最新汽轮机结构
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汽轮机本体结构介绍
c）下猫爪非中分面支撑、下猫爪中分面支撑和上 猫爪支撑。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统
a、下猫爪支撑 b、下猫爪中分面支撑 c、上猫爪支撑
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统
1－上缸猫爪 2－下缸猫爪 3－安装垫片 4－工作垫片 5－水冷垫铁 6－定位销 7－定位健 8－紧固螺栓 9－压块
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。汽封环一般有多块组成，置于汽封槽内，并 用弹簧片压住。
低压部分汽封环上的汽封齿做成平齿转子相配表 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，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。
六、轴承箱与轴承
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。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。
进气部分
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 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； 汽缸与轴承座应有良好的刚性，以免变形； 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。
叶根部分：T型，叉型和枞树型。 叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉
筋），安装围带是为了减小叶片工作弯应力，调 整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统
a、下猫爪支撑 b、下猫爪中分面支撑 c、上猫爪支撑
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统
1－上缸猫爪 2－下缸猫爪 3－安装垫片 4－工作垫片 5－水冷垫铁 6－定位销 7－定位健 8－紧固螺栓 9－压块
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。汽封环一般有多块组成，置于汽封槽内，并 用弹簧片压住。
低压部分汽封环上的汽封齿做成平齿转子相配表 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，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。
六、轴承箱与轴承
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。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。
进气部分
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 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； 汽缸与轴承座应有良好的刚性，以免变形； 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。
叶根部分：T型，叉型和枞树型。 叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉
筋），安装围带是为了减小叶片工作弯应力，调 整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。
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
汽轮机内部结构图片
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汽轮机内部结构图片
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进汽室喷嘴
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进汽室上半部分
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杭汽汽轮机大修图片
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超超临界汽轮机本体结构介绍
高 (mm) 3450 4340 8395
转子带叶片 整体重量 重量（T） （ T） 14.1 44.7 110 125 205 396 轴承 跨距
#1-#2 (mm) 4275
#2-#3 (mm) 6075
#3-#4 (mm) 8000
#4-#5 (mm) 8050
7100 10800
机组外形尺寸 机组总重
• 补汽阀相当于在主汽门后 连接的第三个调节阀。 • 对经济工况与最大工况流 量相差大的机组：还可明显 提高经济性。
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
补汽调节阀技术特点
主蒸汽进口
• 在原主汽门后、调门前引出一个管道，
接入一个补汽阀，该补汽阀的结构与主 调门相同，位于高压缸下部。
补汽阀接口
补汽阀阀体 蒸汽出口
超超临界1000MW凝汽式汽轮机 高效率单流程高压缸通流
•全周进汽提高了机组运行的经济性和安全可靠性 。 •高压通流部分采用小直径多级数的设计原则。 • 单流程叶片级通流面积比双流程要增加一倍，叶片端损大幅度下降。 • 全部采用‘T’型叶根、漏汽损失小。
超超临界1000MW凝汽式汽轮机 独特的高压第一级设计
2。高压缸部分
超超临界1000MW凝汽式汽轮机 独特的圆筒型高压外缸
排汽缸 进汽缸
• 高压缸整体发运。
• 高压缸采用双层缸设计。外缸 为桶形设计，由垂直径向中分面 分为进汽缸和排汽缸。内缸为垂 直纵向平分面结构。由于缸体为 旋转对称，使得机组在启动停机 或快速变负荷时缸体的温度梯度 很小，热应力保持在一个很低的 水平。 • 外缸承受一定的压力，而内缸 为垂直纵向平分面结构，仅承受 内外缸的压差，所以中分面螺栓 应力也很小，安全可靠性好。
