汽轮机结构：第二节喷嘴组及隔板
汽轮机本体结构介绍
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。
汽轮机隔板讲解
或隔板套的水平中分面上，因此在任何情况下隔板与汽 缸或隔板套的对中都不发生变化，如图a所示。
隔板普遍采用悬挂销水平中分面支承，以使隔板在 工作时和汽缸、隔板套中心始终保持一致。隔板垂直中 心下底部设有定位键，对隔板进行周向定位，防止隔板 受反力矩作用而旋转。此外隔板和动叶顶部之间设有径 向汽封，以减少漏汽量，提高机组的运行灵活性、可靠 性和经济性。
隔板的中分面和与汽缸的配合面以及隔板与隔板套 的配合面等处要有良好的汽密性，阻止级间漏汽；隔板 装汽封圈的槽与隔板汽封圈的配合面也应具有足够的密 封性。 （4）与转子同心。
隔板不仅应保证在安装时能与转子很好对中，并且 应保证在运行时受热膨胀后能与转子的对中不变或很少 变动。 （5）工作于高温区的隔板，其材料应有足够的耐高温性 能；工作于湿蒸汽区的隔板，则应有良好的抗水蚀性能。
七、隔板图↓
八、隔板制造要求
隔板制造过程中，关键的问题是静叶片与板体及外环的 联接，其技术要求都是针对这个问题而提出的，具体要 求如下： （1）静叶片与板体、外环的联接要有足够的强度。 （2）隔板汽道要有正确的截面形状和面积。 （3）汽道出汽侧的节圆应与隔板中心同心。 （4）所有静叶片的进出汽边应在同一平面上。 （5）汽道壁面的形状和光洁度应符合技术要求。 （6）加工后，要求隔板内、外圆同心，中分面应有足够的
隔板简图
1-喷嘴静叶 2、3-喷嘴静叶的内、外围带 4-隔板外缘 5-隔板体 6-焊接处
六、隔板的支承和定位
隔板可直接安装在汽缸中或安装在隔板套中，隔板 套再安装在汽缸中。隔板在汽缸或隔板套中的支承，可 归结为非中分面支承和中分面支承两种。
《汽轮机》三、隔板、轴承等
油膜振荡的防止和消除基本方法：提高转子的第一阶临界转速和 失稳转速。
具体措施： （1）增加轴承比压；比压，就是轴承载荷与轴承垂直投影面积 （轴承长度X直径）之比。比压越大，轴颈浮的越低，相对偏心 率越大，轴承稳定性越好 （2）增大轴瓦工作弧段的椭圆度； （3）在下瓦适当位置开泄油槽，降低油楔压力； （4）提高润滑油的温度； （5）减小轴瓦顶部间隙，增大上瓦乌金宽度； （6）采用稳定性好的轴瓦。
轴承座外观
推力轴承外观
1.轴承的工作原理：
汽轮机都是采用具有液体摩擦的滑动轴承。工作时，在轴颈和轴瓦之间形成油膜， 建立起液体摩擦，以保证机组安全平稳地工作（即正常工作时，轴颈支承在油膜 上，起润滑作用；还起冷却作用，带走摩擦产生的热量和转子传递的热量）。
建立油膜需要的条件
（1）两表面之间必须形成 楔形间隙；
隔板分为上、下两半，分别嵌装在上汽缸和下汽缸的环形凹槽内，有
时，也可先把相邻几级的隔板镶装在一个隔板套里，然后再将隔板套
固定于汽缸体上。
隔板的结构形式：
焊接处
焊接隔板 ------高中压部分
铸造隔板-------低压部分
隔板套：把相邻几级隔板装在隔板套内，再将隔板套装在汽缸中 简化汽缸结构，便于抽汽口的布置，使汽缸轴向尺寸减小， 并且为不同种汽轮机汽缸通用化创造了条件
油膜振荡的特点——油膜振荡的惯性效应：一旦发生油膜振荡， 随着转速的升高轴颈的涡动频率和振幅不再发生变化的现象
油膜振荡的危害：一旦发生油膜振荡，会引起轴承油膜破裂、轴颈 与轴瓦碰撞甚至损坏；还会激发转子共振，可能导致转轴损坏。
半速涡动的危害：半速涡动时，虽然振幅不大，不会破坏油膜， 但长期工作，会引起零件的松动和疲劳破坏。
2.轴承的界转速---共振
chapter 3 汽轮机本体结构
隔板结构示意图
东汽600MW超临界汽轮机第 9 、 10 、 11 级隔板结构图
第三节 汽机构
