：93．4％，低压缸：87. 9％（厂家资料介绍中由于部分尺寸的变动，各缸效率值不一致，需按最终资料核实）。

2.1.1.2 汽缸的结构高压缸为双层缸结构，内、外缸之间的空间在高压缸排汽室附近隔开，以维持内、外层之间有较高的温度（接近调节室温度）和较低的压力（高压缸排汽压力）。

汽轮机本体结构介绍第一部分常规汽轮机本体结构介绍一汽轮机主要构成汽轮机本体，汽轮机辅机系统，汽轮机调节控制系统。

1 汽轮机本体主要由转子、静子、轴承及轴承箱、盘车装置四大部分构成。

1.1转子:汽轮机通流中的转动部分,是汽轮机作功的关键部件,由主轴,叶轮,叶片,联轴器等主要零部件组成。

1.2静子: 汽轮机通流中的静止部分及汽轮机的外壳部分,由汽缸、隔板及隔板套、进汽部分、排汽部分、端汽封等主要零部件组成。

1.3轴承及轴承箱：支持轴承用来承受转子的重量并保持转子的径向位置，推力轴承用来固定转子的轴向位置，轴承箱用来安装轴承和轴承座。

1.4盘车装置：在进汽冲转前及停汽停机后使汽轮机继续保持低速旋转的装置，由电动机、减速器、离合器、操纵机构构成。

2 汽轮机辅机系统主要由油系统、汽封系统、疏水系统、凝汽系统、抽气系统组成。

2.1 油系统：主要用于向汽轮机各轴承和盘车装置提供润滑油，向转子联轴器提供冷却油，向调节保安部套提供压力油和安全油，向发电机密封系统提供密封油，向主轴顶轴装置提供顶轴油；主要由润滑油系统，顶轴油系统，油处理系统组成。

2.2 汽封系统：防止高中压缸内蒸汽向外泄漏进入汽机房和窜入轴承箱，防止空气漏入低压缸内影响机组真空度，回收高压及中压主汽阀及调节阀的阀杆漏汽；一般由汽源、调节阀站及其控制装置、减温装置、抽气装置、安全阀组成。

2.3疏水系统：确保在机组启动、停机、升负荷、降负荷运行，蒸汽参数大幅度波动或在异常情况下将汽轮机本体及其本体阀门以及与汽缸连接的各管道内的凝结水排泄出去，从而防止汽轮机进水造成汽缸变形、转子弯曲、动静碰磨，甚至引起叶片断裂。

典型的疏水系统由疏水分管、母管、自动疏水阀、疏水孔板、疏水扩容器、排汽管以及各种消能装置和挡水板组成。

2.4凝汽系统：保证汽轮机排汽在凝汽器中不断凝结，并使凝汽器达到所要求的真空值；是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备；接受机组启停和正常运行中的疏水；接受机组启停和甩负荷过程中的旁路排汽。

第二章汽轮机本体结构第一节汽缸及滑销系统汽缸是汽轮机的外壳，是汽轮机最重要的部件之一。

也是汽轮机中重量大，形状和受力状态复杂的一个部件。

汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽热能转换为机械能的封闭汽室。

并在其内部支承固定喷嘴组、隔板套(静叶持环)、隔板(静叶环)、汽封等静止部件。

汽缸外部还连接有进汽、排汽、回热抽汽及疏水等管道以及支承座架等。

汽缸应具有足够的强度和刚度，以承受工作时汽缸内外的压力差、蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力和各种连接管道热状态时对汽缸的作用力。

同时，能承受各零件的自重和管道的安装拉力，以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均而引起的热应力。

特别是在快速启动、停机和工况变化时，将引起很大的温度变化，会在汽缸和法兰中产生很大的热应力和热变形。

不同机组的汽缸有不同的结构特点，它受机组容量、新汽参数、排汽参数、是否采用中间再热以及制造厂家的制造方法、工艺水平等各方面的影响。

例如，根据进汽参数的不同，可分为高压缸、中压缸和低压缸；按每个汽缸的内部层次可分为单层缸、双层缸和三层缸；按通流部分在汽缸内的布置方式可分为顺向布置、反向布置和对称分流布置：按汽缸形状可分为有水平接合面的或无水平接合面的和圆筒形、圆锥形、阶梯圆筒形或球形等等。

本机组的汽缸采用高、中压汽缸合缸的结构。

因为进汽参数较高，为减小汽缸应力，增加机组启停及变负荷的灵活性，高、中压汽缸设计为双层缸结构。

本机组有两个低压缸。

由于低压排汽容积流量很大，要求较大的排汽面积。

为此，低压汽缸采用了流量等分、几何形状相同的双分流结构，即低压汽缸带有两个排汽口。

这样，既可增大排汽面积避免采用过长的末级叶片，又可减少机组的轴向推力。

为了减少温度梯度，低压缸设计成三层缸结构。

一、汽缸的结构特点机组的高、中压汽缸和低压汽缸由于工作条件的差异，具有不同的结构特点，现分别介绍如下：1．高、中压汽缸高、中压汽缸采用的是合缸结构，通流部分反向布置型式，其结构见图2-1所示。