汽轮机结构及零件强度共72页

汽轮机本体结构简介共81页

汽轮机本体结构简介
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们就不再配享受自由了。—— 毕达哥拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的利益，而是为了公共的利益；一部分靠有害的强制，一部分靠榜样的效力。 ——格老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话，那么法律作为一件无用之物自己就会消灭。— —洛克
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞罗
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙37、我们唯一ຫໍສະໝຸດ 会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科

汽轮机原理6汽轮机主要零部件结构

1－高压转子
高压缸纵剖面图 2－高压外缸进汽端 3－高压外缸排汽端
高压内缸有中分面设置于垂直方向将汽缸分为左右两半，采用高温螺栓进行连接，螺栓不需要承受内缸本身的重量，可减少螺栓应力，无高应力的高温蠕变问题，安全可靠性好。1级低反动度叶片和13级反动式扭叶片直接装在内缸上。
中压主汽门和中压调门
在中压缸进口处必须设置中压主汽门来紧急切断来自再热器及管道的蒸汽。另一方面在机组低负荷时为了维持锅炉再热器及旁路系统的稳定运行，保证再热器有足够的冷却蒸汽流量，保护再热器不被烧坏，必须设置中压调门。
主汽门和调门组件
上汽1000MW超超临界汽轮机采用全周进汽滑压运行与补汽阀调频技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，设置有2 只高压主汽门和高压调门组合件（简称高压联合汽门）、2只中压主汽门和中压调门组合件（简称中压联合汽门）及2只补汽调门，所有的汽门均通过弹簧弹力来关闭，运行安全可靠。
低压缸纵剖面图 1－低压转子 2－低压外缸上半 3－低压内缸上半 4－低压外缸 6－低压内缸下半 7－低压外缸下半
(三) 进汽部分和中低压连通管
1 进汽部分（1）定义：进汽部分是指调节汽阀后蒸汽进入汽缸第一级喷嘴的这段区域。它包括调节汽阀至喷嘴室的主蒸汽(再热蒸汽)导管、导管与汽缸的连接部分和喷嘴室。它是汽缸中承受蒸汽压力温度最高的部分。
（2）台板（搭脚）支承
低压缸的温度低，外形尺寸较大，低压缸一般采用下缸伸出的搭脚直接支撑在基础台板上，虽然它的支撑面比汽缸中分面低，但因排汽缸温度低，膨胀小，故影响不大。轴向两端预埋入基础的固定板确定了低压缸的轴向位置，在两轴向定位板连线上，汽缸不允许轴向位移，轴向定位板连线和横向定位板连线的交点，既是低压缸的膨胀死点

第二章-汽轮机结构及零件强度教案资料

叶片一般由叶根、工作部分（或称叶身、叶型部分）、叶顶连接件（围带）或拉筋组成。
叶片结构
叶片的组成
叶根、叶型部分叶顶连接件（主要是围带或拉筋）
(一) 叶根
叶根是将叶片固定在叶轮或轮毂上的连接部分
叶根和轮缘的固定要求：
牢靠，任何运行工况不松动；结构简单，加工安装方便，并使轮缘的轴向尺寸尽可能缩短
第二章-汽轮机结构及零件强度
汽轮机的构成
第一节叶片
• 一、叶片的分类和结构
叶片按用途可分为动叶片（又称工作叶片，简称叶片）和静叶片（又称导叶叶片）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，接受导叶叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。静叶片安装在隔板或持环套上。在静叶栅中，蒸汽的压力和温度降低，流速增加，将热力势能转换为动能。
现在的大型汽轮机转子普遍采用的是整锻式无中心孔转子。
无中心孔转子的优点：（1）工作应力低；（2）安全性能好；（3）有利于使用更长的叶片；（4）可以延长机组的使用寿命；（5）有利于改善机组的启动性能，缩短启动时间；（6）造价便宜。
• 组合转子
• 焊接转子
焊接转子的优点：
（1）焊接式转鼓型转子为中空腔室结构，其热应力和离心应力较低，启动灵活并能适应负荷的快速变化，使用寿命长。
• 二、叶片的强度
叶片的受力分析：分为两种，叶片本身和与其连接的围带、拉筋所产生的离心力；汽流的作用力。
叶片的拉应力：叶型部分离心力引起的拉应力和围带、拉筋离心力引起的拉三、叶片的振动
叶片的自振频率引起叶片振动的激振力：高频激振力和低频激振力
➢枞树型叶根的装配
叶片沿轴向装入轮缘相应的枞树槽内

