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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，汽缸要承受工作时汽缸内外压力差、蒸汽流出静叶时
2、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个外缸组成。本机组由于排气容积流量
3、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，即内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承受的温
4、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。 高压外缸为Cr钼合金钢铸件，沿水平中分面分开，形成上缸和下缸(图5-1-1)。在其电机端有4个进汽口，上、下半各两个，通过四根挠性主蒸汽进汽管与调节汽阀出口相连，主蒸汽管焊于外缸上，且经三道活塞环插入高压内缸的高压进汽连接管向蒸汽室供汽。蒸汽室是由活塞环与高压内缸连接而成的。高压缸的排汽口在其调
5、阀端的下部，左右侧各一，共两个。下半缸还有第一级抽汽口，口径为273mm。高压外缸内部装有高压内缸、高压隔板套及前、后汽封。汽缸上半设有开口，供现场动平衡时安装螺塞用。在下部两端面处有凸台，用以固定定中心梁，以保证汽缸和轴承座的对中。为方便定中心梁的安装，采用偏心套筒销来定位，使安装工艺大为简化。汽缸中分面用长螺栓紧固。精加工后进行水压试验。高压外缸两端由四个猫爪分别支承于前轴承座和中轴承座上。猫爪的支承面与汽缸的水平中分面一致，这样保证了猫爪受热膨胀时，汽轮机动、静部分间的间隙不受影响。高压缸外缸中部及调阀端(排汽端)的最高点和最低点，设有测量金属温度的热电偶，作为检测积水用。在高压外缸相应
6、部位上设置有凸台和通孔，以供穿过外缸安装测量第一级金属及蒸汽温度、高压隔板套积水、高压平衡活塞漏汽及金属温度的热电偶。在其上还设置有测量两端壁金属温度及高排蒸汽温度热电偶的安装孔。 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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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，
15、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880mm 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
16、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，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，
17、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。#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
18、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
19、，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有窗口，以供现场作转子动平衡时，安装平衡螺塞用。端壁上有孔，用以安装转子端部行程计(#2低压缸上)，在机组初次启动或大修后，用来确定低压转子和汽缸的相对位置。在外缸下半中段的左侧设有凸台和通孔，以供安装#1内缸金属温度热电偶用。在外缸下半端部左侧壁面设有排汽温度测点，而排汽压力的测点每端部有4个，左、右均有，压力信号测点探头深入至排汽口。轴承的进、排油管与顶轴油系统设置在同一侧，而测量
20、油温与轴承温度的接点则设置于机组的另一侧。#1低压内缸(如图5-1-8所示)和进汽部分构成低压缸的高温区。在其外壁用螺栓固定有低压缸隔 图5-1-8 #1低压缸热罩，以减少这部分的缸壁温差及热损耗。在内缸中间装有进汽导流环，它构成了进汽通道并保护转子免受汽流直接冲刷。在内缸两侧各装有隔板套和隔板，两侧因抽汽点不同而不对称。调阀端隔板套装有两级隔板，即第34级隔板，而第5级隔板亦直接装于内缸上。#1内缸为碳钢焊接结构，除两端半环为锻件外，其余均为钢板。在侧板之间焊有撑杆，形成进汽与抽汽的腔室，以此来保证结构的刚性。#1内缸进汽部分经连通管接头与低压进汽管相连接。其截面由腰圆形逐渐变为圆形。#1内
21、缸进汽口与#2内缸的对中、连通管接头与外缸的对中，均借助于垂直方向的槽配合，并利用垫片于安装时加以调整。连接管接头穿过#2内缸与外缸处均采用不锈钢薄板焊接成的形胀缩节连接，它能补偿相互间的胀差(见图5-1-9)。#1低压缸下半部的两抽汽口为对角布置，分别为低压 2级后与4级后抽汽用，抽汽都导向低加。抽汽经#2内缸引出，因两内缸温度不同而存在差胀，故连接处采用弹性密封环(图5-1-10)，以允许存在相对偏移。弹性密封环上部设置有引导套筒，以便于安装。图5-1-10 低压抽汽口连接图 #1内缸上、下两半在中分面用螺栓紧固。在上半外圆两侧设有窗口，供拧紧内部中分面螺栓之用，装配后用盖板封死。#1内缸
22、支撑于#2内缸下半的中分面上，并于进汽中心线上横向位置上设置定位销，于内缸的底部进汽中心线垂直位置上设偏心套筒定位销，在现场总装时调整后焊死，内缸顶部顶部则籍助于进汽口处隔槽来配合定位。内缸下半底部设有进汽腔室疏水用的节流管塞，籍助压差用它来排放积水。#1内缸下部两侧的端壁盖板，安装及检修时都要密切注意其密封垫片有否损坏，以防止蒸汽漏出。 #2低压内缸为碳钢焊接构件(图5-1-11)。除半环为锻件外，其余均为钢板，侧板之间形成抽汽腔室，并用肋板加强。#2内缸两端的环上装有两级隔板(第6级和第7级)，#2低压内缸上半顶部有腰圆形窗口，与#1低压内缸进汽口相匹配。下半底部有8个抽汽口。近中心线成对
23、角线布置的两孔是#1内缸引出的第2级后与第4级后抽汽的抽汽口。第5级后有两抽汽口，亦为对角布置，它们直接由#2内缸引出，供给水加热用。#2内缸两端固定有排汽导流环(图5-1-12)。它与外缸的锥形端壁结合，形成排汽阔压通道。籍助于其阔压作用，可充分利用末级叶片的排汽速度，将速度能转换成压力能，从而提高汽轮机的效率。排汽降温用喷水装置固定于排汽导流环出口的外缘上，在启动时，当转速达到600r/min时，自动投入喷水，直至机组带上15%负荷。低压缸末几级处于湿蒸汽区，在次末级动叶顶部装有蜂窝式汽封，用以减少漏汽并排除次末级动叶甩出的水分，在末级隔板近汽侧外缘有去湿沟，以收集动叶出口甩出的水滴，在排
24、汽导流环的固定面上设有去湿槽道，用以排走末级静叶出口出的水分，从而减少末级动叶进口边的侵蚀。内缸下半底部设有疏水用节流管塞，籍助压差排放积水。#2内缸上、下两半在中分面用螺栓紧固，在上半外圆两侧设有窗户，供拧紧内部中分面螺栓之用，待装配后用盖板封死。#2内缸籍助下半中分面法兰两侧之凸边支撑于外缸之凸台上，中间加有不锈钢调整垫片，沿进汽中心线横向位置为槽配合定位，顶部进汽口亦为槽配合定位，并设有调整垫片，在内缸底部垂直中心位置设有偏心套筒定位销，在现场总装时调整后焊死，低压内、外缸对中如图5-1-13所示。图5-1-11 #2低压内缸 图5-1-12 排汽导流环图5-1-13 低压内外缸对中装置
25、 二、汽缸的进汽部分(一)进汽管道 汽缸的进汽部分是结构最复杂的部分。大功率汽轮机一般采用独立的蒸汽室结构，调速汽门、中亚联合汽门也从汽缸上独立出来，而安装于汽缸的两侧，用管道与上下汽缸的进汽导管连通。由于大功率汽轮机的高中压缸都采用了双层缸结构，外缸上的进汽管与内缸中的喷嘴室的连接非常重要，因为进汽管要先穿过外缸，再接到内缸，而运行中内外缸间又产生膨胀，不能将进汽导管同时固定再内外缸上，同时又要保证小的间隙，不至使大量蒸汽外漏。 新蒸汽从高压缸下部进入置于该机两侧的两个固定支承的高压主汽调节联合阀(图5-1-15)，由两侧各二个调节阀流出，经过四根高压导汽管进入高压缸喷嘴室(图5-1-14、
26、5-1-16)，高压缸各级反向布置，蒸汽通过四组喷嘴组进入调节级和高压压力级后由高压缸下部两侧排出进入再热器。 主蒸汽进汽管道位于高压缸的两侧，是将主蒸汽引入高压缸的管道，对称布置于汽轮机中心线的两旁。 主蒸汽进汽管道由4根挠性管道组成，各段管道在受热后膨胀，在其与汽缸及调节汽阀的接口处产生附加推力。各根管均具有足够长度，从而具有充分的挠性，吸收其热膨胀，减少了管道由于热胀产生的应力。挠性的主蒸汽进汽管道一端焊接于调节汽阀壳体部的出口处，另一端与高压缸的进汽接管相焊接。主蒸汽进汽管道组件的最终焊接在施工现场进行。高压缸的进汽口共4个，2个在上半缸，2个在下半缸。上半缸部分的管道具有一套法兰组件
27、，允许管道拆卸，以便检修时开上半缸。每套法兰组件，由螺栓、凹凸法兰、垫片组成，垫片材料为软钢。 在每根管道的最低部位，设有疏水管接，以排除管道内的凝结水。 主蒸汽进汽管道在冷态安装时要进行预拉，以减少热态应力，预拉是用横向向外移动主汽门调节汽阀组合体来完成。 再热后的蒸汽从机组两侧的两个固定支承的中压再热主汽调节联合阀(图5-1-18)及四根中压导汽管从中部进入双分流的中压缸(图5-1-17)，经过正反各9级反动式压力级后，从中压缸上部4个排汽口排出，合并成两根连通管(图5-1-19)，分别进入#12号低压缸。低压缸为双分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7级反动式压力级后，从4个排汽口向下
28、排入2个凝汽器。 再热进汽管道是将再热后蒸汽引入中压缸的管道。它们位于中压缸的两侧。对称布置于汽轮机中心线两旁。再热进汽管道也是由4根挠性管道组成，各报管道都足够长，有充分的挠性吸收其热膨胀变形，减少管道由于热胀产生的应力，管道的一端焊接于再热调节汽阀壳体的出口，另一端焊接于中压缸的进汽接管上。再热进汽管道组件的最终焊接在施工现场进行。中压缸进汽共4个，二个在上半缸，二个在下半缸。上半缸部分的管道具有一套法兰组件，管道可拆卸，以便检修时开上半缸。每套法兰组件由螺栓、凹凸法兰、垫片组成。垫片材料为软钢。在每根管道的最低点，设有疏水管，以排除管道内的疑结水。 再热进汽管道在冷态安装时，要进行预拉以
