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1、汽轮机本体,第一节 汽缸、进汽部分、滑销系统 第二节 喷嘴组、静叶环、静叶持环 第三节 转子 第四节 动叶片 第五节 汽封与轴封 第六节 轴承箱与轴承 第七节 盘车装置 第八节 汽轮机本体疏水,第一节 汽缸、进汽部分、滑销系统,一、汽缸 汽缸是汽轮机的外壳，是汽轮机的重要组成部分之一，也是汽轮机中重量大、形状和受力状况复杂的一个部件。 (一)汽缸的作用： 1.将高温高压的蒸汽与大气隔开，形成能量转换的环境； 2.在其内部支撑和固定喷嘴组静叶持环(隔板套)、静叶环、汽封等静止部件与转子部件形成汽轮机的通流部分； 3.在其外部连接进汽、排汽、回热抽汽及疏水等管道； 从上述可以看出，汽缸要承受工作时
2、汽缸内外压力差、蒸汽流出静叶时对静叶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、径向温度分布不均匀而引起的热应力。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。所以汽缸应有足够的刚度和强度，以满足机组安全运行的要求。 不同的机组汽缸有不同的结构特点，它受机组容量、新蒸汽参数、排汽参数、是否采用中间再热一级制造厂家的制造方法、工艺水平等各方面的影响。,(二)下面以某600MW机组为例介绍汽缸的结构。 高、中压缸为双层缸结构，能够节省优质钢材，减少启动时间。每个低压缸由一个内缸和两
3、个外缸组成。本机组由于排气容积流量大，为减少末级排汽损失，采用了四排汽口，也就是采用了两个结构完全相同的反向分流式低压缸。运行中，由连通管来的蒸汽从汽缸中部进入，然后分左右两路进入低压缸作功，从两侧排气口排出，每个低压缸的两个排汽口最后汇合成一个排气通道，和一个凝汽器相连。1.高压缸 双层缸结构，这样在启停和变负荷运行时，缸壁内外表面之间的温度差较小。对于一定的汽缸金属材料来说，汽缸壁的热应力也较小，因此有利于缩短启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性。双层缸比单层缸结构复杂，零件增多，因而制造、安装和检修等工作量和材料量都有所增加。600MW汽轮机高压缸双层结构的设计有其独特的优点，即内缸承受蒸
4、汽的温差小、压差大，而外缸承受的温差大、压差小。因此内缸壁中温度梯度不大，引起的热应力较小；外缸虽承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能承受较大的热应力。由于这种设计特点，可以将气缸壁和法兰厚度做得薄些，在温度变化时(工况变化时)，法兰、螺栓的温度变化速度较快，这样就不必另设加热装置对法兰螺栓进行加热，从而取消了加热装置。,高压内缸(图5-1-2)亦为Cr钼合金钢铸件，为一具有中分面的鼓状圆筒结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓联接固定。高压内缸用固定于下半缸的支撑键支托于外缸水平中分面的下垫片处，并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。其轴向定位是借
5、助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定位的。这样，既能保持内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。在高压内缸装有高压蒸汽室(喷嘴室)，高压平衡活塞汽封和高压隔板套。高压蒸汽室和高压平衡活塞汽封与内缸的支撑方式亦为支撑键。高压隔板套之电机端以凹槽与高压内缸上之凸缘相连，靠近中部通过支撑键支撑于高压外缸上。为防止高压隔板套安装时的前倾趋向，在其电机端有一辅助支撑，支撑于高压内缸的中分面上。内缸的中分面螺栓、支撑键、垫片和定位销均采用不锈钢材料。在内缸的两端端部都开有孔，以供现场需作动平衡时，向转子上安装平衡螺塞用。内缸下半底部开有疏水孔，通过环形挠性疏水管穿过外缸引出，用来排去内
