【理学】1-1g汽轮机基本结构简介模版
汽轮机本体结构简介
低压缸内缸
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低压缸内缸
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低压转子
枞树型叶根
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高压缸进汽门
• 主蒸汽从锅炉经2根主蒸汽管分别到达汽轮机两侧 的主汽阀和调节汽阀，并由6根导汽管进入设置在 高压内缸的喷嘴室。6根导汽管对称地接到高中压 外缸上下半各3个进汽管接口。
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低压缸喷水减温
在小流量情况下， 低压缸末几级长 叶片做负功引起 的鼓风加热，使 得排汽温度迅速 升高。低压缸喷 水向低压缸两端喷 水环的喷嘴提供凝 结水，使离开汽轮 机末级叶片的蒸汽， 在进入低压缸排汽 室之前降低温度。
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低压缸排汽温度升高的危害？
• 低压缸排汽温度升高时，转子与静子部件之间由于热变形或 过度差胀有产生碰擦的可能性。这样的碰擦在一定转速以上 会发生严重危害，并导致强迫或长期停机。甚至在盘车转速 时，尽管转速已经下降，热变形和过度差胀所造成的摩擦， 会使得金属脱落并削弱转动部件，如铆钉、围带等，最终将 发生损坏。
四段抽汽口
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除氧器
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• 中压第10至12级静叶 装于中压#3静叶持环 上。
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中压缸向上排汽一分为二，经2根中低压连通管导入 低压缸中部。
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低压进汽 门CV
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CV阀内部结构
CV阀全部关闭时，阀碟上6个 Φ100孔仍有蒸汽通过，进入低压
高调门
阀门开启时，油动机液压克服弹簧拉 力开启。阀门关闭时，油动机泄压， 弹簧助于关闭。
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高调门
汽轮机本体结构
进汽
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低压进汽短管
排汽缸
♦:·单 缸 汽 轮 机 的 低 压 段 以 及 多 缸 汽 轮 机 的 低 压 缸 ， 统
称汽轮机的排汽缸。现代大功率凝汽式汽轮机， 由 千容积流量很大，因 而排汽缸尺寸很大，排汽 口数 目往往不止一个。
由于排汽缸内承受的蒸汽压力、温度都比较低， 它 的强度一般没有什么问题。但是为充分利用排 汽余 速、减小流动损失，要 求排汽缸有合理导流 形状以 及防止因刚度不足而产生变形等成了考 虑的主要间 题。
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高压单缸凝汽式汽轮机汽缸外形
高、中压缸双层缸结构
优点： (1)把原单层缸承受的巨大蒸汽压力分摊给内 外 两层缸，减少了每层缸的压差与温差。
(2)内缸主要承受高温及部分蒸汽压力作用， 故 可做得较薄，则所耗用的贵重耐热金属材 料相 对减少。而外缸因设计有蒸汽内部冷却 ， 运行 温度较低， 故可用较便宜的合金钢制 造，节约 优质贵重合金材料。
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窄喷管焊接隔板 导流筋与板体分开焊接导流筋与板体外缘整体结构
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铸造隔板图
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铸造隔板的静叶片
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隔板用销钉支持定位
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汽缸内间隔成若干个汽室。 ♦:·冲动式汽轮机的隔板主要由隔板外缘、 静 叶
片 和 隔 板 体 组 成 。 它可以直接固定在汽缸上 或固定在隔板套上，通常都做成水平对分形 式，其内园孔处开有隔板汽封的安装槽。