29、减少热态应力，预拉是用横向向外移动再热主汽门再热调节汽阀组合体来完成。 中、低压连通管(图5-1-19)的作用是把中压缸排出的蒸汽以最小的压力损失引导到低压缸。中压缸的4个向上的排汽口，每侧前、后两个成一组与一根中低压连通管相连，左侧的中、低压连通管接至#l低压缸进汽口，右侧的接至#2低压缸进汽口，右侧的连通管较长，在1低压缸电机端有一支架进行支撑。在每个进汽口前后部位，连通管上有二个波纹管组件，用拉杆成组，形成压力平衡膨胀节。由波纹管组件来吸收热胀变形，而由拉杆来承受汽压产生的推力。膨胀波纹管采用专业生产厂家的成熟产品，具有很高的可靠性。压力平衡膨胀节在安装时要进行冷拉，以减小热态时的变形与
30、应力。在中、低压连通管的汽沈转弯处都采用光滑圆弧过渡，以减少流动损失。 在中、低压连通管与低压内、外缸连接部分，设置有顶部密封膜板装置，当连通管法兰罩盖螺帽和夹紧环螺栓紧固时，密封膜板沿连通管垂直中心线方向“冷紧”。这样就减少了热态低压内、外缸垂直方向温差产生之胀差造成的密封板上的应力。 进汽管经过外缸、#2内缸与#1内缸相连接，连通管接头穿过#2内缸与外缸处均采用不锈钢薄板型伸缩节连接，它能补偿相互间的差胀。1内缸进汽部分经连通管接头与低压进汽管相连接，其截面由腰圆形逐渐变为圆形。#1内缸进汽口与#2内缸的对中，连通管接头与外缸的对中，均借助于垂直方向的榫槽配合，并利用垫片于安装时加以调整。
31、图5-1-14 主蒸汽进汽管道 图5-1-15 高压主汽门、调节汽门组合件图5-1-16 高温进汽部分图5-1-17 再热进汽管道图5-1-18 再热主汽门再热调节汽阀组合件图5-1-19 中低压连通管 (二)进汽阀门1.主汽门和调门 本机组的高压进汽阀门，为由一个主汽门和两个调节汽阀所构成的组件，主汽门为卧式布置，而调节汽阀为立式布置。 进汽阀门组件共两个，分别设置于高压缸的两侧，通过主汽门座架固定于基础平台上。主汽门进口与由锅炉来的新蒸汽管道相接。两侧调节汽阀出口共有4根主蒸汽管道，两根接至高压缸上半，两根接至下半，该管道为挠性管，藉其挠性来吸收热胀变形，为减小运行时其热胀对汽缸的推力，在
32、冷态安装时进行冷拉。 每个进汽阀门组件都支承于其座架上。座架一端为“A”型弹性框架和横向拉杆托架组合件，另一端为一弹性板。两个支承件均用螺栓和定位销固定在台板上，台板用螺栓和偏心销固定在汽轮机基础上，该台板属基础预埋件。为减少管道热胀时之推力，如前所述座架在冷态安装时要进行冷拉，预埋台板是按冷拉后位置布置。 高压主汽门调节汽阀，在汽轮机高压进汽处提供了双重保护，由于主汽门和调节汽阀组合在一起，阀体的总体积小了。由于所有运行部件均高于汽轮机运行平台，运行维护非常方便。这些阀的开度均由各自的专用油动机控制，而油动机是受数字电液(DEH)调节系统来的控制信号控制。 主汽门(图5-1-20)为卧式布置
33、，使汽流的转向减至最小限度。主汽门的功能是在需要时起到紧急阻断进汽的作用，而在汽轮机起动时也用来控制汽轮机的转速。主汽门靠液压开启，弹簧关闭，其优点是当压力油系统由于某种原因失去压力，能借助弹簧的紧力将阀关闭，确保安全。其缺点是开启阀门时需要较大的提升力，且随着阀门开大而有效提升力变小。卧式运行主阀内有一起动小阀，在全压下能开启，其通流能力约为25额定蒸汽流量，它在调节汽阀全开的全周进汽起动时，能精确控制转速。主汽门的主阀碟为非平衡式，在负荷或转速控制切换至由调节汽阀控制而需全部打开主汽门时，需关小后面的调节汽阀至一定程度，也即主汽门主阀碟前后压差减小到一定程度方能打开主汽门主阀碟。主汽门在全
34、开和关闭位置，阀杆都有自密封装置，以减少阀杆漏汽，主汽门内有一蒸汽滤网防止异物进入汽轮机，在试运行阶段，在永久性滤网外面，尚要临时增加一细目滤网。为减小阀门门杆漏汽，在设计上当预启阀开启后，使阀杆与导向套筒在“X”处接触，当主阀全开时，使导向套筒的开端和阀杆套筒在“Y”处相接触，阻止漏汽。设有高压漏汽区和低压漏汽区，高压漏汽区引出到再热冷段，低压漏汽区引到轴封冷却器。为确保阀门动作的可靠性，规定主汽门与调节汽阀每周进行一次阀门动作试验。1、连接轴；2、高压自动关闭器；3、定位螺栓；4、螺杆；5、止动杆；6、杠杆行程调整螺母；7、套筒；8、弹簧片；9、座圈；10、连杆；11、弹簧压盖；12、双头
35、螺柱；13、螺母；14、弹簧垫圈；15、壳体；16(17、18)、弹簧；19、连杆；20、双头螺柱；21、罩螺母；22、凹形垫圈；23、凸形垫圈；24、罩螺母；25、凸形垫圈；26、凹形垫圈；27、双头螺钉；28(29)、专用螺钉；30、阀套；31、定向套筒；32、阀杆；33、套筒；34、阀蝶；35、衬套；36、环；37、预启阀；38、阀座；39、固定螺钉；40、垫片；41、螺纹锥内六角螺钉；42、销；43、工作法兰；44、球座；45、渗氮套筒；46、连接销；47、弹簧底座；48、特制螺栓；49、特制垫圈；50、止推垫圈；51、连接轴；52、套筒；53、螺母 图5-1-20 主汽门的剖面图 调
36、节汽阀共有4个。调节汽阀的功能是控制蒸汽流量，精确地调节汽轮机的转速和负荷。调节汽阀为球头型，带有扩散管出口，以回收蒸汽的动能，减少导汽管中的流动损失。阀头在阀杆上是松动的，以保证阀碟与扩散器进口正确对中，阀碟为部分平衡式，所需提升力不大，调节汽阀为立式布置，其油动机直接装于其上部。由液压系统通过油动机控制其开启，关闭靠弹簧作用力。 图图5-1-21为其中一个调节阀的剖面，调节阀杆(2)通过连接杆(28)与油动机活塞相连接，油动机活塞向上移动开启阀门，而由复位弹簧使油动机活塞向下移动而关闭阀门，弹簧的找中是借助于凸球面垫圈(23)和凹球面垫圈(24)来完成，而阀门移动的导向是依靠阀杆套筒(7)
37、来实现的。这种结构提供了足够的间隙，以维持阀杆沿整个行程能正确的对中。 阀杆密封是由严格的相配合的套筒(7)而构成的，它固定在调节阀套(15)上，套筒有漏汽接头，高压漏汽和低压漏汽分别和轴封低压区域、轴封冷却器连接。 两个压缩弹簧(16)和(17)在所有时间内都给每个阀门施以关闭的力，弹簧向下作用在弹簧座(18)上，以克服不平衡的力并提供一个可靠的关闭阀门的力。压缩弹簧的螺栓(31)是作为装配和拆卸阀门时使用。1.蒸汽室；2、调节阀杆；3、套筒；4、调节阀碟；5、特制销；6、垫圈；7、套筒；8、螺栓；9、罩螺母；10、垫片；11、垫片；12、螺钉；13、螺钉；14、圆柱销；15、调节阀套；16
38、、大弹簧；17、小弹簧；18、支撑块；19、螺钉；20、销；21、螺钉；22、支撑块；23、凸球面垫片；24、凹球面垫片；25、垫块；26、销；27、DU垫片；28、连接杆；29、圆柱销；30、销；31、螺栓；32、压盖；33、锥螺纹内六角螺钉；34、圆柱销；35、螺钉图5-1-21 调节阀的剖面图2.再热主汽门和调门 对于再热式的机组，如果机组甩负荷，则蒸汽系统内(包括管道和锅炉的再热部分)存在的蒸汽，就足以使汽轮机超速。因此，提供了一个积极的手段来防止在这种情况下再热蒸汽进入中压缸，即设置再热进汽阀门，使再热后的蒸汽是通过再热进汽阀门才能进入汽轮机，以增加安全可靠性。 西屋600MW机组的
39、中压调门具有快关作用，是在电力系统故障情况下的一种保护系统稳定的措施。在部分甩负荷时，同步发电机由于输入输出功率的不平衡引起失步使功角加大，过大功角会使发电机失去稳定造成与电网解列，因此在这种情况下需要瞬时减少汽轮机的功率，用中压调门瞬间快关后再开启的方法，可以保护电力系统的稳定。 本机组在中压缸两侧各布置有一再热进汽阀门组合件(每侧由一个再热主汽门和二个再热调节汽阀所构成的Y形组件).再热主汽门为摇板式，卧式布置。而再热调节汽阀为立式布置。组合件有一共同支架，该支架用螺栓固定在底板上，底板与基础用螺钉紧固并进行二次灌浆。 再热主汽门进口焊接在由锅炉而来的再热蒸汽管道。管道的推力经座架传于基础
40、。再热调节汽阀出口为4根内径为455.6毫米管道。两根接至中压缸上半，两根接至中压缸下半。由管道的挠性来吸收其热胀变形并减小对汽缸的作用力。 每一再热进汽阀门组合件设一支架，支架由两个支座组成。再热主汽门支座位于其进口处，为固定支撑。再热调节汽阀支座位于支座为薄板挠性结构，利用薄板的变形吸收阀体轴向热胀。为减小运行时的管道变形对阀门的推力，在安装阀门支座时应予冷拉。 阀门的支座搁置于两支撑底板(再热主、再热调节汽阀支撑底板)上，带筋的支撑底扳预埋于基础中.支座与支撑底板间的垫片厚度留有余量，在现场安装时修正。阀门安装后，用支撑底扳调整块上的顶开螺钉进行冷拉后，拧紧地脚螺钉并安装定位销。定位销为
41、偏心套简结构，安装方便。 如图5-1-22所示，再热主汽门为摇板式。全开时，阀瓣置于汽流通道之上，因而流体阻力损失很小，全关时，汽流以全压差作用于阀瓣上，以保证阀门的密封性。 阀瓣为带中心杆的等厚球盖，球面具有很高的承载能力，装配时中心杆穿过摇臂孔，以螺母锁紧限位，摇臂与阀瓣，螺母之间的接触面均为球面，且留有间隙允许转动。阀瓣密封面为球面，阀座为圆环面。当阀瓣关闭与阀座相接触时，阀瓣与摇臂之间的活动联结，使阀瓣能正确就位，以保证密封面的完全吻合，全开时，阀瓣中心杆与阀盖挡块相接触，并由操纵机构之扭矩拼紧，以防止阀瓣在汽流下的抖动。 转轴支撑于轴承盖与曲柄箱的氮化套筒上。球形底座的压力封汽形衬套
42、能限止轴向移动且形成密封消除转轴的漏汽。在开启和关闭再热主汽门时，用蒸汽泄放阀(卸载阀)释放压力汽封处的蒸汽压力，以减少球形底座的磨损及阻力。 再热主汽门油动机倾斜倒挂于阀体一侧，油动机采用高压抗燃油，压力油推动活塞，转动摇臂开启阀瓣。在紧急情况下，压力油被泄放掉，阀门藉助于弹簧力及蒸汽压力达到快速关闭，当阀瓣关闭而接近阀座时，油动机活塞的缓冲头进入排油孔，它抑制油的外流，使压力略增高，略为减慢此时阀门的关闭速度.为了吸收快速关闭的撞击，采用了薄壁形阀瓣。 在再热主汽门的底部阀瓣前、后开有外旁通节流孔，其流量低于额定转速的空载流量，通过这一外旁通节流孔可平衡阀瓣(摇板)前、后的压力，以保证阀门
