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1、一、汽轮机装置在国民经济中的地位 电力工业是国民经济的 基础工业之一，电力工业的 发展水平直接影响到各行各 业的发展，电力生产量是衡 量一个国家经济水平的重要 指标，人均占有电量是衡量 人民生活水平的重要指标。 世界电量的80%以上是由汽 轮机作为原动机生产的（火 电和核电），因此，汽轮机 在国民经济中占有重要的地 位。 汽轮机装置的特点是单机功率大、 热经济性高、运行安全可靠、单位功率 制造成本低。 锅 炉 汽轮机 发 电 机 蒸 汽 化学能 (燃料) 热能机械能 电能 汽轮机：以水蒸汽为工质，将热能转变为机械 能的外燃高速旋转式原动机。 汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发 电原动
2、机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和 船舶螺旋桨等。 二、汽轮机发展概述 1883年拉伐尔创造第一台轴流式汽轮机 18841894年巴森斯（英）轴流式多级反动式汽轮机、辐流 式汽轮机、背压式汽轮机； 1900年寇蒂斯制造复速级汽轮机；制造多级冲动式汽轮机； 1920年造出给水回热式汽轮机； 1925年造出中间再热式汽轮机； 自1883年第一台轴流式汽轮机诞生至今，汽轮机发展 经历了两个阶段，第一阶段是各类型汽轮机全面问世阶 段（18831925），第二阶段是向高参数、高效率、 大容量方向发展阶段。 此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机 单机功率的增大处于停顿状态。 50年代，随
3、着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机 功率又开始不断增大，陆续出现了325600 MW的大型 汽轮机。 60年代制成了1000 MW汽轮机。 70年代，制成了1300 MW汽轮机。 现在许多国家常用的单机功率为300600 MW 。 随着电力应用的日益广泛， 20年代时单机功率就已增大到 60MW。 30年代初又出现了165 MW和208 MW的汽轮机。 三、汽轮机发展的主要特点 1、增大单机功率； 2、提高蒸汽参数； 3、普遍采用一次中间再热； 4、采用燃气蒸汽联合循环发电装置； 5、提高机组的运行水平。 6、增大末级叶片高度。 四、汽轮机主要制造业 vGE Co.（General Ele
4、ctric Corporation) 美国通用电气公司（冲动式） vWH Co. (Westing House Electric Corporation) v 西屋电气公司（反动式） vBBC (Brown Boveri Co.) 瑞士勃朗.鲍维利公司 （反动式） vAA (Alsthon-Atlantague Co.) 法国阿尔斯通大西洋公司（冲动式、反动式） v其他（苏联、日本等） 我国三大动力设备厂：哈尔滨汽轮机厂 上海汽轮机厂 东方汽轮机厂 中小型汽轮机厂：北京重型电机厂 青岛汽轮机厂 武汉汽轮机厂 工业汽轮机：杭州汽轮机厂 燃气轮机：南京汽轮机厂 五、汽轮机的分类及型号 （一）汽轮机
5、的分类 1、按工作原理分 级是汽轮机中最基本的做功单元 （1）冲动式汽轮机 各级按照冲动原理设计。蒸汽主要在喷嘴中膨 胀或在动叶中只有少量膨胀的汽轮机。 （2）反动式汽轮机 各级按冲动和反动原理设计。蒸汽在喷嘴中膨 胀程度与在动叶中膨胀的程度相等的汽轮机。调 节级采用冲动级，其它级均为反动级。 2、按热力特性分 （1）凝汽式汽轮机 汽轮机排汽排入凝汽器的汽轮机。作功能力大，效率 比较低。背压真空，有凝汽器。有些小汽轮机没有回热系 统，称为纯 凝汽式汽轮机。 （2）背压式汽轮机 汽轮机排汽在高于大气压力下排出，排汽可供给工业 或采暖热负荷的用汽。无凝汽器。 （3）抽汽式汽轮机 从汽轮机中间某级后