汽轮机结构及零件强度

空心松装拉金
剖分松装拉金
Z装拉金
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二、叶片的受力分析叶片受力离气心流力力离离交稳心心变定拉弯部部应应分分力力－－动气应流静力弯应应力力
拉应力：叶型部分的离心拉应力、围带和拉金离心力弯应力：汽流作用力、离心力产生的弯应力、围带和拉金对叶片产生弯应力
轮式转子主轴上装有叶轮，动叶片安装在叶轮上，通常用于冲动式汽轮机。 1、套装转子叶轮与主轴分别加工制造，装配时将叶轮热套在轴上。特点：加工方便、能合理利用材料、质量容易得到保证，在高温或大温差情况下容易松动。应用：一般用于中压汽轮机和高压汽轮机的低压部分。
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2、整锻转子叶轮、联轴器等与主轴为一整体，由整体锻件加工而成。特点：不会出现叶轮等零件松动问题，结构紧凑，强度和刚度较高；但锻件尺寸大，对生产设备和加工工艺要求高，贵重材料消耗大。应用：大容量汽轮机高、中压转子。
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国产300MW双层结构低压缸
1—内缸；2—外缸；3—排汽室；4—扩压器；5—汽轮机后轴承；
6—隔板套；7—扩压管斜前壁；8—进汽口；9—低压转子
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➢ 喷水减温装置
在汽轮机启动、空负荷及低负荷运行时，蒸汽流量很小，不足以带走因鼓风摩擦产生的热量，使排汽温度升高，排汽缸温度升高，引起汽缸的热变形，使汽轮机动、静部分中心不一致，造成机组振动或发生事故。因此，有的汽轮机在排汽缸上装设了喷水减温装置，以防止排汽缸温度过高。
一、喷嘴组作用：安装调节级喷嘴（静叶）的部件。制造：精密铸造；整锻铣制焊接 ➢ 整锻铣制的焊接结构喷嘴组具有较高精度，密封性能和热膨胀性能比较好，广泛应用于高参数汽轮机，但制造工艺复杂，费工又费料。 ➢ 精铸工艺喷嘴组的喷嘴汽道形状可以不受机械加工工艺的限制，而且还可节省材料，使机械加工量大为减少，应用也比较广泛；其缺点是喷嘴组精度有待进一步提高。

汽轮机本体结构介绍

汽轮机本体结构介绍第一部分常规汽轮机本体结构介绍一汽轮机主要构成汽轮机本体，汽轮机辅机系统，汽轮机调节控制系统。

1 汽轮机本体主要由转子、静子、轴承及轴承箱、盘车装置四大部分构成。

1.1转子:汽轮机通流中的转动部分,是汽轮机作功的关键部件,由主轴,叶轮,叶片,联轴器等主要零部件组成。

1.2静子: 汽轮机通流中的静止部分及汽轮机的外壳部分,由汽缸、隔板及隔板套、进汽部分、排汽部分、端汽封等主要零部件组成。

1.3轴承及轴承箱：支持轴承用来承受转子的重量并保持转子的径向位置，推力轴承用来固定转子的轴向位置，轴承箱用来安装轴承和轴承座。

1.4盘车装置：在进汽冲转前及停汽停机后使汽轮机继续保持低速旋转的装置，由电动机、减速器、离合器、操纵机构构成。

2 汽轮机辅机系统主要由油系统、汽封系统、疏水系统、凝汽系统、抽气系统组成。

2.1 油系统：主要用于向汽轮机各轴承和盘车装置提供润滑油，向转子联轴器提供冷却油，向调节保安部套提供压力油和安全油，向发电机密封系统提供密封油，向主轴顶轴装置提供顶轴油；主要由润滑油系统，顶轴油系统，油处理系统组成。

2.2 汽封系统：防止高中压缸内蒸汽向外泄漏进入汽机房和窜入轴承箱，防止空气漏入低压缸内影响机组真空度，回收高压及中压主汽阀及调节阀的阀杆漏汽；一般由汽源、调节阀站及其控制装置、减温装置、抽气装置、安全阀组成。

2.3疏水系统：确保在机组启动、停机、升负荷、降负荷运行，蒸汽参数大幅度波动或在异常情况下将汽轮机本体及其本体阀门以及与汽缸连接的各管道内的凝结水排泄出去，从而防止汽轮机进水造成汽缸变形、转子弯曲、动静碰磨，甚至引起叶片断裂。

典型的疏水系统由疏水分管、母管、自动疏水阀、疏水孔板、疏水扩容器、排汽管以及各种消能装置和挡水板组成。

2.4凝汽系统：保证汽轮机排汽在凝汽器中不断凝结，并使凝汽器达到所要求的真空值；是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备；接受机组启停和正常运行中的疏水；接受机组启停和甩负荷过程中的旁路排汽。