43、在试验情况下能打开。 蒸汽泄放阀为一油动遮断阀，装于轴承盖上，用来降低再热主汽门开启和关闭过程中的轴端压力。当再热主汽门不动作情况下，该泄放阀关闭，转轴压向封汽衬套，使其保持密封，防止泄漏。当动作时，藉助安全油开启油动遮断阀，卸去轴端压力，动作结束后，关闭油动遮断阀。图5-1-22 再热主汽门以及油动机结构图 再热调节汽阀为平衡式柱塞单座阀。由液压开启和弹簧力关闭。每阀都由单独的油动机操纵，为立式布置。各自的油动机都装于阀的顶部。阀碟和油动机同步动作。在阀门上始终作用有三个一组的压缩弹簧产生的关闭力。 阀杆上有螺旋槽，它与氮化套筒相配，以减小高压蒸汽的泄漏。为避免外泄，阀杆漏汽经阀盖上之泄漏管
44、导入汽封加热器。套筒与阀盖紧配，并冲铆固定。 当阀关闭时，阀杆凸缘与套筒底面相接触，形成自密封，阻止蒸汽沿阀杆的泄漏。 圆筒形滤网围绕着再热调节汽阀，它防止杂质进入汽轮机而造成事故，滤网的下端嵌入阀壳上的凹槽中，其上端由阀盖压紧。安装滤网时，须将不钻孔部位直接对准阀壳上之挡板，挡板与进汽中心相隔180，它将两边进汽隔开，以免相撞产生涡流。在阀碟体的上部安装有两道弹性密封环，以防止进汽漏入平衡腔室，使腔内维持低压，达到良好的平衡效果。图5-1-23 再热调门结构(三)高中压进汽管道、抽汽管道与汽缸的连接高压缸和中压缸的主蒸汽和再热蒸汽均需穿过外缸向内缸供汽，亦即热的管道穿过较冷的外缸壁，这就需借
45、助于具有挠性的套筒连接来吸收胀差和减少热应力。挠性外套筒焊接于外缸接口上，安装时套筒接管与来自调节汽阀(或再热调节汽阀)的主蒸汽管(或再热蒸汽管)相焊接(图5-1-24)。壁薄而直径大的外套筒能消除接口温差产生的变形，而对于承受管道外力与力矩来说，则具有足够的截面刚度。此外，考虑到外缸与内缸在不同的温度下的胀差，进汽套筒与内缸进汽口用压力密封环连接，它允许存在相对的偏移。高压抽汽连接管的结构与进汽连接管相同，其外套筒也是焊接在高压外缸上，但不是插入高压内缸而是插入高压隔板套。 图5-1-24 高压进汽连接与内外缸间的连接高压蒸汽室的作用是接受进汽管来的蒸汽，并支撑喷嘴组，后者装有喷嘴，蒸汽在其
46、中膨胀后进入调节级动叶，安装在蒸汽室内的喷嘴组把主蒸汽的压能转换成动能，并为调节级提供部分进汽。本机组之高压缸为顺流结构，在这种结构中，为封住喷嘴后之蒸汽迫其向下流经调节级端面和蒸汽室内圆面，使蒸汽室外壁和该段转子温度降低至接近喷嘴组后蒸汽温度，蒸汽室采用上、下两半的整圈结构。上半圈置于下半上，上下半间不用螺栓紧固，而是各自装入内缸上下半中，上半顶部有一专用螺栓孔，开内缸前旋入螺栓，使其与内缸上半相连，以便开缸时随内缸上半一起吊走。在扣缸时，则在就位后要去掉该连接螺栓(下次开缸时仍要装上)。蒸汽室上、下半在中分面两侧及垂直中心线上、下二处，每半各有三个槽与内缸上之凸缘相配，固定轴向位置，而且允
47、许热态自由膨胀，在中分面法兰处，内缸上凹处装有定位垫片，在上、下缸合拢后成夹持状，在上、下最高及最低点处尚有轴向凸缘与内缸上之槽相配，这样就确定了蒸汽室中心在高、低、左、右的位置，即中心定位。每半蒸汽室有二进汽口，它们与内缸之间各靠三道弹性密封环密封，且能在内缸进汽口中自由膨胀。与蒸汽室相连的喷嘴组为电脉冲整体加工件，其上直接加工出静叶(喷嘴)，蒸汽经过喷嘴组膨胀加速将压力能转换成速度能并把蒸汽导向调节级动叶栅。高压抽汽连接管的结构与进汽连接管相同，其外套筒也是焊在外缸上，但不是插入内缸而是插入高压隔板套。三、汽缸的支撑汽缸尺寸庞大、笨重，结构复杂，而且运行过程中其热状态经常变化，因此应设计合
48、理的汽缸支撑方式。汽缸的支撑必须满足以下条件：1.支撑基础必须稳固，其固有频率应避开汽轮发电机的工作转速；2.汽缸与轴承座应有良好的刚性，以免变形；3.保证各汽缸在机组启动、运行、停机的过程中温度变化时能自由膨胀和收缩，静子与转子中心线保持一致，避免动、静部分之间的间隙消失以致发生动静摩擦。汽轮机的支撑方式包括外缸的支撑和内缸的支撑。外缸的支撑方式有两类：猫爪支撑和台板支撑。前者通过汽缸延伸出的水平法兰支撑在轴承座上，由于其支撑面与汽缸中分面距离小或在同一平面，金属膨胀时汽缸中分面位移小或可保持不变，所以高温的高中压缸一般采用这种方式；后者是汽缸或排汽室伸出的撑脚直接支撑在台板上，由于其支撑面
49、与汽缸中分面距尺寸大，金属膨胀时汽缸中分面位移大，所以一般低温的低压缸采用这种方式。猫爪支撑又分为上猫爪支撑和下猫爪支撑(图5-1-22)，由下缸延伸出的猫爪支撑的叫下猫爪支撑，由上缸延伸出的猫爪支撑的叫上猫爪支撑。下猫爪支撑上下缸连接螺栓不承受下缸重量，且安装、维护方便；上猫爪支撑上下缸连接螺栓要承受下缸重量，且安装、维护不方便。猫爪支撑又分为下猫爪非中分面支撑、下猫爪中分面支撑和上猫爪支撑。下猫爪非中分面支撑的支撑面和汽缸中分面不在同以水平面，汽缸受热膨胀时会引起中分面的位移，而下猫爪中分面支撑和上猫爪支撑其支撑面与汽缸中分面在同以水平面，汽缸受热膨胀时中分面不变。a、下猫爪支撑 b、下猫
50、爪中分面支撑 c、上猫爪支撑图5122 汽缸支撑高压外缸调阀端的“猫爪”搁置在前轴承座凸台的键上，电机端“猫爪”搁置在中轴承座调阀端凸台的键上。在键上可作自由滑动。中压外缸调阀端的“猫爪”搁置在中轴承座电机端凸台的键上，电机端“猫爪”以同样方式搁置于#1低压缸调阀端下半轴承箱上。在键上可自由滑动。高压外缸前、后端分别以定中心梁与前轴承座和中轴承座相连。中压外缸前、后端分别以定中心梁与中轴承座和#1低压缸调阀端下半轴承箱相连。定中心梁用螺栓和销钉固定，以保持汽缸和轴承座的轴向和横向位置正确。前、中轴承座可在其座架上沿轴向滑动，由纵向键引导，以保持轴向中心线不变。轴承座侧面的压板限制了轴承座产生任
51、何倾斜或跳动。压板与轴承座凸肩留有适当的间隙，以允许其轴向滑动。每个“猫爪”与轴承座间均用螺栓连接，以防止汽缸与轴承座间产生脱空。螺母与“猫爪”间留有适当间隙，当温度变化时，汽缸“猫爪”能自由胀缩。每个低压缸都由与外缸下半一体并向外伸出的连续支座支托，支座搁置于独立之台板上，台板浇灌于基础中。支座由六个预埋在基础中固定板来定位：#1和#2低压外缸的每端共设置4 块横向定位板，以限制两个低压外缸的横向位置，但允许其轴向自由膨胀。另在#1低压外缸进汽中心线两侧装有两块轴向定位板，以限制轴向位置，但允许其作横向自由膨胀。横向、轴向定位板各自连线的交点就是本机组静子热膨胀的死点。定位板均与水泥基础浇灌
52、在一起，有很好的刚性，从而保证了低压缸的横向和轴向定位。(如图5-1-23)图5-1-23 猫固板(定位板)四、滑销系统 汽轮机受热之后，各部件都要膨胀，对600MW机组来说，汽轮机体积庞大，工作蒸汽温度高，在机组启动、停机时，温度变化很大，其绝对膨胀量很大，必须保证其膨胀不受阻挡，否则强大的热应力和热变形会损坏机组。为保证机组效率，汽轮机的动、静间隙很小。为了保证动静之间安全经济的间隙，汽缸又不能任意自由膨胀，为此设置了滑销系统引导汽缸的膨胀。 滑销系统一般由纵销、横销、立销和角销组成。纵销保证汽缸的横向位置，引导汽缸和轴承箱沿轴向自由膨胀；横销保证汽缸的轴向位置，引导汽缸沿横向自由膨胀；立
53、销引导汽缸沿垂直方向自由膨胀；角销也叫角压板，防止轴承箱在滑动时一端翘起。 横销中心线与纵销中心线的交点显然相对于运转层基础是不动的，称为机组的绝对死点。低压缸庞大笨重，滑动困难，所以机组的绝对死点一般都设在低压缸。大多数机组的汽缸只有一个死点，对多缸机组而言，为了保证汽缸的相对位置，各汽缸间要设置滑动装置且连接起来。有的机组的汽缸有两个死点，这种机组在保证所有汽缸都被死点定位的前提下，每个死点都在轴向有两个自由端。 1、纵销 2、角销 3、台板联系螺栓 4、定中心梁 5、轴向锚固板 6、横向锚固板 7、推拉杆图5-1-24 滑销系统图上图5-1-24是某国产600MW机组的滑销系统示意图。该
54、机组的滑销系统主要由纵销、横销、立销、猫爪等组成。机组两只落地轴承座的底部和轴承座台板之间沿机组中心线各有两个纵销，在每个轴承座底部的前后各一个。高中压外下缸的猫爪下都有横销与轴承箱相连，以保证猫爪与轴承的位置。当汽缸温度变化时，高中压缸在沿自己的猫爪横销作横向伸缩时，同时推动轴承箱在轴向与汽缸一起移动。在高中压缸前后两端都有一“H”型推拉杆通过螺栓、销钉等分别使高压缸与前及中轴承座、中压缸与中轴承座及一号低压缸前轴承座相连，并保证它们在同一中心线上。 高压缸调阀端的两猫爪支托于前轴承座上，电机端支托于中轴承座上，中压缸的调阀端支托于中轴承座上，电机端支托于#1低压缸的轴承箱上。为避免运行时汽
55、缸中心线抬高，支撑面设置于水平中分面上。高、中压缸两端均以“H”形定中心梁与轴承座相连，能刚性地传递轴向热膨胀。因定位中心梁推拉位置与滑动摩擦面较接近，从而减少了附加力矩，使膨胀时滑动更为顺畅。在每个低压外缸前后两端之中心线上，各有一块横向定位板，引导低压外缸做轴向膨胀而使中心保持不变。在#1低压缸的进汽中心线两侧，各有一块轴向定位板，作为静子部分的“死点”。即在运行时，#1低压缸的前端向调阀端膨胀，借助于定中心梁推动中压缸、中轴承座、高压缸、前轴承座共同向调阀端膨胀。而#1低压缸的后端向电机端膨胀，并借助于推拉装置，推动#2低压缸向电机端膨胀。低压缸的横向、轴向定位板均固定于基础中，是预埋件
56、。在低压缸轴承座底板的凹槽上装有角形垫片。安装时进行修配，以保证有适当的膨胀间隙。 第二节 喷嘴组、静叶环、静叶持环 汽轮机的隔板用来固定静叶，把汽缸分成若干汽室，使得蒸汽的压力、温度逐级下降，完成能量转换，并使得气流按照规定的方向流入动叶。隔板可以直接装在汽缸内壁槽或者装于隔板套。汽轮机的首级静叶在调节阀顺序开启控制配汽的汽轮机(西屋机组就是这样)中分为若干组，称为喷嘴组。隔板和隔板套要承受由压差产生的载荷，根据其在通流部分中的位置，有在高温区，也有在湿汽区工作。隔板和隔板套要求满足以下要求：隔板应当有足够的强度和刚度，防止受力后产生挠度导致动静碰磨，隔板在出厂前要在试验台上进行加载后的挠度
57、测试；对于喷嘴组，应当按照第一调节汽阀开启时的最大压差来考虑其强度；根据其工作环境应当具有相应的耐高温或者抗汽蚀性能；另外装配和定位中要求其配合面应当具有良好的严密性以及受热膨胀后应当保持与转子的对中。 下面是一台按西屋亚临界600MW机组的静叶持环、静叶环、静叶的介绍。 西屋600MW机组为反动式，采用了转鼓结构，和冲动式汽轮机相比，隔板内径增加了，使得隔板承受蒸汽压力的面积大大减小，因此，在保证一定的隔板挠度条件下，反动式汽轮机的隔板厚度减小，这使得级的轴向尺寸缩小。但大的隔板内径又使隔板漏汽面积增大，为减少这部分损失，各级隔板内径处均装有汽封环。隔板通常有焊接隔板和铸造隔板两种，焊接隔板