6、抽出一定的可调参数、流量的蒸 汽对外供热，其余气流排入凝汽器。 （4）抽汽背压式汽轮机 具有调整抽汽的背压式汽轮机，调节抽汽和排汽都分 别供热用户。 （5）多压式汽轮机 汽轮机的进汽不止一个参数在汽轮机的某中间级前又 引入其它来源的蒸汽，与原来的蒸汽混合共同膨胀做功。 中间再热和无中间再热。 汽轮机类别主蒸汽压力（MPa) 低压汽轮机0.121.5 中压汽轮机24 高压汽轮机610 超高压汽轮机1214 亚临界压力汽轮机1618 超临界压力汽轮机22.1 超超临界压力汽轮机32 3、按主蒸汽压力分 1.轴流式汽轮机 组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排列，汽流方 向的总趋势是轴向的，绝大多数汽 轮
7、机都是轴流式 汽轮机 。 2.辐流式汽轮机 组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依次排列，汽 流方向的总趋势是半径方向的。 4、按汽流方向分 1.电站汽轮机 用于拖动发电机，汽轮发电机组需按供电频率定转速运 行，故也称为定转速汽轮机， 主要采用凝汽式汽轮机。也采 用同时供热供电的(抽汽式、背压式)汽轮机，通常称它们为 热电汽轮机或供热式汽轮机。 2.工业汽轮机 用于拖动风机、水泵等转动机械，其运行速度经常是变 动的，也称为变转速汽轮机。 3.船用汽轮机 用于船舶推进动力装置，驱动螺旋桨。为适应倒车的需 要，其转动方向是可变的。 4.凝汽式供暖汽轮机 在中低压缸连通管上加装蝶阀来调节供暖抽汽量，抽汽
8、压力不象调节抽汽式汽轮机 那样维持规定的数值，而是随流 量大小基本上按直线规律变化的。 5、按用途可分 1.大功率汽轮机 现在国内有关会议和文件中，大功率汽轮机 通常指200MW以上的汽轮机。 2.小功率汽轮机 在我国目前状况，为25MW以下的汽轮机。 6、按功率分 此外，按汽缸数目可分为单缸、双缸 和多缸汽轮机。 （二）汽轮机的型号 XX - XX X 例：N300-16.7/538/538 300MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为16.7MPa，温 度为538C，再热蒸汽温度538C。 代号型式代号型式 N凝汽式CB抽汽背压式 B背压式CY船用 C一次调整抽汽式Y移动式 CC两次调整抽汽式HN
9、核电汽轮机 1.中国汽轮机型号的表示方法 汽轮机型式代号变型设计次序 蒸汽参数 额定功率（MW） 汽轮机类型蒸汽参数表示方法 凝汽式 中 间 再 热 式 一次调节抽汽式 两次调节抽汽式 背压式 抽 汽 背 压 式 主蒸汽压力 N50-8.83 主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度 N300-16.7/538/538 主蒸汽压力/调节抽汽压力 C12-3.43/0.1 主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力 CC12-3.43/0.98/0.12 主蒸汽压力/背压 B25-8.83/0.98 主蒸汽压力/抽汽压力/背压 CB25-8.83/1.47/0.49 参数的表示方法 2.美国和日本汽轮机
10、型号的表示方法 xF xx 末级叶片高度，in 排汽口数 轴数 例如：TC4F-31，表示单轴、4个排汽口的汽轮机，末级 叶片高度为31in（787mm）;CC4F-33.5,表示双轴、4个排 汽口的汽轮机，末级叶片高度为33.5in(851mm)。当主蒸 汽参数为12.424.1MPa，538/538时，美国不同型号单 轴汽轮机对应的功率范围见下表。 型号功率范围 （MW） 汽缸型号功率范围 （MW） 汽缸 TC2F200400高中压合 缸 TC4F600800中压缸双流 TC3F或TC4F300600高中压合 缸 TC6F8001100中压缸双流 3.俄罗斯汽轮机型号 代号型式 K凝汽式
11、工业调整抽汽式 T采暖调整抽汽式 T工业、采暖抽汽式 代号型式 P背压式 带工业抽汽的背压式 TP带采暖抽汽的背压式 俄罗斯汽轮机型式代号和参数的表示方法: 主蒸汽压力 - xx - xx 变型设计次序 额定功率 - x 型式 型式参数表示方式示例 凝汽式-额定功率-主蒸汽压力K-300-23.54 抽汽式-额定功率/最大功率-主蒸汽压力/抽汽压力T-80/100-12.75/1.27 背压式-额定功率/最大功率-主蒸汽压力/背压P-100/105-12.75/1.47 抽汽背 压式 -额定功率/最大功率- 主蒸汽压力/抽汽压力/背压 -12/15-8.83/1.47/0.69 4.法国汽轮机