汽轮机本体结构介绍
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。
汽轮机结构讲解
汽轮机结构讲解x《汽轮机结构讲解》一、概述汽轮机是一种复杂的机械系统，它主要由发动机本体、轴承、轴系、气动部件、辅助机构等部分组成。
汽轮机的结构的好坏直接决定了汽轮机的性能以及可靠性。
以下向大家介绍汽轮机的结构情况。
二、汽轮机本体汽轮机本体是整台汽轮机的基础，它由机座、机架、外壳等部件组成。
机座是汽轮机的支撑底座，由钢板制成，此外，机座的上支撑架也是机座的一部分，它可以支撑整个汽轮机的重量。
机架有利于汽轮机的散热，它由多条不锈钢条拼接而成，它们之间用紧固螺栓连接。
外壳是汽轮机的外围部分，它由钢板和硅钢板制成，可以阻止外界的砂粒和其他杂质进入汽轮机内部。
三、轴承轴承是汽轮机的重要组成部分，它主要由轴承座、滚动体和滚动体衬等组成。
轴承座是轴承的支撑底座，它的支撑力量能够使轴承的滚动体保持在合理的位置；滚动体是轴承的核心部件，它能够使发动机的旋转分担重量，使轴系的工作更加稳定；衬套是轴承的保护层，它能够起到润滑和防止杂质进入的作用。
四、轴系轴系是汽轮机的核心部分，它由汽轮机的主轴、活塞、曲轴、交叉等部件组成。
主轴的轴向刚度决定了整台汽轮机的可靠性；活塞杆的轴向刚度决定了活塞的运动性能；活塞是汽轮机的主要动力部件，它通过膨胀气阀控制汽轮机的能量；曲轴是汽轮机的传动部件，它连接着活塞、气缸和活塞杆，并带动其运动；交叉是轴系的连接部件，它连接着汽轮机的气缸，润滑油管和汽轮机的轴承。
五、气动部件气动部件是汽轮机的重要部件，它包括润滑油泵、排气歧管、控制台等。
润滑油泵主要是为汽轮机的轴承及其他重要部件供应润滑油，保证汽轮机的正常工作；排气歧管是汽轮机的排气部件，它可以将汽轮机的膨胀气体排出；控制台是汽轮机的控制部件，它通过改变汽轮机的膨胀气阀的开度，来控制汽轮机的转速和能量。
六、辅助机构辅助机构是汽轮机的重要配件，它有助于汽轮机的正常运行。
辅助机构主要包括冷却系统、发电系统、润滑系统等。
冷却系统由水冷却系统或油冷却系统组成，它能够保证汽轮机的正常运行；发电系统负责为汽轮机的操作提供电力；润滑系统由润滑油泵、润滑油管组成，它可以为汽轮机的重要部件提供润滑油，从而保证汽轮机的稳定性。
1-1g汽轮机基本结构简介
制造反动式汽轮机的企业有美国西屋公司 (WH)、欧洲ABB公司、联邦德国的电站设备联合 制造公司(KWU)、日本的三菱、英国帕森斯公司、 法国电气机械公司(CMR)公司等。 法国的阿尔斯通——大西洋公司(AA)，既生产 冲动式汽轮机也生产反动式汽轮机。
我国自1955年开始制造出第一台中压6MW 汽轮机，从60年代到70年代初，己生产出 12MW、25MW、50MW、100MW、 125MW、200MW 和300MW汽轮发电机组；80年代初，引进了美 国西屋公司300MW和600MW机组的整套制造技 术；现在与三菱、日立、西门子等合作生产 超临界600MW和超超临界1000MW 机组。
3.汽轮机型号中参数的表示方法 3.汽轮机型号中参数的表示方法
型式 凝汽式 中间再热式 一次调整抽汽式 二次调整抽汽式 背压式 抽汽背压式 参数表示方法 主蒸汽压力/主蒸汽温度 主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度 主蒸汽压力/调节抽汽压力 主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力 主蒸汽压力/背压 主蒸汽压力/抽汽压力/背压
第三节 汽轮机的发展
自1883年瑞典工程师拉瓦尔和1884年 英国工程师帕森斯分别创制了第一台实 用的单级冲动式和多级反动式汽轮机以 来，汽轮机已有一百余年的历史。近几 十年汽轮机发展尤为迅速，其发展的主 要特点是： 1.增大单机功率
（1）单位功率投资成本低。如前苏联 800MW机组的单位功率成本比500MW机组的 低17％，而1200MW机组的单位功率成本又 比800MW机组的低15％～20％。 （2）单机功率越大，机组的热经济性越 好。如上汽亚临界300MW机组的热耗率 7993kJ／(kW·h)；哈汽超临界600MW机组的 热 耗 率 7522kJ ／ (kW·h) ； 上 汽 超 临 界 1000MW机组的热耗率7353kJ／(kW·h)；
汽轮机的结构组成说明书
汽轮机的结构组成说明书汽轮机是一种利用蒸汽驱动轴承转动带动发电机发电的机器。
由于它在产生电力方面的高效性和灵活性，汽轮机已经成为了许多发电厂的主要设备之一。
下面，我们将详细讲解汽轮机的结构组成和工作原理。
一、汽轮机的组成部分汽轮机通常由以下几个主要组成部分组成：1.汽轮机的燃烧室燃烧室是汽轮机的核心组成部分之一。