58、一般用于高温、高压区域。而西屋600MW机组静叶多采用型钢加工成整体加工成而成，然后焊接而成隔板。隔板在水平中分面被分为两半。用直角槽和L型密封条固定，用紧定螺钉使隔板上半与隔板套锁紧来防止隔板转动。 高压隔板是由两端带有根部和冠部的单个静叶整圈组装后再沿内外圆周向焊成整圈，车准尺寸后再分成两半直接装入隔板套。在隔板套中分面装有固定螺钉，用螺钉把隔板压准，防止蒸汽作用力矩使隔板在槽中转动，在装配时动、静叶均要保证相邻叶片间的喉部宽度，保证尺寸精确，使各级压力降符合设计要求。 中压隔板是由两端带有根部和冠部的单个静叶整圈组装后，再沿内、外圆周向焊成整圈，车准尺寸后，再分成两半直接装入隔板套。在隔
59、板套中分面装有固定螺钉将隔板压住，以防止蒸汽作用力矩，使隔板在槽中转动。在装配时，动、静叶均要保证相邻叶片间的喉部宽度，保证尺寸精确使各级压降符合设计要求。 低压末两级隔板采用板式结构，使隔板板体插入至转子凹挡中，从而大大减小了汽封直径，即漏汽面积。这两级隔板采用悬挂销定位于#2低压内缸中，并用底键定位。汽轮机各级隔板固定于隔板套上(低压隔板有的固定于内缸上)，隔板套再固定于汽缸上。汽缸设置有多级抽汽口，隔板套将汽缸分成相应的抽汽腔室。采用隔板套结构能使汽缸的形状简单，以便于制造，并可提高其通用化程度。此外，还可减少汽轮机起停和负荷变化时的温差和热应力。其缺点是加大了汽缸的径向尺寸且相应增大了
60、中分面法兰尺寸。隔板套上装有多级隔板，因而承受了很大的压差。特别是高压隔板套内装11级隔扳，在第7级后还有抽汽口，承载较大，结构复杂。隔板套所承受的压差负荷是通过与汽缸间的凹凸肩配合传递于汽缸，这时隔板套须具有足够的刚度，不应有过大的变形，否则会产生动、静部分相碰的危险.高压隔板套体积较大，支撑情况较特殊，它是通过支撑键支撑于外缸中分面处，由上、下垫片确定中心的高、低位置，在电机端通过凹槽与内缸上之凸肩配合轴向定位，在顶部及底部有定位销确定中心的左、右位置。高压隔板套下部之抽汽口与抽汽插管之连接是用弹性密封环密封，抽汽套筒则是焊接于外缸上，其结构形式与高压进汽连接管相似。中压隔板套共4个，中压
61、#l隔板套装于内缸凸肩上，各装有5级隔板。#2隔板套各装有4级隔板。每个低压缸有两个低压隔板套，装于#l内缸之两端，调阀端隔板套装有2级隔板，电机端隔板套装有4级隔板。中、低压缸隔板套除与相应内缸或外缸凹凸肩配合轴向定位外，也用支撑键支托于汽缸水平中分面上，由上、下垫片来保证其中心的高、低位置，并在隔板套的顶部和底部设有定位销，以确定中心的左、右位置。隔板套都为上、下半结构，中分面用长螺栓连接。隔板套内除了安装各级隔板外，还装有径向汽封，它与动叶围带相配，以减少蒸汽沿叶片顶部的泄漏。低压隔板套为碳钢铸件，在其与内缸凸肩的支承面上均镶有13铬不锈钢密封环，如用碳钢结合面可能出现因锈蚀而咬死的现象
62、。第三节 转子转子是汽轮机转动部分的总称，它担负着把喷嘴叶栅出来的蒸汽的动能和热能转变为轴旋转的机械能以及功率传递的重任，是汽轮机最重要的部件之一。汽轮机转子的结构可分为转轮式和转鼓式两种基本类型。转轮式转子具有安装动叶的叶轮，一般由主轴、叶轮、动叶和联轴器构成，而转鼓式转子则没有叶轮，动叶直接装在转鼓上。通常冲动式汽轮机的转子采用转轮转子，反动式汽轮机的转子为避免轴向推力过大而采用转鼓式转子。转子上的动叶栅与对应的静叶环上的喷嘴叶栅构成汽轮机的通流部分能量转换单元，将蒸汽的热能转化为转子旋转的机械能，通过主轴带动发电机做功。转子工作时高速旋转，它除了要转换能量、传递扭矩外，还要承受旋转时自身
63、质量产生的离心力作用，因此要高强度金属材料制成，在高温区工作的转子，要采用耐高温耐热高强度材料。为了提高通流部分的效率，转子与静子之间要保持小的相对间隙，要求转子制造精密、装配精确。转子上的任何缺陷都会造成重大设备和人身事故。下面是一台西屋亚临界600MW机组的转子介绍。一根高压转子、一根中压转子、两根低压转子、延伸段和中间轴与发电机组成汽轮机-发电机轴系。各转子连接端均由与转子一体的法兰式联轴器，采用螺栓刚性连接。它们的轴向位置依靠中轴承座的推力轴承定位。推力轴承为汽轮发电机轴系的相对轴向定位点，转子热胀时，将以此点为基准向调阀端和电机端膨胀。高压转子和中压转子为铬钼钒钢30Cr1Mo1V整
64、锻转子，低压转子为铬钼钒钢30Cr2Mo2V整锻转子，整锻转子的叶轮和主轴是一体锻造出来的，所以，不存在键槽应力腐蚀开裂和套装件的松弛问题，具有较好的强度。比套装转子具有明显的优越性。整锻转子的应用主要取决于钢厂的冶炼水平和钢锭的质量。通过钢包精炼、真空注锭和多种重熔工艺，使锻件芯部夹杂物含量和偏析程度大大降低。随着鼓风冷却和喷水冷却工艺的日益完善，转子热处理后的性能得到提高，不同部位性能差异减少，而且组织均匀，晶粒细小，为转子高灵敏度超声波探伤创造了条件。同时，也能得到较低的脆性转变温度(FATT)、较高的塑性和韧性。保证了整锻转子良好的机械性能和启动运行的灵活性。其他形式的转子有套装转子、
65、焊接转子、组合转子，其特点不再叙述。高、中、低压转子均无中心孔。无中心孔转子的应用得益于炼钢、锻造、热处理以及探伤技术水平的提高。它避免了开中心孔导致孔面工作应力增加。使得机组工作应力降低、安全性能提高、使用寿命延长，改善了机组的启动性能，缩短了启动时间。四根转子的临界转速均低于工作转速，为挠性转子。起动操作中，应迅速超越临界转速，以免出现剧烈振动现象。为保证转子运行安全，在汽轮机设计和制造过程过程中，要避免应力集中，要进行强度和振动核算、转子动力学分析和寿命损耗计算，合理选择材料和工艺，保证加工和装配质量。高温工作条件下的转子，粗加工后应做热跑试验，测定转子的热弯曲。转子组装后要做动平衡和超
66、速试验，使转子的残余不平衡量减小。一、高压转子高压转子(图5-3-1)是工作在高温高压区域。由于蒸汽压力高、比容小，通流部分尺寸小，转子相应做得小一些。图5-3-1 高压转子结构示意图图5-3-2 高压缸通流部分高压转子为单、顺流结构。这种流程比较调节级反流布置减小流动损失，提高了内效率。转子支承于两个可倾瓦型径向轴承上，跨距为4845毫米，装上叶片的转子重为17.2吨。电机端设有推力盘，并与中压转于刚性联结，联轴器与转子锻成一体，有足够的强度和刚性。高压转子调阀端连接一接长轴，其上装有主油泵轮及危急遮断器。转速信号及零转速发送器、差胀传感器、危急遮断系统、转子偏心发送器、鉴相器及振动发送器等
67、均在这段接长轴上进行监视。接长轴单独制造便于在接长轴上进行特殊加工、修理，而不对整个转子产生影响。和高压转子用刚性连接，而且接长轴上负载比较小，所以重要的监视和保护可以设在这里。但是从可靠性评估上来讲，转速和两套超速保护不设在同一部分安全性会更进一步的提高。高压转子上有一调节级和11级压力级(图5-3-2)。调节级为冲动式，其余压力级采用反动式。由于反动级动叶片前后压降比较大，为避免在转子上产生过大的轴向推力，转子上不设叶轮而采用转鼓式结构，既动叶片直接安装在转子上开出的叶片槽中。即使这样，转子上所承受的轴向推力仍然大大高于冲动式汽轮机。所以为了减小转子所承受的总的轴向推力，保证推力轴承的安全
68、工作，在进汽端设置了平衡活塞。由于中压转子和低压转子都是双流的，其推力自身基本平衡，于是高压缸推力的自身平衡程度，就对整个机组的推力产生决定性的影响，高压平衡活塞尺寸的确定经过详尽的计算.尽量准确，以免推力轴承承载过大。图5-3-3 单列调节级叶片 实际上，平衡活塞就是加大了直径的第一段轴封，高压转子为高低齿曲径式汽封，就是在转子上加工有与汽封环高、低对应的凸肩，由于凸肩两侧的蒸汽压力不同，因此在凸肩上产生一个由高压指向低压方向的力。平衡活塞右侧为调节级后压力，左侧为高压缸排汽压力，平衡活塞受到一个自右向左的轴向推力，此力与高压缸各级叶片所承受的轴向力相反，使转子所受轴向力数值变小。但这样也同
69、时导致轴封漏汽量增加，使机组经济性变差，因此，平衡活塞直径及活塞后压力的选择必须结合推力轴承设计及轴封漏汽量对经济性的影响综合考虑，还要考虑汽机工况变化时，平衡活塞所受轴向力的变化。高压转子调节级采用单列冲动式(图5-3-3)。由于采用喷嘴调节在部分负荷运行中能够保持较高的经济性。而50%反动度不能够在部分进汽中实现，同时调节级要求承担比较大的焓降，所以本机组采用冲动式。对于大机组来说，由于双列调节级级效率很低，所以一般采用单列级，相应地整个机组的级数增加。喷嘴组间用不通汽的弧段隔开，而且喷嘴组在圆周上通常是非对称布置，所以部分和全部喷嘴组打开时，在调节级上将产生复杂的激振力，严重威胁到调节级
70、叶片的安全，因此大功率机组高压转子的调节级叶根一般采用“三胞胎三叉三销钉”结构，即三片一组的叶片是整体制成，叶根为三叉形用三个销钉与叶轮相连。以改善叶片的成组性能，减少动应力，这种结构的强度高、振动特性好，具有很高的运行可靠性。高压转子的压力级是反动叶片，都采用了三元流可控涡设计的叶型，这种设计使得汽流的空间流动合理，叶片沿径向压力变化平缓，降低反动度沿径向的梯度，改善了漏汽损失和轮周效率而提高了级效率。动叶的强度也得到提高。但余速损失增加。压力级全部采用倒T形叶根.与枞树形叶根相比较，倒T型叶根可避免轴向漏汽，这对压差大，且采用反动式压力级的高压缸来说是很有经济价值的。最后安装末叶片为方形，
71、直接插在转子上，两边用两根圆形螺钉固定，聊城电厂曾经发生这两根圆形螺钉没有镶好或松动，在离心力的作用下脱落，引起最后安装叶片甩出，连同围带一起顶出，而T形叶根叶片甩不出来。高压缸各级动叶片是用铆接围带连接成组。在各级动叶片围带处，均装有径向汽封，以减少泄漏损失。在转子上各级之间车制有台阶形汽封槽，以便和各级隔板上的汽封高、低齿相配形成迷宫式汽封，减少隔板漏汽。此外，在转子两端亦具有成组的台阶形汽封槽，用于组成前、后端汽封，以防止汽缸端壁蒸汽之外泄。二、中压转子中压转子(图5-3-4)为双流对称结构。通流部分的推力自行平衡。转子支承于两个倾瓦形径向轴承上，跨距为4876.8毫米，装好叶片的转子重
72、20吨.调阀端与高压转子刚性连接，电机端与1低压转子刚性连接，联轴器都与转子锻成一体，强度和刚性均好。图5-3-4中压转子结构示意图中压转子为双流9级(图5-3-5)，中压转子采用双流设计，不仅提高了动叶的安全性，也使级的每组通流部分均匀变化，满足最佳速比要求，获得较高的效率，另外由于无平衡活塞而降低了漏汽损失，但是由于叶片高度变小使得级的漏汽损失和叶片端部损失会增加。动叶片为自带围带式叶片，叶片根部采用枞树形叶根，由于这种叶根由于接触面比较大，所以它承载能力大，在比较长的叶片中叶片中使用。每级轮盘外缘铣有近百个侧装式枞树形叶根槽，以安装动叶片。为了叶片的轴向定位，在轮盘的外圆上沿圆周方向加工