12、型号 - xx - xx 末级叶片高度 排汽口数 转速 - xx 二次过热对称布置 - xx2AT 额定功率 汽轮机 例如，T2A330-30-2F1044型表示有二次过热对称布置 ，额定功率为330MW，转速为3000r/min，双排汽口，末 级叶片高度为1044mm（实际为1080mm，但仍称1044叶 片）。 六、汽轮机设备的组成 汽轮机本体 包括：汽轮机转动部分和静止部分 调节保安和油系统 包括：自动主汽门、调节汽门、调速器、调速传 动机构、主油泵、油箱、安全保护系统等 辅助设备：凝汽器、抽气设备、高低压加热器、 给水泵、凝结水泵、循环水泵、疏水泵等 热力系统：主蒸汽系统、再热蒸汽系统
13、、凝结水 系统、给水回热系统、给水除氧系统等 汽轮机本体 汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮 机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统 、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设 备共同组成汽轮机组。 汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转 子）组成。 1、固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件 和轴承等。 2、转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器 等。 3、固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片 组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。 4、汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本 体还设有汽封系统。 1、汽轮机的级：由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列 动叶栅构
14、成的工作单元。 2、在喷嘴通道内，蒸汽膨胀压力降低，温度降低， 汽流速度加快，可见蒸汽从喷嘴的进口到出口实现了 由热能向动能的转换。高速流动的蒸汽由喷嘴出口进 入动叶，给予动叶以冲动力，通常汽流在动叶槽道中 继续膨胀，并转变方向，当汽流离开动叶槽道时，它 给叶片以反动力，这两个力的合力，推动动叶带动动 叶轮和轴旋转，做出机械功。 3、对轴流式汽轮机来说，所采用的轴流级按照级内 蒸汽能量转换的特点，可分为纯冲动级、冲动级、反 动级和复速级等几种。 汽轮机的级 隔板和喷嘴 汽轮机中隔板的作用是将汽轮机各级隔离开来，并 固定喷嘴和阻止各级间的漏汽。 隔板是由隔板外缘、喷嘴和隔板体构成的圆形板状 组合
15、体。隔板按照制造方法的不同可以分为铸造隔板 、焊接隔板和组合隔板三种。目前大型汽轮机普遍采 用焊接隔板。焊接隔板是将预先加工好的喷嘴叶栅焊 接在隔板体和外缘之间制成。隔板通常做成水平对分 形式，汽轮机的主轴穿过其内圆孔。 喷嘴的作用是对蒸汽进行加速，将热能转变为动能 。 动 叶 汽轮机动叶是固定在叶轮上的。动叶是完成 将蒸汽动能转变为机械能的重要部件。 按照动叶横截面积沿叶高的变化规律，将动 叶分为等截面叶片和变截面叶片。等截面叶片 的截面积沿叶高是不变的，变截面叶片的截面 积沿叶高按照一定的规律减小，即叶片绕各截 面形心连续发生扭转，通常又称为扭曲叶片。 汽 缸 汽缸是汽轮机的外壳。按照承受压力的不同, 可以分为高压缸、中压缸和低压缸。汽缸内部 装有隔板、喷嘴等部件。汽缸都为上下两部分 对分形式，用螺栓将上下两部分连接起来。汽 轮机转子穿过汽缸，转子上装有叶轮、动叶。 每列喷嘴后面都对应一列动叶。 汽轮机高压缸是承受蒸汽温度、压力最高的部分。 例如，对于北京重型电机厂生产的330MW汽轮机， 其进汽压力为17.75MPa，温度为540，而汽缸外则 是环境温度和压力，