它负责将燃料燃烧后产生的高压高温燃气输送到汽轮机的叶轮上，带动发电机转动，发电。
2.汽轮机的叶轮汽轮机的叶轮是汽轮机中非常关键的组成部分之一。
它们被安装在燃烧室和发电机之间的轴上，并利用高速旋转的气流转动轴，带动发电机内部的发电机转动。
3.汽轮机的转子汽轮机转子是汽轮机中非常关键的组成部分之一。
它负责将汽轮机的动能转化为发电机的电能。
4.汽轮机的发电机发电机是汽轮机中最重要的组成部分之一。
它负责将汽轮机发出的能量转化为电能，供电给相关设备。
二、汽轮机的工作原理汽轮机工作原理如下：首先，汽轮机的燃烧室将燃料燃烧后，产生高压高温的燃气。
然后，这些燃气通过汽轮机的叶轮旋转，将叶轮带动发电机转动，从而将动能转换为电能。
最后，发电机会将电能输送到电网中，为消费者提供电力。
三、汽轮机的优点汽轮机具有以下几个主要优点：1.高效性：汽轮机的效率非常高，使它成为许多大型发电厂的主要设备之一。
2.灵活性：汽轮机的灵活性非常高，使它能够在不同的条件下工作，并很好地适应市场变化。
3.稳定性：汽轮机的稳定性非常高，可以在很长时间内持续工作，而不会出现生产过程中的故障。
总之，因为汽轮机在电力生产方面具有较高的能效和较好的适应性，所以汽轮机已经成为了现代发电厂及其他领域生产活动中不可或缺的设备之一。
汽机本体部件结构介绍
高压转子（11级）
调节级（带 高压转子图
高压缸内缸下半部分
汽轮机低压缸部分说明
低压缸共有2×7级反动级，蒸汽通流部分中 间进汽，反向流动做功后的乏汽经两端的排 汽口进入凝汽器。
调速级叶片为双层铆接围带结构。动叶片除 低压缸末三级为扭曲叶片外，其余均为等截 面叶片，调速级叶片和末三级叶片为调频叶 片。高中低压缸隔板静叶均为扭转叶片。末 级为905mm的自由叶片。
汽轮机本体部件组成
静止部分：包括汽缸、隔板套、隔板、喷嘴、 汽封、轴承、滑销系统及紧固零件等。
转动部分：包括主轴、叶轮、叶片、围带、 拉金、联轴器和紧固件等。
汽轮机高压缸部分说明
高、中压缸合缸，通流部分反向布置，低压缸对称分流布置。 该布置方式既可减小轴向推力，又可缩短转子长度，提高机 组的稳定性。
汽轮机轴承
低压转子图
末级长叶片（905mm）
拉金
汽轮机中压缸部分说明
蒸汽经高压缸做功后，从外缸下部的排汽口 排出进入锅炉再热器，再热后的蒸汽返回汽 轮机经左右两个中压主汽门，分别进入左右 两只中压调速汽门。中压调速汽门出口通过 滑动接头与中压缸下缸的进汽室相连。中压 缸共有9级反动级，蒸汽在中压缸膨胀做功后 经连通管进入低压缸。
高压缸为冲动、反动混合式，共有十二级叶片，其中第一级 (单列调节级)为冲动式，其余十一级为反动式。
该汽轮机为反动式汽轮机，轴向推力较大。为减少轴向推力， 采用鼓式转子，且高中压缸通流部分反向布置，形成锥体状， 低压缸为对称分流布置。这样可使轴向推力得到初步平衡。 剩余的轴向推力由设在高中压缸中部的高、中压平衡活塞和 设在高压排汽区的低压平衡活塞平衡。其中高、中压平衡活 塞平衡高压叶片通道上的轴向推力，低压平衡活塞平衡中压 缸通道上的轴向推力。
汽轮机结构简介
双层缸的优缺点:
a) 缸壁内外表面之间的温度差较小。 b) 气缸壁和法兰厚度较薄。 c) 贵重金属材料消耗少。 d) 高中压合缸，少了一到两个径向轴承，转
子缩短很多。 e) 结构复杂，零件增多。
低压缸
✓ 低压缸尺寸大，要求缸体有足够的刚度和合理 的排汽通道。
✓ 热膨胀大，低压缸采用三(两)层缸结构。 ✓机 组 设 有 排 气 隔 膜 阀 。 动 作 参 数 为
主要内容
叶轮结构
转子及相关设备
汽缸及隔板 滑销系统
轴承及汽封 其他设备
汽轮机级的工作原理
当具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机级 时，首先在喷嘴叶栅中将蒸汽所具有的热能 转变成动能，然后在动叶栅中将其动能转变 成机械能，从而完成汽轮机利用蒸汽热能作 功的任务。
蒸汽的动能转变为机械能，主要是利用蒸汽 通过动叶栅时，发生动量变化对该叶栅产生 冲力，使动叶栅转动做功。
1-摆动板；2-盘车齿轮与轴；3-轴；4-链轮；5-连杆； 6-齿轮键；7-主动链轮；8-操纵杆；9-手柄；
10-操纵杆；11-涡轮轴；12-蜗杆；12-滤油网框架
第五章 滑销系统
在汽轮机启动、运行和停机时，为了保证汽轮机 各个部件按要求膨胀、收缩和定位，同时保证汽缸 和转子正确对中，设计了合理的滑销系统。
1.转子无中心孔 2.允许不揭缸，不揭瓦盖进行转子动平衡 3.高中压转子脆性转变温度116度 4.低压转子脆性转变温度13度
高中压转子
轴向推力的产生：
蒸汽做功时会产生由动叶前指向动叶后的轴向 力。这些轴向力再加上其他部分存在的轴向力，就 构成了多级汽轮机转子上承受的总轴向力。
平衡方法：
1. 采用汽缸反向布置； 2. 设置平衡活塞； 3. 在叶轮上开平衡孔； 4. 推力轴承。
