汽轮机---结构

汽轮机结构介绍一、汽轮机的基本结构汽轮机是一种能够将热能转化为机械能的热能机械装置，其基本结构包括以下几个主要部分。

1. 燃烧系统：汽轮机的燃烧系统用于将燃料燃烧产生的高温高压气体引入汽轮机的工作部分。

燃烧系统由燃烧室、燃料供应系统和点火系统等组成。

2. 压气机：压气机是汽轮机的核心部件之一，用于将大气中的空气压缩，并将压缩空气送入燃烧室。

压气机通常采用多级式结构，每一级都由转子和定子组成，通过转子的高速旋转将空气压缩。

3. 燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的主要工作部分，其通过高温高压气体的膨胀驱动轴的旋转，从而产生机械能。

燃气轮机由转子和定子组成，转子上装有叶片，当高温高压气体通过叶片冲击转子时，转子开始旋转。

4. 透平：透平是汽轮机中的一个关键部件，其主要作用是将燃气轮机输出的高速旋转运动转化为有用的功。

透平通常由多级叶片组成，通过叶片的反作用力使得透平旋转，并将旋转能转化为动力输出。

5. 发电机：发电机是汽轮机的输出部分，其将汽轮机产生的机械能转化为电能。

发电机通常由转子和定子组成，转子通过汽轮机输出的轴的旋转驱动，从而使定子中的线圈产生感应电动势，最终输出电能。

二、汽轮机的工作过程汽轮机的工作过程可以分为以下几个步骤。

1. 压缩过程：在汽轮机的工作过程中，压气机将大气中的空气进行压缩，使得空气的压力和温度升高。

2. 燃烧过程：经过压缩后的空气进入燃烧室，与燃料进行燃烧，产生高温高压气体。

3. 膨胀过程：高温高压气体进入燃气轮机，推动燃气轮机的转子旋转，从而产生机械能。

4. 发电过程：燃气轮机输出的轴通过透平的旋转将机械能转化为电能，最终输出为电力。

三、汽轮机的应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。

1. 发电：汽轮机在发电领域中的应用非常广泛，特别是在火力发电和核电站中，汽轮机是主要的发电设备。

2. 航空：航空领域中的喷气式飞机通常采用燃气涡轮发动机，其基本结构和汽轮机类似，通过燃烧产生的高温高压气体推动飞机的前进。

汽轮机一、概述又名“蒸汽透平”，是以蒸汽为工质，将热能转变为机械能的高速旋转式原动机。

二、汽轮机的分类汽轮机用途广泛，类型繁多，可以从不同的角度对汽轮机进行分类：（一）按工作原理分１、冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，蒸汽主要在喷管叶栅（或静叶栅）中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。

２、反动式汽轮机：主要由反动级组成，蒸汽在喷管叶栅（或静叶栅）和动叶栅中都进行膨胀，且膨胀程度相同。

３、冲动反动联合式汽轮机：现代喷管调节的反动式汽轮机，因反动式不能做成部分进汽，故第一级调节级经常采用单列冲动级或双列速度级。

（二）按主蒸汽参数分类１、低压汽轮机：主蒸汽压力小于１．５Ｍｐａ２、中压汽轮机：主蒸汽压力为２～４Ｍｐａ３、高压汽轮机：主蒸汽压力为６～１０Ｍｐａ４、超高压汽轮机：主蒸汽压力为１２～１４Ｍｐａ（三）按热力性能分类１、凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀作功，进入高度真空状态下的凝汽器，凝结成水。