73、有半圆形槽，在动叶的叶根上亦具相应的半圆槽。待动叶装入后，可将圆销插入叶片与轮盘的圆槽中，以固定动叶轴向位置。动叶逐片安装，逐片插入圆销。而安装末叶片时，因无法插入圆销，故采用特殊结构，在末叶片与首叶片间装入定位片再装入锁紧键来实现其轴向固定。从而中压各级动叶片都有四种叶片，即：首叶片、标准叶片、围带加厚叶片和末叶片。末叶片的周向位置在转子上留有标记。为了便于平衡，相邻级末叶片位置均应错开180度。在进行叶片更换的检修过程中，需要由末级叶片入手进行更换。在各轮盘之间转子外缘上有一系列台阶形汽封槽，以与隔板内径处之汽封环高低齿组成隔板汽封。在各级动叶片围带处，均装有径向汽封，以减少泄漏损失。此外
74、，在转于两端亦具有成组之台阶形汽封槽，组成前、后端汽封，以防止汽缸端壁轴伸出处之蒸汽外泄。图5-3-5 中压叶片通流图中压转子中应注意的是：左、右旋的第69级四级动叶片不是相互对称的，动叶只数也不相等，这因为中压缸为了合理地分配内、外缸所承受的温差，采用了非对称抽汽，使内、外缸间夹层中有来自右旋第5级后的抽汽流向左旋第5级后之抽汽口，为造成并保持这种流动，左旋的第69级经过特殊设计。中压转子进汽为再热蒸汽，其温度比较高，所以转子中部工作在很高的温度之中。为改善这部分工作环境，减少热应力，将高压缸排汽大约31T/H的流量从中压缸引入，经过内外缸中空的销子进入导流环表面和转子形成的空间，向两边沿转
75、子流动，进入中压缸一级动、静叶做功，蒸汽在流动过程中冷却了转子。三、低压转子两个低压转子都是双流对称结构(图5-3-6)。虽然抽汽点不对称，但仍保证了通流部分的推力基本平衡。图5-3-6 低压转子结构示意图两根低压转子各支承于二径向轴承上，跨距5740毫米。装叶片的1转子重量为60.7吨，#2转子重量为61. 5吨。联轴器都与转子锻成一体。图5-3-7 低压叶片通流图低压转子都为双流7级(图5-1-7)。由于蒸汽进入低压缸后，蒸汽在低压段由于密度减小使容积流量显著增大，其容积流量成倍增加要求级平均直径有较大的增加，为符合要求，前5级为鼓式，末两级采用盘式叶轮结，而且有效地减轻转子重量。末两级采
76、用了变截面扭叶片，其特点是：沿叶片高度截面形状不同，截面减小，相邻两截面间有相对扭转。这种叶片无论在气动性能和强度方面都较大限度地满足了设计上的要求。其缺点是加工复杂。在轮缘上制有侧装枞树形叶根槽。其结构及安装方法与中压转子相同。低压末两级叶根槽为圆弧形，它保证叶片根部截面型线边缘不超出叶根范围，便于叶片安装。各级之间装有隔板汽封，前5级叶顶部装有围带汽封.在第6级即次末级叶顶装有先进的蜂窝式汽封。此外，在转子盘两端轴肩处装有前、后汽封，可防止大气漏入排汽腔室。所有汽封均为平齿，转子上为相应的光圆柱面。末二级之隔板具有的板体插入转子末二级转盘间，其内侧装汽封，大大减小了漏汽面积。在低压转子末级
77、轮盘的外侧有凸肩，用以转子端部位移行程计的测量平面，在机组初始起动或大修后，供确定低压转于和汽缸的相对位移之用。凸肩以下的斜面上有平衡塞，供现场动平衡用。四、联轴器联轴器是用以将汽轮机-发电机组的各转子互相连成一根轴系并传递扭矩、轴向力和转子热膨胀位移等。联轴器连成轴系时，应使轴系形成一条平滑的曲线。常用的联轴器形式有刚性联轴器、半挠性联轴器和齿性联轴器。其选型时要考虑传递扭矩的大小，轴承负荷分配和机组受热后相邻两轴心中心变化等情况，以及结构外型尺寸和安装维修的空间等因素。各转子间用刚性联轴器连接。联轴器由两个各自与转子整体制成的法兰组成，用螺栓刚性地连接在一起，对轮螺栓预紧一定力，同时控制螺
78、栓伸长量。为减少旋转时的鼓风损失，通常将连接螺栓的端部和螺母埋入凸缘内，并在外侧加装挡风板。联轴器传递扭矩、轴向推力、横向剪切负荷与弯矩。刚性联轴器具有结构简单，加工方便，传递扭矩大，还能够传递轴向推力，使整个轴系共用一个推力轴承。一般大型汽轮机组均使用这种联轴器。它的缺点是对被连接转子的同心度要求严格，还有当轴系轴承标高有变化时，对其相邻轴承的负荷分配影响比较大，各转子间的振动也相互影响。高、中压转子之间，中、#1低压转子之间，中间轴与#2低压转子之间，#2低压转子与发电机转子联轴器之间均有带止口的垫片(其中#2低压转子与发电机转于联轴器之间是盘车大齿轮，起垫片作用)。联轴器的凸缘和垫片凹口
79、相匹配以达到定中心之作用。借助于改变联轴器垫片厚度，可调整冷态各转子相对于静子的轴向位置，以保证达到设计的动、静间隙值。为拆去垫片，转于必须作轴向移动，使相邻转子之间两半联轴器分离，直至脱开定位凸缘，为此，在两半联轴器中均设有顶开螺钉孔。在两根低压转子之间装设有一中间轴。中间轴两端为整锻半联轴器。其调阀端与#l低压转子直接连接。而其电机端是通过垫片与#2低压转子相连。图5-3-7 汽轮机对轮连接动叶片是汽轮机的重要部件之一，是汽轮机中数量、类型最多的零件。在汽轮机中由一列喷嘴叶栅与和它配合的一列动叶组成最基本的做功单元，称为汽轮机的级。级完成将蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能的能量转换。这种能量
80、转换又分为两个阶段进行：具有一定压力和温度的的蒸汽通过静叶栅时进行膨胀加速，将热能转换为动能，然后以一定的方向高速进入动叶栅，气流在动叶栅通道中改变速度的大小和方向，将动能转变为机械能，在反动级动叶中，蒸汽还会将部分热能转变为机械能。这样就完成了汽轮机利用蒸汽能量做功的任务。汽轮机在正常运行时，动叶受到的作用力主要有：叶片本身的质量和围带、拉筋质量的离心力；通过叶片流道蒸汽的作用力；由于蒸汽汽流不稳定，对叶片产成周期性激振力。在上述力的作用下，叶片内产生拉应力、弯曲应力、挤压应力、剪切应力、扭曲应力和振动应力。动叶一般由叶型部分、叶顶和叶根三部分组成。动叶片的可靠性对保证汽轮机安全经济运行是非
81、常重要的，由于动叶处在高速旋转的状态，又受气流作用而承受较高的静应力和动应力，其工作条件恶劣，受力情况复杂，所以在设计制造动叶片时，除了要使叶片有良好的型线和工性能，以达到较高的效率外，还要有足够的强度，要使叶片内的应力不超过材料的允许的范围。对于高温区工作的叶片，应考虑材料的蠕变问题，对于在湿蒸汽区工作的叶片，应考虑材料受湿蒸汽冲蚀的问题。在运行和维护工作中，也要掌握不同叶片各部位的受力情况，进行合理的运行维护，防止叶片在低周波状况下运行。设计动叶片时已充分考虑了动叶片的弯曲应力和拉伸应力，因此只要在运行中不发生严重超载，一般不会发生问题。振动应力比较复杂，对不调频叶片只要不过载，对调频叶片
82、只要不在其共振条件下工作时，振动应力很小，不会影响叶片的工作安全。但是由于装配不当或者运行中某些缺陷，可能使调频叶片的固有频率改变而发生共振损坏叶片。一、叶型部分叶型部分是叶片的工作部分，叶片工作部分的横截面形状称为叶型。叶型的周线称为型线。相邻叶片的叶型部分构成蒸汽流通的通道，它要求具有良好的空气动力特性和型线，以减少汽流的能量损失，提高机组的内效率。同时还要满足结构强度和加工工艺的要求。按工作原理的不同级分为冲动级和反动级两大类。冲动级动叶片进、出口压差不大，反动度较小，蒸汽在动叶栅中的膨胀程度不大，动叶栅流通截面呈渐缩形；反动级动叶片的进、出口差压大，级的反动度大，蒸汽在动叶栅中的膨胀程
83、度与喷嘴叶栅差不多，动叶栅流通横截面与喷嘴叶栅的几何形状相似。按叶片的截面形状是否沿叶高变化，可以把叶片分为等截面叶片、变截面叶片和扭曲叶片。等截面叶片的叶型形状和截面面积沿叶高不变，又叫直叶片；变截面叶片的叶型截面面积沿叶高按一定的规律变化，各截面面积不相等；若叶片不同高度各截面逐渐扭转一定角度，且各截面面积不相等，则称为扭曲叶片。当汽道平均直径D和叶片汽道高度L之比较大，即叶片相对比较短，顶部和根部汽流参数变化不大，可将叶片设计为等截面叶片。这种叶片的设计方法简单，加工方便，制造成本较低，对级效率的影响叶不大。当叶片长到一定程度时，D/L较小，级的平均直径处的汽流参数与叶顶和叶根部分参数偏
84、差较大，仍然用等截面叶片损失会很大，效率很低。为了使汽流在通道中获得良好的流动特性，同时又为了降低叶型截面上的离心力，使叶片具有足够的强度，不得不根据叶片变化沿高度的实际汽流参数，把叶片工作部分的截面形状设计成沿叶片高方向变化的变截面叶片或扭叶片。二、叶顶部分为了使叶片之间组成良好的通道，保证汽流沿外缘周界上的良好流动性，降低漏汽损失，提高级的效率，通常叶片的叶顶上都装有围带，将动叶片组成动叶组。成组叶片提高了叶片的刚度，降低了叶片中的弯曲应力，改善其频率特性，在扭曲叶片加装围带后，能限制动叶片外缘部分在蒸汽作用力下发生扭转。三、叶根部分动叶片是通过叶根与叶轮或转鼓连接的，叶根的作用是将动叶嵌
85、固在叶轮轮缘或转鼓凸缘的沟槽里，在汽流的作用力和离心力的作用下，使动叶不至于从沟槽里甩出来。因此要求它与叶轮轮缘或转鼓凸缘的配合部分要有足够的配合精度和强度，而且应力集中要小。所以，叶根与轮缘或转鼓槽的结构是否适当，对叶片的安全运行起着重要作用。工作叶片一般用单个支撑面或多支撑面的叶根固定在沟槽中，随着叶片高度和重量的增加，叶根所受的作用力加大，应当相应的增加叶片根部支撑面的强度，即要采用不同型式的叶根结构。现代汽轮机常用的叶根结构型式有倒T型、双倒T型、菌型、叉型、棕树型。其适用范围和装配要求各不相同。 第五节 汽封与轴封汽轮机在工作时高速转动，而固定部分静止不动，因此其转子和固定部分之间必
86、须保证一定的间隙，使其不互相磨碰，然而间隙两侧有压差存在时就会导致漏汽和漏气，这样不仅会降低机组的效率，还会影响机组的安全。蒸汽流过汽轮机各级时，压力、温度逐级下降，在静叶环两侧存在着压差，静叶环内缘与轴之间必然会有蒸汽泄漏；当级内有反动度时，动叶片前后也存在着差压，其动叶顶部与汽缸内壁面或静叶持环之间也会有蒸汽泄漏。蒸汽除了绝大部分从喷嘴、动叶的通道中流过做功外，这一小部分从级间各种间隙中泄漏的蒸汽不做功，是一种损失，从而降低了汽轮机级的效率，进而使汽轮机的效率降低。此外，汽轮机的转子还必须穿出汽缸支撑在轴承上，此处也必须留有间隙。对于高中压汽缸的两端，汽缸内蒸汽压力大于外界大气压力，此处将