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背压式
主蒸汽压力/背压
抽汽背压式
主蒸汽压力/抽汽压力/背压
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第三节 汽轮机的发展
自1883年瑞典工程师拉瓦尔和1884年 英国工程师帕森斯分别创制了第一台实 用的单级冲动式和多级反动式汽轮机以 来，汽轮机已有一百余年的历史。近几 十年汽轮机发展尤为迅速，其发展的主 要特点是：
1.增大单机功率
（二）按照蒸汽的动 能转换为转子机械能的 过程分类：压力级和速 度级
（1）压力级 （2）速度级 （三）按通流面积是 否随负荷而变分类：调 节级和非调节级 （1）调节级 （2）非调节级
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第二节 汽轮机的分类及型号
一、汽轮机的分类 1.按工作原理分类 1）冲动式；2）反动式。 2.按热力特性分类 1）凝汽式汽轮机； 2）背压式汽轮机； 3）调整抽汽式汽轮机；4）抽汽背压式汽轮 机。 背压式、调整抽汽式和抽汽背压式汽轮机统 称为供热式汽轮机
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（1）单位功率投资成本低。如前苏联 800MW机组的单位功率成本比500MW机组的 低17％，而1200MW机组的单位功率成本又 比800MW机组的低15％～20％。
（2）单机功率越大，机组的热经济性越 好 。 如 上 汽 亚 临 界 300MW 机 组 的 热 耗 率 7993kJ ／ (kW·h) ； 哈 汽 超 临 界 600MW 机 组 的 热 耗 率 7522kJ ／ (kW·h) ； 上 汽 超 临 界 1000MW机组的热耗率7353kJ／(kW·h)；
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（3）加快电站建设速度，降低电站建设 投资和运行费用。
2.提高蒸汽参数。增大单机功率后适宜采 用较高的蒸汽参数
3.普遍采用一次中间再热。采用中间再热 后可降低低压缸未级排汽湿度，减轻末级 叶片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条 件，从而可提高机组内效率、热效率和运 行可靠性。
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4.采用燃气一蒸汽联合循环，以提高 电厂效率。
法国的阿尔斯通——大西洋公司(AA)，既生 产冲动式汽轮机也生产反动式汽轮机。
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我国自1955年开始制造出第一台中压6MW 汽轮机，从60年代到70年代初，己生产出 12MW、25MW、50MW、100MW、 125MW、200MW 和300MW汽轮发电机组；80年代初，引进了美 国西屋公司300MW和600MW机组的整套制造技 术；现在与三菱、日立、西门子等合作生产 超临界600MW和超超临界1000MW 机组。
汽轮机设备及运行
讲授 李建刚
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第一章 汽轮机概述
第一节 汽轮机的基本结构简介 一、汽轮机的基本结构简介
汽轮机的作用：将水蒸汽的热能转变为 机械能。
汽轮机有单级和多级: 单级汽轮机
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• 多级汽轮机
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n
转动部分与静止部分： 静叶栅与动叶栅： 级：一列静叶栅和一列动叶栅组成的水 蒸汽从热能到机械能转换的基本单元。 喷嘴：将蒸汽热能转变为动能；从喷嘴 出来的高速汽流速度为绝对速度。 动叶：将蒸汽动能转变为机械能。汽轮 机以转速n工作时，旋转着的动叶栅具有圆 周速度u（牵连速度）；蒸汽则以相对速度 w1和w2进、出动叶通道。
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B.冲动作用的特点：汽流在动叶汽道内不 膨胀加速，即w1=w2，而只随汽道形状改变其 流动方向
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2.反动作用原理 A.反动力的产生：如图1--7所示。 B.反动作用的特点：蒸汽在动叶汽道 内不仅改变方向，而且因继续膨胀、加 速，即w2＞w1 。