２、背压式汽轮机：排气压力高于大气压力，直接用于供热，无凝汽器。

３、中间再热汽轮机：蒸汽在汽轮机内膨胀做功过程中被引出，再次加热后返回汽轮机继续膨胀做功。

４、调整抽汽式汽轮机：从汽轮机中间某几级后抽出一定参数、一定流量的蒸汽（在规定的压力下）对外供热，其排汽仍排入凝汽器。

根据供热需要，有一次调整抽汽和二次调整抽汽之分。

三、汽轮机的原理汽轮机是一种实现蒸汽能量转化的装置。

它的作用是把蒸汽的热能转换为旋转的机械能，带动压缩机和其它设备运转。

汽轮机的工作原理：具有一定压力和温度的蒸汽，在特殊形状的喷嘴中把蒸汽的热能转化为动能，获得很高速度的蒸汽，作用在转子的叶片上，蒸汽的动能转换为旋转的机械能。

汽轮机的工作性能取决于蒸汽的压力、温度、流量和凝结器的负压程度。

四、汽轮机结构（结合动画、视频）汽轮机本体由转动部分、静止部分、控制部分和盘车装置组成。

（一）转动部分转动部分称为转子，主要零部件有动叶片、叶轮、联轴器、主轴等相关紧固件。

汽輪機工作原理和結構一、汽輪機工作原理汽輪機是將蒸汽の熱能轉換成機械能の蝸輪式機械。

在汽輪機中，蒸汽在噴嘴中發生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變為動能。

如圖1所示。

高速汽流流經動葉片3時，由於汽流方向改變，產生了對葉片の衝動力，推動葉輪2旋轉做功，將蒸汽の動能變成軸旋轉の機械能。

圖1 衝動式汽輪機工作原理圖1-軸；2-葉輪；3-動葉片；4-噴嘴二、汽輪機結構汽輪機主要由轉動部分(轉子)和固定部分(靜體或靜子)組成。

轉動部分包括葉柵、葉輪或轉子、主軸和聯軸器及緊固件等旋轉部件。

固定部件包括氣缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套(或靜葉持環)、汽封、軸承、軸承座、機座、滑銷系統以及有關緊固零件等。

套裝轉子の結構如圖2所示。

套裝轉子の葉輪、軸封套、聯軸器等部件和主軸是分別製造の，然後將它們熱套(過盈配合)在主軸上，並用鍵傳遞力矩。

圖2 套裝轉子結構1-油封環2-油封套3-軸4-動葉槽5-葉輪6-平衡槽汽輪機主要用途是在熱力發電廠中做帶動發電機の原動機。

為了保證汽輪機正常工作，需配置必要の附屬設備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機及其附屬設備の組合稱為汽輪機設備。

圖3為汽輪機設備組成圖。

來自蒸汽發生器の高溫高壓蒸汽經主汽閥、調節閥進入汽輪機。

由於汽輪機排汽口の壓力大大低於進汽壓力，蒸汽在這個壓差作用下向排汽口流動，其壓力和溫度逐漸降低，部分熱能轉換為汽輪機轉子旋轉の機械能。

做完功の蒸汽稱為乏汽，從排汽口排入凝汽器，在較低の溫度下凝結成水，此凝結水由凝結水泵抽出送經蒸汽發生器構成封閉の熱力迴圈。

為了吸收乏汽在凝汽器放出の凝結熱，並保護較低の凝結溫度，必須用迴圈水泵不斷地向凝汽器供應冷卻水。

由於汽輪機の尾部和凝汽器不能絕對密封，其內部壓力又低於外界大氣壓，因而會有空氣漏入，最終進入凝汽器の殼側。

若任空氣在凝汽器內積累，凝汽器內壓力必然會升高，導致乏汽壓力升高，減少蒸汽對汽輪機做の有用功，同時積累の空氣還會帶來乏汽凝結放熱の惡化，這兩者都會導致熱迴圈效率の下降，因而必須將凝汽器殼側の空氣抽出。

汽轮机结构结构部件由转动部分和静止部分两个方面组成。

转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。

静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。

汽缸汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。

汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。

高压缸有单层缸和双层缸两种形式。

单层缸多用于中低参数的汽轮机。

双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。

分为高压内缸和高压外缸。

高压内缸由水平中分面分开，形成上、下缸，内缸支承在外缸的水平中分面上。

高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。

猫爪由下缸一起铸出，位于下缸的上部，这样使支承点保持在水平中心线上。

中压缸由中压内缸和中压外缸组成。

中压内缸在水平中分面上分开，形成上下汽缸，内缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合，保持内缸在轴向的位置。