6、缸进汽腔的积水。在高压内缸部分有个需注意的特殊结构，就是在开启高压内缸上半时，一定要装上吊住蒸汽室上半的专用螺钉，以防止因摩擦而将蒸汽室上半带起，在起吊移动过程中落下损坏。而在扣好高压内缸后，则一定要拆下该螺钉。,高压缸剖面图,高压内缸,2.中压缸 再热蒸汽经过中压主汽门、调节汽门进入中压缸，虽然此时蒸汽压力不高，但在中压缸进汽部分的温度却很高，为537，因此，为减少汽缸中的热应力，中压缸仍采用双层缸结构。中压缸为反向分流式，就温度水平而言，中压缸中部处于高温区，两端温度、压力较低，处于低温区。因此，两端的轴封漏汽损失小，轴瓦受轴封漏汽的影响也小。由于采用了左右对称结构，中压转子基本上不产生剩
7、余的轴向推力，所以不必设置平衡活塞，简化了结构。为了改善中压转子中部的工作环境，运行中有部分高压缸排汽通过中压缸上、下内缸上中孔的定位销和上、下缸导流板的孔进入中压缸转子的中部。这股汽流在转子中部分左右两路流向中压缸第一级静叶和动叶的根部之间，进入动叶汽道。流动过程中，它冷却了中压缸转子中部及进汽导流板，但它也干扰了中压第一级叶片中蒸汽的流动，使该级内效率降低。中压内缸相对于外缸的膨胀死点，位于导流环定位销的横截面处。中压缸两端的内汽封装在外缸上。汽轮机的三段抽汽设在中压第五级后，对内缸有一定的冷却作用。中压缸的排汽从两端上部的四个排汽口排出。中压外缸为双流对称结构(图5-1-3)，为Cr钼合
8、金钢铸件，其中间有4个进汽口，上下半各两个，通过4 根挠性管道与再热蒸汽调节阀出口相连，再热后的蒸汽经焊接于进汽口的的挠性套筒向内缸供汽。 4个排汽口设置在上半缸的两端，中压缸排汽,经两根中低压连通管分别送入#1和#2低压缸。中压#1抽汽口位于下缸调阀即左旋第5级后，该抽汽为非对称式，迫使电机端，即右旋第5级后的蒸汽一部分通过夹层流向调阀端#1抽汽口，这样使得夹层维持适宜的较低温度，从而合理地分配了外缸和内缸所承受的内、外壁温差。#1抽汽口口径为303mm。中压外缸两端的下部，各有一个#2抽汽口，口径为490mm。(中压#1、#2分别是第3、第4级抽汽。)中压缸中段为圆筒形，两端排汽部分流通截
9、面自底部向排汽口逐渐增大，而设计成流线型的壁面。为了避免排汽口开孔而产生端壁的过大变形和应力集中，在上半缸两端壁处各有六根拉杆，一端用螺纹拧入内部凸肩，而另一端焊在端壁上。拉杆材料为不锈钢。中压外缸内部装有中压内缸与两个#2中压隔板套(每端一个)，两端的中心孔处装有端汽封。汽封法兰面以上设有开口，以供现场转子动平衡时安装平衡螺塞用，而在下部两端壁上有凸台，用来安装紧固定中心梁用，以保证汽缸与轴承座的对中。 汽缸上下水平中分面用长螺栓紧固，精加工后，进行水压试验。中压缸外端有4只猫爪分别支撑于中轴承座即#1低压缸调阀端轴承座上，其紧固螺栓与孔、螺母与猫爪之间均留有间隙，以保证其自由膨胀。猫爪的支
10、撑面与汽缸的水平中分面保持一致，当猫爪受热膨胀时，不会引起汽缸水平中心线的变化。这就保证了汽轮机动、静部分间的径向间隙不受影响，提高了机组运行的安全性。中压外缸中段的最高点和最低点，设有测量金属温度的热电偶，作检测积水用。在下半尚有设有凸台和径向通孔，供安装穿过外缸的测量内缸金属温度热电偶用。,中压内缸(图5-1-5)也为Cr钼合金钢铸件，采用具有中分面的鼓状圆筒结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓固定，内缸用固定于下半缸的支撑键支托于外缸水平中分面的下垫片处，并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。其轴向定位是借助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销
11、与外缸定位的。这样，既能保持内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。在内缸的进汽中心线处装有对称的进汽导流环。它引导蒸汽进入双流的叶片通道，并保护转子不受高温蒸汽的直接冲刷。为改善受再热蒸汽包围的中压缸进汽处受高温影响区域的叶根和转子的蠕变强度，并且减少转子弯曲的可能性，在中压缸装备有蒸汽冷却系统，用以降低前述部位叶根和转子的温度。冷却蒸汽来自高压缸排汽，是通过进汽导流环上之通孔引入中压缸的(图5-1-6)。在中压内缸的两端，对称地装有#1中压隔板套。进汽导流环、隔板套的支撑方式与内缸在外缸上的支撑相似，亦为既能保证同心，亦可自由膨胀。为防止蒸汽的侵蚀，内缸的所有中分面螺栓、支撑键、垫片和定位销