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三、汽轮机级的反动度
定义：蒸汽在动叶通
汽温度600/620℃以上。 4.其他方式分类 • 单缸与多缸；单轴与多轴
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二、汽轮机产品型号 1.汽轮机的型号 用特定的符号来表示汽轮机的基本特征 即汽轮机的型号。表示方法如下：
变形设计序数 蒸汽参数 额定功率（MW） 汽轮机型式（代号）
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2.国产汽轮机类型的代号
代号
型式
代号
类型
N
道内膨胀时的理想焓降
hb和在整个级的滞止理
m
hb ht*
想焓降ht* 之比，即
m
hb ht*
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计算：
mhn*hbhbhn*hbhb
hb mht*
hn *1 mht*
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四、汽轮机级的类型及特点
（一）按级反动度的 大小分类：冲动级和反 动级
1.冲动级 （1）纯冲动级：
m＝0，p1＝p2， hb=0， hn*＝ht*。 作功能力大，效率 较低。
凝汽式
CB
抽汽背压式
B
背压式
H
船用
C 一次调整抽汽式 Y
移动式
CC 二次调整抽汽式
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3.汽轮机型号中参数的表示方法
型式 凝汽式 中间再热式 一次调整抽汽式 二次调整抽汽式
参数表示方法 主蒸汽压力/主蒸汽温度 主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度 主蒸汽压力/调节抽汽压力 主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力
5.提高机组的运行水平。 生产多级轴流冲动式汽轮机的主要制 造企业有美国的通用电气公司(GE)、英国 的通用电气公司(GEC)、日本的东芝和日 立、意大利的安莎多，以及前苏联的列宁 格勒金属工厂、哈尔科夫透平发动机厂和 乌拉尔透平发动机厂等。
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制造反动式汽轮机的企业有美国西屋公司 (WH)、欧洲ABB公司、联邦德国的电站设备联合 制造公司(KWU)、日本的三菱、英国帕森斯公司、 法国电气机械公司(CMR)公司等。
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3.按主蒸汽参数分类 • 低压：新蒸汽压力小于1.5MPa； • 中压：新蒸汽压力为2~4MPa； • 高压：新蒸汽压力为6~10MPa； • 超高压：新蒸汽压力为12~14MPa； • 亚临界：新蒸汽压力为16~18MPa； • 超临界新蒸汽压力超过22.15MPa； • 超超临界新蒸汽压力超过27MPa 或蒸
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动叶中蒸汽的绝对速度c、相对速度w
以及动叶的圆周速度u之间的矢量关系为： cwu
（ 二）叶栅的几何特性 叶栅：环形叶栅、直列叶栅、平面叶栅 叶栅的主要几何特性参数：平均直径、
叶片高度、Байду номын сангаас栅节距
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叶栅的主要相对参数：相对节距、相对 高度、径高比
叶栅的汽流角与叶型角：
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二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理 1.冲动作用原理 A.冲动力的产生：如图1--6
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（2）带反动度的冲 动级
m＝0.05~0.20， 既有冲动级的特征， 又有反动级的因素。 作功能力、效率均介 于二者之间。
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2.反动级 p1>p2， w2 ＞ w1 hn＊＝hb= 0.5ht＊ ， m0.5。 特点：效率比冲动级 高，作功能力较小；喷 嘴叶型与动叶叶型相同。
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