蒸汽进口
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
11
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
7
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
8
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
3
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
4
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。
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A.汽轮机类型
汽轮机的分类 2. 按热力特性分 凝汽式汽轮机----排汽在高度真空状态下进入凝汽器凝 结成水，有些小汽轮机没有回热系统，成为纯凝汽式汽 轮机。 背压式汽轮机----排汽直接用于供热，没有凝汽器。当 排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前制式 汽轮机。 调节抽汽式汽轮机----从汽轮机某级后抽出一定压力的 部分蒸汽对外供热，其余排汽仍进入凝汽器。由于热用 户对供热压力有一定的要求，需要对抽汽压力进行自动 调节，故称为调节抽汽。根据用户需要，有一次调节抽 汽和两次调节抽汽。
A.汽轮机类型
工业汽轮机的结构特点 国内以杭汽集团为龙头，杭汽股份以反动式为主，中 能公司做冲动式汽轮机。 杭汽股份反动式汽轮机均采用单列冲动式调节级，而 中能公司根据设计参数的不同，在低参数时（如 1.0MPa,280℃）也采用单列冲动式调节级，但在中温 中压（如3.43MPa，435℃）或者高温高压 （8.83MPa，535℃）时，采用双列复速级，这样使 机组在保证效率的前提下，能减少压力级数，提高转 子刚性，使临界转速能避开运行转速。
A.汽轮机类型
技术流派 2. 制造加工成本比较 反动式汽轮机级数大大多于冲动式汽轮机，一般说来反 动式汽轮机的级数约为冲动式汽轮机2~3倍，故加工成 本来说，相同参数的汽轮机，反动式加工成本稍高于冲 动式汽轮机；
A.汽轮机类型
技术流派 3. 效率比较 （1）高温高压，高转速的背压机组比较：反动式汽轮 机效率较高； （2）中温中压、低温低压低速（冷凝、背压）汽轮机 组比较，冲动式汽轮机效率高； （3）反动式汽轮机末级余速损失较大，故冷凝机组的 排汽压力设计偏高；冲动式汽轮机排汽压力设计可以偏 低，增加了一定的效率。故在冷凝机组的比较上，要根 据实际机型情况来决定。
A.汽轮机类型
汽轮机的分类 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。
A.汽轮机类型
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。 工业汽轮机----用于拖动风机，水泵等转动机械，其运行 速度经常是变化的，也称为变转速汽轮机。 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，抽汽压力不像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。
压力0.98 MPa CC12-3.43/0.98/0.49→额定功率12MW 、初压3.43
MPa 、整抽汽压力0.98 MPa、 二级抽汽压力0.49 MPa B3-3.43/0.49 →背压式额定功率3MW 、初压3.43MPa 、 背压4.9 MPa CB12-4.9/1.18/0.17 →抽背式 额定功率12MW、初压 4.9 MPa、抽汽压力1.18 MPa、 背压0.17 MPa
A.汽轮机类型
汽轮机的分类 5. 按进汽参数分 低压汽轮机 新蒸汽压力小于1.5MPa 中压汽轮机 新蒸汽压力为2.0--4.0MPa 高压汽轮机 新蒸汽压力为6.0--10.0MPa 超高压汽轮机 新蒸汽压力为12.0--14.0MP 亚临界汽轮机 新蒸汽压力为16.0--18.0MPa 超临界汽轮机 新蒸汽压力大于22.2MPa
A.汽轮机类型
技术流派 欧洲以反动式汽轮机为主流（如SIEMENS），美、日 以冲动式汽轮机为主流(如GE、三菱重工），美国西屋 公司采用反动式汽轮机。
A.汽轮机类型
技术流派 1. 结构比较 冲动式汽轮机的动叶片出、入口侧比较薄，中间比较厚， 从入口到出口，流道截面积基本不变；反动式汽轮机叶 片入口侧比较厚，出口侧比较薄，流道从入口到出口横 截面积逐渐缩小后再逐渐扩大。 冲动式级，动叶前后压差小，可以做成叶轮式，这样， 转子直径可以做小，使隔板漏汽量减少，隔板漏汽少导 致的效率提高完全可以弥补叶轮面磨擦的负面影响。少 量的漏汽通过平衡孔流入下一级，不影响动叶中的流动。 冲动式在保证最佳速比的情况小，每级可以吸收较大的 焓降，使级数减少，机身较短，降低成本，减少汽机房 尺寸，降低土建成本。但主轴加工量的增加又使制造成 本有一定的增加。
A.汽轮机类型
汽轮机的类型代号
N: 凝汽式 C: CB: 抽汽背压式 H: 船用 Y: 移动式 k: 空冷式
A.汽轮机类型
汽轮机的型号
XX XX X
变型设计次序 蒸汽参数 额定功率(MW) 汽轮机类型
A.汽轮机类型
汽轮机的型号
N3-2.35 → 凝汽式、额定功率3MW、初压2.35 MPa C12-4.9/0.98 → 额定功率12MW、初压4.9 MPa、抽汽
B.汽轮机本体
汽轮机本体是汽轮机设备的主要组成部分，它由转子 和静子组成。
汽轮机结构
A.汽轮机类型
汽轮机的分类 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。
A.汽轮机类型
汽轮机的分类 2. 按热力特性分 抽汽背压式汽轮机----具有调节抽汽的背压式汽轮机。 中间再热式汽轮机----进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压 力后，被全被抽出送往锅炉的再热器进性再热，再返回 汽轮机继续膨胀做功。 混压式汽轮机----利用其他来源的蒸汽引入汽轮机相应 的中间级，与原来的蒸汽一起工作同常用于工业生产的 流程中，作为蒸汽热能的综合利用。