中压外缸由水平中分面分开，形成上下汽缸。

中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。

低压缸为反向分流式，每个低压缸一个外缸和两个内缸组成，全部由板件焊接而成。

汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分，但在安装时，上缸垂直结合面已用螺栓连成一体，因此汽缸上半可作为一个零件起吊。

低压外缸由裙式台板支承，此台板与汽缸下半制成一体，并沿汽缸下半向两端延伸。

低压内缸支承在外缸上。

每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。

低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。

转子转子是由合金钢锻件整体加工出来的。

在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。

所有转子都被精加工，并且在装配上所有的叶片后，进行全速转动试验和精确动平衡。

汽轮机工作原理和结构一、汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。

在汽轮机中,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。

如图1所示.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旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。

图1 冲动式汽轮机工作原理图1—轴；2—叶轮;3—动叶片；4-喷嘴二、汽轮机结构汽轮机主要由转动部分（转子）和固定部分（静体或静子）组成。

转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。

固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。

套装转子的结构如图2所示。

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。

图2 套装转子结构1—油封环2—油封套3—轴4—动叶槽5—叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。

为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。

图3为汽轮机设备组成图.来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。

由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动,其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。

做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。

为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度,必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。

由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封,其内部压力又低于外界大气压,因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧.若任空气在凝汽器内积累,凝汽器内压力必然会升高,导致乏汽压力升高,减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。

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。

第二章 汽轮机设备结构汽轮机由转动部分和静止部分组成。

静止部分包括气缸、隔板及轴承等部件；转动部分又称转子，包括动叶栅、主轴和叶轮（反动式汽轮机为转鼓）、联轴器。

此外还有汽封和盘车装置等部件。

转子的作用是汇集各级动叶栅上的旋转机械能，并将其传递给发电机。

第一节 动叶片叶片按用途可分为动叶片和静叶片两种。

动叶片安装在转子叶轮（冲动式汽轮机）或转鼓（反动式汽轮机）上，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转化为机械能，使转子旋转。

静叶片安装在隔板上或汽缸上，在反动式汽轮机中，起喷嘴作用；在速度级中，作导向叶由于各截面型线的连线连续发生扭转，从而具有良好的气动特性及强度，但制造工艺复杂，主要用于长叶片。

随着加工工艺的不断进步，变截面扭曲叶片正逐步用于短叶片。

在湿蒸汽区工作的叶片，为了提高其抗冲蚀能力，通常在叶片进口的背弧上采用强化措施，如镀铬、电火花强化、表面淬硬及贴焊硬质合金等。

(二)叶根部分叶根是将动叶片固定在叶轮(或转鼓)上的连接部分。

它应保证在任何运行条件下连接牢固，１、围带围带的主要作用是：①增加叶片刚性，改善叶片自振频率，以避开共振，从而提高了叶片的振动安全性；②减少气流产生的弯应力；③可使叶片构成封闭通道，并可装置汽封，减少叶２、拉筋拉筋的作用是增加叶片的刚性，以改善其振动特点。

拉筋为6~12mm的实心或空心金属圆杆，穿在叶型部分的拉筋孔中。

拉筋与叶片间可以采用焊接结构，也可采用松装结构（松装拉筋或阻尼拉筋）。

通常每级叶片上穿1~2圈拉筋，最多不超过3圈。

由于拉筋处于气流通道之中，增加了蒸汽流动损失，同时拉筋会削弱叶片的强度，一般在满足了叶片振动要求的情况下，应尽量避免采用拉筋，有的长叶片就设计成自由叶片。

二、叶片的受力分析叶片工作时的受力主要有：１）叶片、围带、拉筋产生的离心力。

离心力不仅在叶片的横截面产生离心拉应力，而且当离心力的作用线不通过承力面的形心时，还会产生离心弯应力。

离心拉应力和离心弯应力不随时间的变化而变化，属于静应力。

汽轮机结构讲解
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汽轮机结构讲解
汽轮机（Steam Turbine）是利用蒸汽的温度和压力能将汽涡轮机输出的动力转换成机械能的一种动力机械，可以将热能转化为机械能。

它一般由热端、气端、冷端和机械端这四个部分组成，其中，热端是汽轮机的核心，气端是连接热端和冷端的部分，冷端是控制汽轮机运转的机械部分，机械端是将机械能输出的部分。