87、会有蒸汽漏出，造成部分工质损失，降低汽轮机效率，恶化运行环境。对于低压汽缸的两端，因汽缸内的蒸汽压力小于外界的大气压力，在主轴穿出汽缸的间隙处，将会有空气漏入汽缸，空气进入凝汽器，影响了真空，增大了冷源损失，降低了机组效率。为了减少上述各种动、静间隙处的漏汽和防止空气从轴端漏入汽缸，以保证机组安全、经济运行，在上述间隙处设置了汽封。汽封的机构多种多样，目前大型汽轮机普遍采用迷宫式汽封。汽封环结构如图5-5-3所示，在装汽封环的相应转子上有一系列的台阶形汽封槽，汽封环上加工有汽封齿，汽封齿有高齿和低齿，二者相间排列，分别对者转子上的凹槽和凸肩(图5-5-1)。汽封环一般有多块组成，置于汽封槽内，
88、并用弹簧片压住。在低压部分汽封环上的汽封齿做成平齿(图5-5-2)，转子相配表面亦为平圆柱面，其结构比高、低齿汽封简单。汽封齿尖端很薄，即使动、静间发生磨擦，其产生的热量也不大，而且汽封环是有弹簧片压住，磨碰时能作径向退让。汽封齿间隙在总装时修正。图5-5-1 高低齿汽封图5-5-2 平齿汽封图5-5-3 汽封环 图5-5-4 通流部分汽封 汽封按其安装位置的不同，又可分为通流部分汽封、静叶环汽封和轴端汽封三大类。一、通流部分汽封动叶栅顶部和根部的汽封叫通流部分汽封，包括动叶叶顶部围带(复环)处的径向汽封和动叶根部处的汽封。它是用来阻止蒸汽从动叶栅两端泄漏(图5-5-4)。二、静叶环汽封汽轮机
89、静叶环(隔板)内环之间的汽封称为静叶环汽封(图5-5-5)。由于泄漏的蒸汽不是以正确的方向和速度进入动叶，会引起进入动叶汽流的混乱而使级的效率降低，故在静叶内环与转子之间装有汽封，以减少蒸汽从此处的泄漏。图5-5-5 隔板汽封三、平衡活塞汽封在转子通流部分的对侧，加大高压外轴封的直径，这个鼓形部分称为平衡活塞。在活塞的两端作用着不同的蒸汽压力，以产生相反方向的轴向推力。为了防止平衡活塞两侧不同压力的蒸汽泄漏量过大，也设置了轴封，这就是平衡活塞轴封。四、轴端汽封转子穿过汽缸两端处的汽封称为轴端汽封简称轴封，用以防止蒸汽漏出和空气漏入汽轮机。蒸汽从汽缸内漏出造成工质和能量损失，污染环境，并且会加热
90、近旁的轴径或串进轴承座而使润滑油带水，恶化油质。空气漏入汽缸内影响凝汽器的真空使冷源损失增加，还会增加真空泵负荷，机组效率下降。图5-5-6 低负荷时轴封工作流程图5-5-7 高负荷时轴封工作流程轴端汽封分为三段，引出两根管道，靠近汽缸一端的管道将X腔室与轴封供汽母管与相连，靠大气一端的管道将Y腔室与轴封加热器相连。如图5-5-6所示，低负荷时，高中压缸内靠近轴端部分压力低于轴封母管压力和大气压，轴封母管供汽一路流入汽缸，一路漏入Y腔室的大气混合被轴加风机抽到轴封加热器冷却回收。如图5-5-7所示，高负荷时，汽缸内靠近轴端压力高于轴封供汽母管压力，汽缸内通过轴封泄漏的蒸汽一部分流往轴封供汽母管
91、，一部分与外界漏入Y腔室的空气混合后导轴封加热器。低压缸内靠近轴端的压力在机组运行时总是低于大气压，轴封工作流程与低负荷时高中压缸轴封流程相同。第六节 轴承箱与轴承一、轴承箱前轴承座位于机组高压缸的调阀端，为一钢板焊接的长方箱形结构。内装高压缸前轴承(1轴承)，它支承高压转子，并在转子接长轴上装置主油泵轮及危急遮断器。前轴承座还装有差胀、转速、振动、偏心监视及键相器的传感器，此外，还装有危急遮断控制器及试验装置。前轴承座有内部油管路系统，向安装于前轴承座内、外的部件供油。前轴承座之电机端两侧有凸台，用于支承高压缸猫爪，猫爪搁置于凸台的支承键上。每键有一螺栓，螺栓穿过猫爪孔，抑制了汽缸猫爪从凸台
92、抬起的倾向，螺栓与孔、螺母与猫爪平面间均留有足够的间隙，允许猫爪自由热胀。此外，键上设置有油嘴和油槽，可注入润滑脂，以减少热胀位移的摩擦阻力。前轴承座与高压缸下半之对中连接是藉助于H形定中心梁，该粱刚性地传递轴向热膨胀位移，高压缸藉助于定中心梁推动前轴承座一起向前(即向调阀端)膨胀。前轴承座与前座架间，前、后都装置有两个纵向键，以保证前轴承座沿轴向滑动时，轴向中心线不变。前轴承座底部两侧装置有压板，以防止轴承座抬起或跳动，压板与轴承座间留有足够间隙，以保证其自由滑动。此外，在前座架上装有专门油嘴油槽，以注入润滑脂减少滑移时的摩擦。图5-6-1前轴承座结构图。中轴承座(图5-6-2)，位于高压缸
93、和中压缸之间，在其中装有#2和#3径向轴承，分别支承高压转子及中压转子。中轴承座内还装有推力轴承、转子轴向位移与振动监视仪的传感器。中轴承座调阀端和电机端两侧各有二支座，用来支承高压缸及中压缸猫爪。描爪搁置于支座的支承键上。每键有一螺栓，螺栓穿过猫爪孔，抑制了汽缸猫爪的上抬倾向，螺栓与孔，螺母与猫爪平面间均留有足够的间隙，允许猫爪自由膨胀。此外，键上设置有油嘴和油槽，可注入润滑脂，以减少热胀位移的摩擦阻力。中轴承座与高压缸下半及中压缸下半都用H形定中心梁对中连接，定中心梁刚性地传递轴向热膨胀位移。中压缸藉助定中心梁推动中轴承座及高压缸、前轴承座向前膨胀。中轴承座与中座架间，前、后都装置有两个纵
94、向健，以保证中轴承座沿轴向滑动时，轴向中心线不变。中轴承座底部两侧装置有压板，以防止轴承座抬起或跳动，压板与轴承座间留有足够间隙，以保证其自由滑动。此外，在中座架上装有专门油嘴和油槽，以注入润滑脂减少滑移时的摩擦。图5-6-1 前轴承座结构图图5-6-2 中轴承座结构图中低压缸之间的轴承座与1低压外缸制成一体，置于基础台板上，其中装有#4和#5轴承，中、低压转子联轴器护罩及振动发送器。其下部调阀端用H形定中心梁与中压缸相联。#1和#2低压缸之间有一中间轴，这一部位的轴承座，实际上为两部分。一部分与#1低压外缸制成一体，内装#6轴承和振动发送器。另一部分与#2低压外缸制成一体，内装#7轴承和振动
95、发送器。在两部分之间装有推拉装置。在#2低压缸电机端的轴承座内装有#8轴承，发电机与汽轮机转子联轴器护罩、差胀发送器、磁阻发生器、振动发送器和盘车装置。二、轴承汽轮机是高速旋转的机械，轴承是一个重要组成部件。为了保证汽轮机工作时正常旋转，机组都设有支撑轴承和推力轴承。支撑轴承承受转子的重量、调节级部分进汽引起的不平衡作用力和转子不平衡质量的离心力，并保证转子的径向位置，使其旋转中心与汽缸的中心线一致。推力轴承用来承受汽轮机运行时蒸汽作用在转子上的轴向推力和由发电机传来的轴向力，确定转子的轴向位置，保证通流部分的轴向间隙在允许范围内。所以推力轴承是转动部分的定位点，称为汽轮机转子对静子的相对死点
96、，简称相对死点。汽轮机转子的重量和轴向推力都很大，旋转速度又高，支撑轴承和推力轴承都采用以动压液体润滑理论为基础的滑动轴承，借助具有一定压力的润滑油在轴径与轴瓦间形成的油膜建立起液体润滑。这种轴承承载力大、适用寿命长、制造加工容易、可靠性好，可以满足汽轮机安全稳定工作的需要。动压油膜润滑轴承的基本原理是轴瓦的孔径较轴颈大些，静止时轴颈位于轴瓦下部直接与轴瓦内表面接触，在轴瓦与轴颈之间形成了楔形间隙。当轴颈以一定转速定方向转动，润滑油由于粘性而附着在轴的表面上，被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中。随着转速的升高，被带入的油量增多，由于楔形间隙中油流的出口面积不断减少，所以油压不断升高，当这个压力增
97、大到足以平衡转子对轴瓦的全部作用力时，轴颈被油膜托起，悬浮在油膜上转动，从而避免了金属直接摩擦，建立了液体摩擦。图5-6-3中O为轴承中心，O，为轴颈中心，两中心连线长度e称为偏心距，中心连线与外载荷的夹角为偏拉角。楔形间隙(收缩区)中的油膜压力合力将平衡外载荷，使轴颈中心处在一个确定的位置上。动压油膜形成的三个条件是：在两个滑动表面之间具有楔形间隙；两个滑动表面必须有一定速度的相对运动；最后一项是必须具有一定的粘度，以便能粘附于滑动表面上。在启动时，由于轴颈圆周速度特别小，不能形成油膜，轴颈与轴瓦之间会出现直接摩擦。为了避免出现这种情况，汽轮机设立了顶轴油系统，以便借助于压力油使轴承中的轴浮
98、起来。图5-6-3 动压油膜与油楔的工作原理我们通常说的半速涡动也就是轴颈中心O，在外力扰动的情况下，产生位移后不能够收敛、稳定。当涡动速度正好达到临界转速，就会发生激烈振动，我们叫油膜振荡。在轴承形式已经决定的情况下，间隙、粘度(油选定情况下由油温决定)是影响这种故障的因素，同时也是排除故障的思路。对于已经设计好的轴承来讲，最重要的是严格按照厂家要求调整轴承间隙。这样才可以使油膜形成，防止损坏轴承；吸收轴颈的受热膨胀量；使轴承能够承受极小的倾斜和弯曲，而不导致损坏。其间隙的大小与轴承的形式和尺寸以及轴颈的速度有关。同样调整间隙也是工程上处理运行故障的有效调整手段。对于已经安装投产机组来说，我
99、们应当做的事情是保证轴承内动压油膜，也就是使轴承温升和供油条件(进油压力、温度、流量、清洁度等)处于规定范围。进油温度通常应当在3045，实际运行中，在露天电厂要求必须在2025以上才可以启动。为确保轴承安全可靠地运行，润滑油温度不能过高，以避免润滑油性能恶化及加速老化。同时轴瓦温度也应限制在规定的许用范围。设计时取正常温升为515，运行时最大不应当超过25。回油温度正常为6570，运行时最大不超过75。1.支撑轴承下面是一台西屋汽轮机的轴系介绍。该汽机设有八个径向轴承，高中压转子的径向轴承采用四瓦块的可倾瓦轴承，可倾瓦块用球面调整销支撑，自位性能好。可倾瓦轴承的特点是所支持的转子系统稳定；对
100、轴承支反力的和不对中的敏感性比较小；承载能力低。#1低压转子的前轴承采用两瓦块(下半)可倾瓦轴承。轴承外面的垫块为球面，轴承通过这些垫块调整中心，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且比四瓦块的可倾瓦轴承能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷，但是其稳定性差。l号轴承(高压缸前轴承)(图5-6-4)为可倾瓦型，它用于支承高压转子，适用于因温度变化而引起标高变化，同时又能保持良好对中，它的抗油膜振荡的稳定性较圆柱轴承好。它由孔径镗到一定公差的4块浇有轴承合金的钢制瓦块(1)而组成自位式轴承。各瓦块均支承在轴承壳体(2)内，并有自位垫块(3)定位，自位垫块可确定