12、均由不锈钢制造。在外缸与内缸、内缸与进汽导流环的中心定位销(位于顶部和底部)上钻有通孔，运行时用以导入冷却蒸汽，而现场进行动平衡时则往转子中间装上平衡螺塞。内缸下半部开有疏水孔，通过环形挠性疏水管穿过外缸引出，用来排去内缸进汽腔的积水。,中压缸剖面图,中压外缸,中压内缸,中压缸的冷却,3.低压缸 大机组由于蒸汽的容积流量大，排汽真空高，因此，低压缸尺寸很大。目前，缸体的强度已不是什么重要问题，而如何保证缸体的足够刚度和合理的排汽通道则是大机组低压缸的关键问题。为了改善低压缸的热膨胀，600MW 机组低压缸采用三层缸结构，将通流部分设在内缸中，使体积较小的内缸承受温度变化，而外缸及庞大的排汽缸则
13、均处于排汽低温状态，使其膨胀变形较小，这种结构还有利于设计成径向排汽。以减小排汽损失，缩短轴向尺寸。为了减少汽轮机的余速损失，尽可能将末级动叶排出的蒸汽动能转念为压力能，在末级动叶的出口处设置了一种上下对称的扩压导流环，扩压导流环的型线是按照空气动力学的要求设计的。在空负荷及初负荷情况下，不希望排汽缸过热，为此，在末级出口处的扩压导流环上，设有一组减温水喷头，设计承载转子的转速达到600rpm以上时自动投入，并在机组负荷15%前连续运行。如果温度超过80，则必须通过增加负荷或改善真空逐步地降低排汽缸的温度。排汽缸的极限温度为121，如果达到这一温度，则应停机并排除故障。每个排汽缸的最上部设有8
14、80mm 的大气安全门，它是真空系统的安全保护措施。当凝汽器循环水突然中断时，它能防止缸内蒸汽压力过高，保护排汽缸和凝汽器。 低压外缸提供向凝汽器排汽的通道。在外缸的内部装有两个内缸，它将内缸的反作用力矩传递至基础上，并承受所有安装于外缸上部件的结构重量。此外，低压外缸还必须承受真空负荷，因此需要具有足够的强度和刚度，使其不产生过大的变形，以避免影响动、静部分间的间隙。#1和#2低压外缸结构基本相同，均为是碳钢板的大型焊接件。它们是汽轮机本体中尺寸最大的部件(图5-1-7)。,图5-1-7 汽轮机低压缸,为了减轻其重量，但又必须保证其具有足够的真空条件下的刚度，上半采用了大、小弧构成的薄壁拱顶
15、，端壁焊有撑管，下半为端壁与侧壁构成的长方形框式结构，在接近中分面处依赖与沿周边连续架座得以加强，在排汽接口处，沿纵向与横向焊上加强肋与撑管来增强刚性。由于低压外缸的温度低，运行中的差胀引起的中心变化很小，因此，可采用非中分面的支撑方式，轴承座与外缸制成一体，轴承座与周边架座一起支撑于基础台板上。低压外缸尺寸庞大，受加工和运输条件之限制，增加了两个垂直中分面，将外缸分成上下半各3 块，在制造厂内组装后拆开装运，待至电厂现场后再拼装紧固。两个低压缸由周边裙式座架和浇入基础的6 个预埋固定板定位。板的位置为：#1和#2低压缸每端各有一个固定板布置在纵向中心线上，使汽缸横向定位，但允许沿轴向自由膨胀
16、。#1低压缸的中部两侧各有一个固定板布置在横向中心线上，使#1低压缸轴向定位，且允许汽缸横向自由膨胀，#1低压缸纵向固定板连线与中部横向固定板连线的交点，就成了整个静子部件的膨胀死点，#2沿纵向是可移动的。低压部分的轴承座是和低压缸连成一体的，这种结构的特点，决定了本机组在运行时需要注意一个特性，就是低压轴承座的轴承标高，将随着真空变化引起的低压缸变形而有所变化。因而，为确保运行稳定，保持良好的振动品质，排汽真空度应保持在规定的范围内。在#1低压缸和中压缸之间设置有H形定中心梁。在两个低压缸之间设置有推拉杆，它们将各缸沿轴向的膨胀联系在一起。,吊去外缸上半，即可检修低压缸的内部，在外缸下半内腔侧壁上焊有人梯，便于人员进入进行安装检修。外缸上半有4个人孔，每端各两个，可在不开缸的情况下进入缸内部检查。两个排大气隔膜阀位于外缸上半的顶部。正常运行时，阀的盖板被大气压紧，当凝汽器真空被破坏而超压时，蒸汽能冲开盖板，撕裂铅制隔膜向大气排放，保护低压缸安全。低压外缸内装有#1内缸、#2内缸、进汽导流环、隔板套和排汽导流环。外缸端壁中心孔处装有端汽封。在上半缸汽封法兰面以上的端壁处设