1、热端
热端主要由锅筒、蒸汽抽出管、汽轮和推力轴组成。

锅筒是蒸汽产生的地方，里面装载汽水器，也是汽轮机的推力部分；蒸汽抽出管有两种抽出方式，一是单边排汽，二是双边抽汽；汽轮本身的结构是由叶轮、支座、空气罩等组成，汽轮体内的推力轴为叶轮的转动提供动力；推力轴将动力传递给气端，也是汽轮机输出动力的源头。

2、气端
气端主要由气动部分和水冷部分组成。

气动部分主要有推力轴、变比机构、膨胀腔。

在推力轴和变比机构的作用下，膨胀腔中的热气体将汽轮机的动力传递到叶轮中，以此达到传输动力的作用。

水冷部分主要有水管和水泵等。

水管将冷却水送到汽轮机的热端，水泵将汽轮机的冷却水进行循环，以达到冷却的作用。

3、冷端
冷端主要由减速器、制动器和变速器组成。

减速器可以降低汽轮
机转速，以实现发电的目的；制动器可以控制汽轮机的转速；变速器可以实现汽轮机在不同负荷下运行的控制。

4、机械端
机械端主要由输出轴、轴承机构和传动轴组成。

输出轴是汽轮机输出动力的部分；轴承机构用于支撑汽轮机的运行；传动轴将汽轮机的动力传递到其他机械设备中，以达到汽轮机的实际使用，如牵引车、风机、农机等。

汽轮机结构概述汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备，常用于发电厂和工业领域。

汽轮机的结构可以分为以下几个主要部分：汽轮机转子、汽轮机定子、汽轮机叶轮和汽轮机外壳。

汽轮机转子汽轮机转子是汽轮机的核心部件，主要由转子盘、转子叶轮和轴承组成。

转子盘转子盘是汽轮机转子的主体部分，它连接着所有的转子叶轮，并通过轴承支撑整个转子。

转子叶轮转子叶轮是汽轮机转子上最重要的部分，它通过叶轮叶片将高速高温的工作流体（一般为蒸汽）的动能转化为机械能。

轴承轴承是支撑和定位转子的重要组件，可以减小转子的摩擦和磨损，并增强汽轮机的稳定性和寿命。

汽轮机定子汽轮机定子位于汽轮机转子的周围，主要由定子盘、定子叶轮和定子外壳组成。

定子盘定子盘是汽轮机定子的主体部分，它通过固定定子叶轮和定子外壳，保持定子的整体结构稳定。

定子叶轮定子叶轮是汽轮机定子上的关键部分，它通过叶轮叶片引导工作流体流过转子叶轮，以进一步提高汽轮机的工作效率。

定子外壳定子外壳是汽轮机定子的保护层，它不仅可以保护定子叶轮和定子盘不受损坏，还可以对工作流体进行导向和控制。

汽轮机叶轮汽轮机叶轮是汽轮机中的关键零部件，主要包括转子叶轮和定子叶轮。

转子叶轮转子叶轮可以将高速高温的工作流体的动能转化为机械能，通过与转子盘相连，将转子的动力传递给发电机。

定子叶轮定子叶轮通过工作流体流过叶轮叶片，加速流体并增加压力，提高汽轮机的工作效率。

汽轮机外壳汽轮机外壳是汽轮机的外部保护层，它主要由上下两部分组成：汽轮机上部外壳和汽轮机下部外壳。

汽轮机上部外壳汽轮机上部外壳主要保护转子和转子叶轮，同时将蒸汽导向发电机。

汽轮机下部外壳汽轮机下部外壳主要保护定子和定子叶轮，同时引导工作流体流动，并与上部外壳连接。

总结汽轮机结构的主要部分包括转子、定子、叶轮和外壳。

转子由转子盘、转子叶轮和轴承组成，定子由定子盘、定子叶轮和定子外壳组成。

叶轮包括转子叶轮和定子叶轮，外壳则分为上部外壳和下部外壳。

这些部件共同工作，将热能转化为机械能，实现汽轮机的正常运转和发电功能。