101、各瓦块的位置，内垫块(4)与自位垫块的球面相接触，作为可倾瓦块摆动的支点，自位垫块的平端与外垫块(5)紧贴，外垫块与自位垫块相接触的面积不得小于75，外垫块可磨成需要的厚度以维持其要求的间隙。用深度分厘卡测量由轴承壳体外表面到外垫块平面的距离，记为A。用同一深度分厘卡测量由轴承壳体外表面到自位垫块平面的距离，记为B。外垫块的厚度TBA一(瓦块与轴之间隙)。为便于检查，将螺杆放入孔w(起吊孔)内，使瓦块(1)径向往外移动，用塞尺测得瓦块和轴颈之间的间隙，若比要求之间隙超过0.05毫米，则外垫块必须重磨或更换。轴承壳体制成两半，与轴承座水平中分面成10度倾斜，用销(6)定位。轴承壳体置于前轴承座下
102、部和轴承盖上半内孔之槽内。该内孔槽确定了轴承的轴向位置，销(7)则用来固定周向位置，瓦块和垫块 均由1至4编号、打印，并于轴承壳体上相应地标出编号，以便检修后仍能装于原来相应之位置上，每一瓦块两端之临时螺栓连接于轴承壳体上，组装和运送时将瓦块固定就位，但于总装时需拆去，旋入螺塞封住，润滑油经母管通过四个节流孔接头进入轴承瓦块，上半两瓦块背部有弹簧(9)，以防止瓦块的进油边与转子轴颈发生制动现象.这两块轴承合金的瓦块进油边需修斜。挡油环(10)制成两半，中分面以螺栓固定为一体，用限位销(11)防止挡油环转动，润滑油经瓦块后，由两侧挡油环的排油孔泄出，返回前轴承座，轴承下半两块瓦块内装有热电偶，以
103、测量瓦块合金温度，热电偶引出线经轴承壳体下部两螺孔引出。2、#3轴承(高压缸后轴承、中压缸前轴承)的可倾瓦轴承也是由4块垫块支承的可倾瓦轴承。它主要由支架、轴承壳体、油封环和把孔径镗到一定公差的4块浇有巴氏合金的钢制瓦块组成，支架分成上下两半，下半两侧安置在轴承座上，借助垫片调整轴承的中心位置。轴承中心位置按要求调整后，用螺纹销将螺钉固定。轴承壳体安置在支架的槽内，用圆住销防止轴承壳体在支架内转动。4块瓦装在轴承壳体内。轴承润滑用油自支架一侧的进油管进入后，沿着轴承壳体的外缘分别从配有孔板的底部及两侧进入轴承，润滑油亦能通过轴承壳体顶部的两只中9孔中进入。测轴瓦金属温度用的热电偶线通过一端挡抽
104、环下半的孔引出，而另一端挡油环上相应的孔必须用螺塞堵住，以防泄油.图5-6-4 #1轴承结构图#4轴承(中压缸后轴承)也是可倾瓦，其轴承壳体外四处由4块钢制垫块支承于轴承座内孔，在垫块与壳体之间的垫片是用来垂直地和水平地移动轴承，使转子准确地在汽缸中定位，止动销为防止轴承在轴承座内转动之用。调整轴承瓦块方法：调整底部垫块之垫片使底部垫块与轴承座之间有00.03毫米的间隙。调整轴承上半部两块垫块之垫片，即增加垫片之厚度，使垫块与轴承座上盖之间有0.03毫米的过盈。由于轴承垫块与水平中心线成45度的位置，因此轴承的垂直和水平位移不等于垫片厚度之改变.而垫片厚度和轴承位移之间尚有一个常量为0.7之换
105、算关系。调整轴承下半部两块垫块下之垫片(由几片组合而成)应符合转于轴颈与瓦块间之间隙，然后，以同样厚度之整体衬垫代之。润滑油通过轴承下半底部垫块之中心孔进入轴承壳体之下部，然后，轴向进入壳体两端之环形通道，再通过径向孔进入瓦块，润滑油沿轴颈分布，且由两侧的挡抽环之排油孔泄出，而返回轴承座。#5轴承(#1低压缸前轴承)(图5-6-5)的上半为圆柱形，下半为两块可倾瓦。这种结构稳定性较好。如下图，轴承体上半(1)为焊接结构，轴承体下半(2)有润滑油通道。润滑油通过垫块(3)的通孔进入，经轴承体下半通道及轴承体上半通道，然后，由另一侧排出。轴瓦(4)和支块(5)用螺钉固定为一体。两块轴瓦的基本材料为
106、纯铜，它与支块相接触的平面上有28条槽，宽为6.4毫米，深为6.5毫米，作为通过润滑油，冷却轴瓦之用。支块的支承点与轴承的45度中心线偏离16.5毫米，作为瓦块摆动之用。止动销(8)作为防止轴承体转动之用。下半的两块可倾瓦和上半的圆柱形轴瓦一起加工内孔时，用螺钉(6)把 下半两块瓦块固定于轴承下半，且用填条在辅瓦两侧嵌住，加工内孔后把填条拆除。只有在进油口处的1块可倾瓦的进油边仍镶上，且保持其规定之间隙，便于轴瓦摆动，同时拆去螺钉，装上螺栓封住。分隔块(7)是用来将两块轴瓦隔开。且作为装填条时的基准，亦用作轴瓦冷却油流过的跳板。整个轴承之水平和垂直的移动，由轴承体下半两侧的垫块下之垫片来调整。
107、下半两块可倾瓦均有顶轴油孔，并装有热电偶，以测量轴瓦合金的温度。轴承体上半顶部的垫块(10)与上盖之间的间隙为0.20.3毫米，辅承体下半底部有1只螺钉是作为测量外径之用，测量后需除去。#6、#7、8号轴承(#1低压缸后轴承，#2低压缸前，后轴承)这3只辅承均为径向圆柱形轴承，整个轴承装有3块垫块，轴承体水平分成两半，装配时用两只销钉来确保两半轴承体的准确定位，轴承体由3块钢制垫块支承在轴承孔内，垫块的外表面加工到比轴承座的球面内孔略小一些。在垫块与轴承体间装有调整垫片，可以移动轴承位置，使转子在汽缸内精确定位。在下半轴承体略低于水平中分面处，装有一止动销，它伸到轴承座的一条槽内，以防止轴承转
108、动。润滑油通过轴承座与垫块之通孔进入轴承，沿通道进入上半轴承体的进油槽，可靠地供油润滑。进油槽并不延伸到轴承两端，部分润滑油经过轴承两端周向油槽的下部回油孔世到轴承座内，顶轴油在轴承体底部进入轴承。轴承体下半有热电偶，以测量轴承合金之温度，因轴承体下半两块垫块与水平中心线成45度，故轴承的垂直与水平位移不等于垫片厚度的改变，垫片厚度与轴承位移之间有一常数为0.7换算关系。图5-6-5 #5轴承结构图2.推力轴承推力轴承为一均衡式的推力轴承(Kingsbury推力轴承，即金斯布里式)，这种形式的推力轴承能自动地将轴向载荷均布于各推力瓦块上，不受推力盘与轴承中心的偏移和瓦块厚度不均的影响。如图5-
109、6-6所示这些瓦块(1)支承于均压垫块(2)、(3)上，并装入两半衬环(4)内，通过均压垫块的摆动，使浇有轴承合金的推力瓦块表面的载荷中心都处同一平面内，因此每一推力瓦块均承受相同的负荷，这种结构并不要求全部瓦块具有严格相同的厚度。各瓦块间的厚度相差允许0.03到0.05mm，另一种形式米歇尔推力轴承对瓦块厚度偏差则只有0.02mm。在推力盘轴线与轴承座内孔并不完全平行时，通过各均压垫块累积的位移，推力瓦上的负荷也能得到均匀分布。衬环(4)装在推力轴承壳体内，用定位键(5)和螺钉(6)定位，防止它在壳体内转动，推力轴承壳体沿水平中分面分成两半，用螺钉(9)和定位销(8)将两半壳体固定在一起。推
110、力轴承壳体外圆上两侧各加工出台肩，此台肩与前轴承座下部和上盖的槽相配，以固定推力轴承壳体的轴向位置。推力瓦块与推力盘之间的轴向间隙借助于两端的调整垫块(7)来调整。推力轴承壳体内始终充有压力油，壳体上半顶部的两个排油口处各装有调节螺钉(10)，可调整油量，控制油温。推力轴承热电偶有单支4支和双支4支组成，皆是测量推力瓦块的温度，装于推力轴承顶部的4块瓦块上，即调阀端2块和电机端2块，每1瓦块内装有1只单支和1只双只.单支装在瓦块的进油边，双支装在瓦块的中心处，热电偶材料为铬康钢。 热电偶由推力瓦块内引出时，用压板将引出线固定，引出线在弯处要圆弧状。每块瓦块上的1只单支和1只双支均通过1只电缆扣
111、管套引出，4只电缆扣管套均置于推力轴承上半壳体的顶部，由电缆扣管套中出来之引出线，再以夹头固定于前轴承座的左侧壁面上(由汽轮机端向电机端方向看)。图5-6-6 推力轴承结构图力轴承壳体的轴向位置由定位块决定。如图5-6-7定位块包括调整螺钉(3)、可调楔块(7)、固定楔块(8)、垫片(11)(15)。当需要得到汽轮机转子在汽缸内的正确位置时，可用调整螺钉使可调楔块上下移动，从而改变推力轴承壳体的轴向位置，调整螺钉转1圈可改变推力轴承壳体的轴向位移0.10毫米。当进行调整时，应拆去锁紧线(4)，并松开锁紧螺母(2)才能转动调整螺钉。轴承座两边的调整螺钉改变的量必须相同。同样，前楔块和后楔块改变的
112、量也必须相同，但方向相反。如果轴端测微计指示出转于不在正确位置，即使在机组运行时，必要的话也能进行调整。在壳体一端的一对楔块给定了转子正确的轴向位置后，另一端的一对楔块也必须嵌紧，以防止壳体在轴承座内轴向移动。这种可调定位块的结构在安装检修时易于拆装。图5-6-7 推力轴承壳体轴向位置定位可调楔块的调整方法：(1)调整推力轴承壳体的轴向位置，以使汽轮机转子处在“转子间隙图”所给出轴向间隙的正确位置。注意：确保推力盘和推力瓦块间的间隙与“转子间隙图”中所示的位置一致，即在推力盘的同一侧。(2)向下拧紧可调楔块直到它们紧贴壳体的支脚，以便在这个位置上固定住壳体，并消除壳体在轴承座内的端部间隙。(3
113、)当调整各楔块时，应记住下列几点：a.调整螺钉转一周，可使推力轴承壳体轴向移动0.10毫米，如果要求移动量大于0.8毫米左右，必须更换垫片；顺时针方向旋转调整螺钉可使楔块)向下移动；逆时针方向旋转右侧调整螺钉，即可允许推力轴承壳体向操作者右侧滑动，逆时针方向旋转左侧调整螺钉，即可允许推力轴承壳体向操作者左侧移动。b.在推力轴承座架的每一侧，均有一对调整螺钉和固定楔块，因此当向发电机端看时，站在位于推力轴承座架左侧的调整螺钉前，欲使汽轮机向发电机端移动推力轴承壳体时，可逆时针旋转左手侧的调整螺钉。再到推力轴承座架右侧并以相同量逆时针旋转右手侧的调整螺钉，这时，在楔块和壳体支脚间形成间隙，然后仍站
114、在推力轴承座架的右侧，顺时针旋转左手侧的调整螺钉，向下移动楔块即可使推力轴承壳体向操作者右侧的发电机端移动。接着再到推力轴承座架的左侧，顺时针旋转右手侧的调整螺钉，楔块向下移动，紧贴推力壳体的支脚。在拧紧这些调整螺钉时，要查明壳体确系紧贴地固定在可调楔块之间，以消除壳体在轴承座内的端部间隙。C.完成调整后，在调阀端轴承座盖上的孔处，用轴端测微计来检查壳体的位移量，在进行调整时应向轴承供油并投入盘车装置。各轴承安装要求：序号轴承类型轴承图号轴承直径直径间隙瓦盖紧力结构特点1四瓦块可倾瓦1570801279.40.460.560.020.05轴瓦体不带瓦枕直接嵌入轴承座的凹槽内2四瓦块可倾瓦157
115、0802330.20.560.660.030.06轴瓦体为带有四块凸台的轴承环用轴承支架支撑3四瓦块可倾瓦1570802330.20.560.660.560.66轴瓦体为带有四块凸台的轴承环用轴承支架支撑4四瓦块可倾瓦15708323810.660.760.560.66轴瓦体为带有5块瓦枕、支承在轴承座凹窝内5三瓦块可倾瓦A9020820(1)482.60.971.070.20-0.03下半二瓦块带顶轴油槽，轴瓦体带三块瓦块枕6圆筒瓦D1560821482.60.971.070.20-0.03下半轴瓦带有双菱形顶轴油槽轴瓦体带二块瓦枕7圆筒瓦D1560821482.60.971.070.20-