汽轮机零件的强度校核PPT课件

Fr
2A
um2

（5——3）
r

2
um2

由以上公式可知：
（5——4）
l Rm
1）等截面叶片离心应力与其截面积大小无关。也就是说，增加
等截面叶片截面积并不能降低叶片的根部拉应力。
2）要想降低叶片的离心应力，只有采用变截面叶片。
3）在圆周速度和径高比不能改变的情况下，采用密度较小的材料可以减小叶片的质量（拉应力）。
总之，在进行叶片强度校核时，必须根据其危险工况及工作条件，选定适当的许用应力，以保证叶片的安全。
5.2.1叶片的拉伸应力叶片的拉伸应力是叶片作高速旋转时质量离心力而产生的。
1，等截面叶片对于等截面叶片，沿高度各截面所承受离心力是逐渐增大，其应力也
是逐渐增加的。现在在任意半径R处(图5—1)取一微段dR叶片进行分析，则该微段的离心力为：
当叶片在蒸汽力的作用下产生弯曲变形后，离心力不再通过截面形心0点，在叶片上引起了附加弯矩。
图5—5 a,b
5.4汽轮机转子零件材料及静强度条件
力的大小和级的焓降、反动度及流过叶栅的蒸汽量有关。圆周分力为
或者
G Fu ze (c1u c2u )
Fu
Ghtu
uez
1000Pu uez
（5——10）（5——11）
式中
G ——通过一级的蒸汽流量(kg／s)； Pu 、u 、ht ——级的轮周功率、轮周效率、绝热焓降；
c1u 、c2u ——叶片进、出口汽流在圆周方向的分速度；
屈服极限
最小许用应力蠕变极限
分别除以各自安全系数后的
小者
持久强度极限
动强度校核：安全倍率和共振避开率

(精品)汽轮机本体及结构课件

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4) 反动级
定义：蒸汽在级中的理想焓降平均分配在喷嘴和动叶通道中的级称为反动级
工作特点：蒸汽在喷嘴和动叶通道中的膨胀程度相等，作功的力冲动力和反动力各占一半
结构特点：动叶叶型与喷嘴叶型完全相同。反动级的效率高于冲动级，但整级的理想焓降较小。
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使动叶转动
蒸汽流过无膨胀动叶通道时速度的变化
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反动力定义：蒸汽在动叶汽道内膨胀时对动叶的作用力。根据动量守恒定律，当气体从容器中加速流出时，要对容器产生— 个与流动方向相反的力。
基本特点：蒸汽在动叶流道中不仅要改变方向，而且还要膨胀加速，从结构上看动叶通道是逐渐收缩的。
3. 按汽流方向分
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，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机。
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沿半径方向。
汽轮机的分类
4. 按用途分
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。也采用同时供热的供电的汽轮机，通常称为热电汽轮机或供热式汽轮机。
1. 按工作原理分
冲动式汽轮机----由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴中膨胀，在动叶中只有少数膨胀。现代冲动式汽轮机各级的反动度一般在5%~30% 的范围内。
反动式汽轮机----由反动级组成，蒸汽在喷嘴和动叶中膨胀程度相同。由于反动级不能做成部分进汽，故调节机采用单列冲动机或复速级。反动式汽轮机反动度常取0.5，以使动叶和静叶可取相同叶型，从而简化制造工艺。

汽轮机主要零件结构

式中， n----- 转速； fh n z
（6—47）
z ---- 级内喷嘴数。
当部分进汽度e < 1 时，则有
fh n z' z' z
式中， z ' ——为当量喷嘴数。
e
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三叶片振动的基本振型
叶片振动的基本形式有弯曲振动和扭转振动。而弯曲振动又分切向振动和轴向振动：
❖ 绕叶片截面最小主惯性轴（Ⅰ—Ⅰ轴）的弯曲振动称为切向振动； ❖ 绕叶片截面最大主惯性轴（Ⅱ—Ⅱ轴）的弯曲振动称为轴向振动； ❖ 沿着叶片长度方向绕通过截面型心轴线往复作转过一角度的振动称为扭转振
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第三节叶片的振动
❖ 叶片的受力 ❖ 引起叶片振动的激振力 ❖ 叶片振动的基本振型 ❖ 叶片的自振频率 ❖ 叶片频率的测定 ❖ 叶片动强度的安全准则和叶片调频
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一叶片的振动汽轮机的叶片在工作时，会受到不均匀汽流力（激振力）
的作用，使叶片产生振动。特别是当叶片的自振频率等于激振力或者为其整数倍时，叶片将发生共振，就可能使叶片疲劳断裂。运行经验表明，叶片损坏主要原因是由于振动造成的。因此，研究叶片的振动，就应该研究引起叶片振动的激振力和叶片本身的自振频率。二引起叶片振动的激振力
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三轴承轴承是汽轮机的一个重要组成部分。
1. 轴承工作原理 2. 径向支持轴承 3. 推力轴承
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第二节汽轮机转动部分结构
汽轮机的转动部分包括动叶栅、叶轮（或转鼓）、主轴和联轴器以及紧固件等旋转部件。一转子
汽轮机的转动部分总称为转子，主要由主轴叶轮（或轮鼓）动叶及联轴器等组成，它是汽轮机最主要的部件之一，起着工质能量转换及扭矩传递的任务。
上述几种情况产生的激振力，都会使动叶片每旋转一周，就要受到一次（或几次）激振力的作用，故称为低频激振力。