116、0.03下半轴瓦带有双菱形顶轴油槽轴瓦体带二块瓦枕8圆筒瓦D1560821482.60.971.070.20-0.03下半轴瓦带有双菱形顶轴油槽轴瓦体带二块瓦枕第七节 盘车装置汽轮机在启动、冲转前必须保证动静之间没有碰磨的地方，而且要防止轴封供汽和暖管时转子和汽缸部件的受热不均造成转子弯曲和动静摩擦。汽轮机停机后，汽缸内还有残余蒸汽，汽缸和转子等金属部件还处于热状态，此时下缸冷却快上缸冷却慢，因此上下缸存在温差。如果转子静止不动，转子因自重和温差应力产生弯曲，弯曲程度随时间增加，到一定时间后达到最大值，以后逐渐减小，这种弯曲称为弹性弯曲。但金属的弹性极限随温度的降低而降低，所以这种弯曲很可能使
117、转子产生永久性弯曲。所以要在轴封供汽、暖管前和汽轮机停机后使转子转动以保证金属受热均匀，这种装置就是盘车装置。盘车装置带动转子转动使转子受热均匀，同时也使静子换热均匀，减少上下缸温差。机组启动前盘车时，运行人员可仔细检查汽轮机动静部分是否有摩擦，转子弯曲程度是否在规定的范围内，润滑油系统工作是否正常等等。汽轮机在盘车阶段，要认真检查汽轮机是否具备启动条件，及时发现和处理问题，保证机组启动的安全。盘车装置(图5-7-1)由置于其壳体上的盘车马达，带动一系列齿轮减速后，驱动啮合小齿轮，最后带动置于汽轮机和发电机联轴器之间的盘车大齿轮，使转子以约为2.4转分的速度进行转动。本机组采用侧装式盘车装置，
118、其位置在#2低压缸的电机侧。盘车装置的主要零件有：盘车马达、减速用的传动齿轮以及啮合小齿轮，盘车大齿轮、啮合和脱开用的操纵杆、自动啮合的操纵机构等。 图5-7-1 盘车装置盘车装置的齿轮传动原理图5-7-2：盘车马达轴(12)带动主动链轮(30)旋转，通过传动链条(33)，从动链轮(61)、蜗杆(57)、蜗轮(18)、蜗轮轴小齿轮(17)以及惰轮(21)来转动减速齿轮(4)，减速齿轮则用键与主齿轮轴(2)连接。主齿轮轴带动啮合齿轮(6)，啮合齿轮最终与转子上之盘车大齿轮啮合，带动汽轮机转子旋转。齿轮轴和齿轮的衬套均为含油复合轴套，有自润滑作用，蜗轮衬套和蜗杆上的推力面经油管用主轴承系统的润滑油
119、来润滑，蜗轮和蜗杆的啮合点始终处于座架油槽的油位之下。而一些高于该油位的齿轮啮合点则通过喷油嘴来供油润滑。啮合小齿轮可在啮合齿轮轴上移动，而啮合齿轮轴置于两块齿轮啮合板上，此啮合板又以主齿轮轴为支撑轴转动。在齿轮啮合板的上端以适当的连杆机构与操纵杆相连接，若将操纵杆置于“啮合”位置时，则啮合齿轮与盘车大齿轮相啮合。若将操纵杆移至“脱开”位置时，小啮合齿轮即退出啮合。设计时已考虑到小啮合齿轮的旋转方向和所处的位置，使得只要小啮合齿轮向盘车大齿轮上作用转动力矩，这转矩就会使它保持啮合状态。两块挡块限制了齿轮的啮合深度。当汽轮机转子的转速增加至反向驱动盘车装置时，盘车大齿轮对啮合小齿轮所施加的转矩，
120、恰好反向使啮合小齿轮退出啮合位置，即盘车装置退出工作状态。盘车装置的操作过程如下：当汽轮机停机时，将控制开关转到盘车装置“自动”(AUTO)位置，即开始自动顺序控制。当转速降至约为600转分时，自动顺序电路起作用，向盘车装置提供充足的润滑油。当转子停止转动时，零速仪中压力开关闭合，供气阀动作向操纵机构提供啮合用的压缩空气。在压缩空气的作用下，操纵机构动作后，可能出现两种情况：图5-7-2 盘车结构图在操纵机构的推动下，啮合小齿轮顺利与盘车大齿轮啮合，到位后，相应行程开关动作，盘车马达启动，转子将在盘车转速下旋转，而零速仪的压力开关断开，切断啮合用的压缩空气.此时，机组即可继续盘车运行。在操纵机
121、构的推动下，啮合小齿轮的齿顶与盘车大齿轮的齿顶相碰，无法进入啮合位置，此时在压缩空气作用下气缸体向相反方向移动，使另一行程开关动作，瞬间起动盘车马达，使啮合小齿轮点动，直至能进入啮合位置，使该位置之行程开关动作，正式起动盘车马达，开始盘车。开始盘车后零速仪压力开关断开，切断啮合用的压缩空气。当汽轮机起动后，汽轮机的转速超过盘车转速时，啮合小齿轮在盘车大齿轮所施加的转矩作用下自动脱开。一旦操纵杆向“脱开”(OUT)位置移动，限位开关即动作，开始向汽缸供汽，以保证其完全脱开。操纵杆达到完全脱开位置时，限位开关即切断盘车装置的马达电源和供啮合用的压缩空气。当转速升至约600转分时停止向盘车装置提供润
122、滑油，盘车装置就退出运行，不再动作，整个盘车过程结束。盘车装置还装有手动盘车装置，以便用手动来小量旋转汽轮机转子。手动盘车设备安装在齿轮箱顶部。当装上手柄时，盘车装置必须电气闭锁并挂上标志牌，不得启动电动机，以防止造成人身伤亡或设备毁坏事故。本机组在启停盘车时应注意下列事项：1.投入盘车前应先投入顶轴油泵，以减小静摩擦力，以利于启动，保护轴承。2.停机后应立即投入盘车，连续盘车到高压内缸下半调节级处内壁金属温度降到200 时，可改用间歇盘车，降到150时才能停止盘车。3.停机时，必须等转子转速降到零后，才能投入盘车，否则会严重损伤盘车装置和转子齿轮。 第八节 汽轮机本体疏水汽轮机运行过程种，例
123、如冷态启动，汽轮机本体某些部位及主蒸汽管道极易积水，这些水如果不及时排走，会引起汽轮机的水冲击，因此要设置相应的疏水系统，及时排走积水，并且回收这部分工质。汽轮机积水主要由以下原因造成：1.启动过程种由于金属温度低，暖管、暖机时必然有一部分蒸汽凝结成水；2.某些管段或设备存在蒸汽死区；3.停机后在管道内或汽缸内残存有蒸汽；4.蒸汽带水或喷水减温喷水太多等。一、疏水系统包括1.自动或手动控制疏水；2.节流孔连续疏水；3.疏水系统还包括通风系统。它在汽轮机遮断时、主汽阀和再热汽阀关闭的情况下，防止高压缸通流部分的温度快速升高。二、主要部件的结构和工作原理如下所述1.气动疏水阀汽轮机的气动疏水阀是直
124、接装设在下列疏水管道中：(1)主蒸汽管道的疏水管道；(2)高压汽缸、中压汽缸的疏水管道；所有这些疏水，均可由运行人员通过选择自动或手动控制气动疏水阀的开启或关闭来实现。所有疏水阀的结构和功能均相同。它包括薄膜执行机构、阀体、三通电磁阀、空气整定器和限位开关。它们之间的联接如图5-8-1(A)所示。限位开关为运行人员指示疏水阀的位置，即阀门处于开或关的状态，压缩空气经整定器维持恒压再供至电磁阀。当电磁阀线圈通电时，气压作用于疏水阀的薄膜执行机构，疏水阀关闭。反之，当电磁阀线圈断电时，作用在薄膜执行机构上的压缩空气被排放至大气，疏水阀开启。这种设计是为了保护汽轮机，当因停机、遮断而导致供气消失或因
125、电磁阀接线上电信号的丧失均会驱使疏水阀打开。每只疏水阀上均装有两只限位开关。限位开关由阀杆的移动来控制，用来指示阀的位置(开/关)，并起联锁作用。2.连续疏水节流孔节流孔能连续排除汽轮机重要部件低位处的凝结水，减少水的积聚和对汽机的损坏。本机组仅在高压缸疏水管道中提供节流孔疏水。3.通风阀当主汽阀和再热阀关闭后，在高压缸内聚积了高密度蒸汽，并产生了鼓风加热。为了防止高压缸内叶片温度的快速升高而导致高压缸叶片损坏，在系统中使用了通风阀，它由薄膜执行机构、阀体、三通电磁阀、空气整定器、限位开关和单向阀组成。它们之间的联接如图5-8-1(B)所示。通风阀的进口用管道接至高压缸排汽蒸汽管道。通风阀的出
126、口用管道接到主凝汽器。接管从通风阀执行机构，经过减压阀和油控空气引导阀与空气供应站相连。同时，接管从通风阀执行机构，经电磁阀接到大气。单向阀是与整定器相并联的。汽机遮断后，超速保护控制系统(OPC)总管内EH油压力消失，使得通风阀打开，即EH油系统油压降低，空气引导阀开启并截断供气。空气从整定器经空气引导阀排向大气。供至通风阀执行机构的空气经单向阀和空气引导阀排向大气。这时，通风阀打开，将高压蒸汽排放至主凝汽器。同样，OPC总管油压的消失将使通风阀上的电磁阀打开。监视OPC总管的压力开关使电磁阀断电，通风阀执行机构内的空气经电磁阀排向大气，也可最终引起通风阀打开。图5-8-1 疏水阀与通风阀原
127、理图 图5-8-1 疏水阀与通风阀原理图4.管道疏水主、再热蒸汽管道和抽汽管道均设有疏水，用于启动过程暖管和疏水。冷再热蒸汽管道引起汽轮机进水的危险性较大，因此设置有畅通的疏水系统。冷再热蒸汽管道系统中潜在的几个水源有：暖管、冲转期间以及停机期间形成的蒸汽凝结水；高压加热器管束破裂时，可能有大量给水进入冷再热蒸汽管道；再热器事故减温水系统故障时，也会有大量未经雾化的减温水进入冷再热蒸汽管道；汽轮机高压旁路减温装置故障时，未经雾化的高压减温水将大量进入管道，该类事故曾经在多个电厂发生；由于冷再向辅助蒸汽供汽使得在机组启动前就在该管路凝结有疏水；高压缸排汽口逆止阀前后均设疏水点。冷再热蒸汽管道的其
128、它支管引出点后也设有疏水点。冷再热的管道疏水设有疏水罐，当水位高时，可以自动开启疏水阀。5.疏水系统运行注意问题疏水系统的目的是防止冷水进入汽轮机，导致部件变形和轴弯曲，形成动静摩擦。运行人员必须保证汽轮机的疏水系统以及主、再和抽汽管道的疏水系统在启动时保持畅通。所以在汽轮机的汽缸上安装有测量上下缸温差的热电偶，温差达到41.7。其最大允许温差为55.6。一旦温差突然升高，说明汽缸底部积水，此时应当立即打开疏水系统的全部阀门并检查。超过55.6后应当立即跳闸。在检查疏水系统中要重点检查那些存在不同压力而汇聚在一起的疏水。对疏水阀门的检查不能够仅仅依靠控制室信号，必须到就地确认这些阀门的具体位置
129、。必要时进行测温、测声检查，但要在平时的关闭和开启状态下，收集阀门前后的温度数据和阀门固定点的声音数据，以方便我们对照进行判断。在正常运行时我们每隔一段时间要进行一次对照检查。安装后首次启动30天后、大修启动两周后、正常运行每隔一年要对疏水阀进行内部清洗、维修和内部检查。正常情况下，疏水阀是自动控制的。如果必须手动，则应当注意：在机组停机以后但汽轮机尚没有冷却的情况下要使其处于开启状态；在汽轮机启动前及轴封供汽投入前要处于开启状态；为了排放汽轮机再热阀上游的疏水，在机组加负荷的过程中，直到10%额定负荷后才可以关闭该管路的疏水，在减负荷到10%额定负荷后开启；为了排放汽轮机再热阀下游的疏水，在机组负荷达20%额定负荷后才可以关闭保持该管路疏水，在减负荷到20%额定负荷后开启。为了保证疏水畅通，在疏水阀开启前和开启过程中不得破坏真空，在紧急情况下，需要破坏真空停机时除外。在启动或停机过程中，在20%额定负荷以下时，要查看并记录每根疏水管道的压力表，确保疏水管路的畅通。否则就应立即停机，排除故障。