配汽方式及进
1. 节流配汽 进入汽轮机的所有蒸 汽都经过一个或几个同时启闭的调 节阀，第一级为全周进汽，没有调 节级。
结构简单，启动或变负荷时第一级 受热均匀，且温度变化小，热应力 小。 西门子公司超临界机组采用，额定 负荷下，热耗降低0.5%。 缺点：低负荷时节流损失太大。
第三章
汽轮机本体结构
汽轮机本体包括：
1. 静止部分
汽缸、喷嘴室、隔板、隔板套、静叶栅、汽封、 轴承、轴承座、滑销系统等
2. 转子部分 主轴、叶轮（或转鼓）、动叶栅、联轴器等
哈汽600本体图解结构资料.doc
第一节 汽缸
一、高中压缸采用双层缸
双层缸结构可以使热应力分散于两 缸，内缸的温度梯度和压力梯度变 小，在承受相同的热应力的情况下， 缸体壁厚可以减薄，有利于变工况 运行。双层缸结构的汽轮机汽缸法 兰薄，在变工况情况下，这些部件 的温度变化较快，没必要设置专门 的法兰螺栓加热装置。
低压缸工作特性：
低压缸处于蒸汽从正压到负压的过渡工作区域，
排汽压力很低，蒸汽比容增加很大，故低压缸多采 用双缸反向对称布置的双分流结构，采用这种结构 的主要优点是能很好的平衡轴向推力。另外由于蒸 汽比容变化较大，为避免叶片过长，低压缸多分成 多个独立的缸体。
低压缸的纵向温差变化大，是汽轮机温差变 化最大的部分，为减小热应力，改善机组的 膨胀条件，大机组都采用三层缸结构：第一 层为安装通流部分组件的内缸，大都采用部 件组合结构，隔板装于隔板套上；第二层为 隔热层，由于低压缸进汽部分温度较高，外 部排汽温度较低，因此都采用设置隔热板的 方法，使得汽缸温差分散，温度梯度更加合 理；第三层为外缸，用以引导排汽和支撑内 缸各组件。
汽轮机本体结构
汽封分类
轴端汽封（轴封） 高压轴封：防止蒸汽漏出汽缸，造成能量损失，恶化运行环境 低压轴封：防止空气漏入汽缸使凝汽器的真空降低。
隔板汽封：隔板内圆与转子之间的汽封。 作用：阻止蒸汽经隔板内圆绕过喷嘴流到隔板后造成能量损失
分类：刚性、半挠性和挠性； 135MW机组各转子之间的联接均采用刚性联轴器。
动叶片
分类：等截面直叶片、变截面扭叶片 结构：叶根、叶身、叶顶、叶顶连接件四部分
135MW机组调节级叶片
135MW机组高压通流部分
135MW机组中压通流部分
135MW机组低压通流部分
汽缸
概述
作用：汽轮机外壳，将通流部分与大气隔开， 同时组织蒸汽有规律流动；
电厂热力设备及运行
第二章 汽轮机本体结构
第二章 汽轮机本体结构
汽轮机转子 动叶片 汽缸 进汽部分及中低压联通管 喷嘴组、隔板及隔板套、静叶环及静叶持环 汽封及轴封系统 轴承 盘车装置
汽轮机转子
按结构分类：
轮盘式转子：冲动式汽轮机采用，具有叶轮，叶 轮的外缘安装动叶栅，隔板安装在叶轮之前；
通流部分汽封：叶顶汽封和根部汽封 作用：阻止根部的漏汽
结构形式： 曲径式：梳齿形、J形、枞树形（现代汽轮机均采用） 碳精环式 水封式
汽封结构
轴承分类
轴承
径向支持轴承
承担转子的质量和旋转的不平衡力，并确定转子的径 向位置，以保持转子旋转中心和汽缸中心一致，保证 转子与静止部分（汽缸、隔板、汽封等）的正确的径 向间隙。
特点： 1）承受压力、温度低 2）进汽口与排气温度相差大，存在热膨胀问题。 3）要有合理的倒流形状，充分利用排气余速， 减小流动损失。
汽轮机喷嘴、隔板和隔板套检修
汽轮机喷嘴、隔板和隔板套检修1. 结构概述本机组共有1个调节级和30个压力级组成。
调节级喷嘴有四段组成，分别对应一个高压调节汽门，每段喷嘴的内环弧段直接铣制成型，外环和隔叶件采用焊接方式与内环相接，然后装于喷嘴室上，靠定位销固定，两端有密封键密封。
喷嘴材料为1Cr11MoV。
喷嘴的流道设计采用先进的子午面收缩静叶栅理论。
高压第2—9级隔板全部为分流叶栅结构，中压第10—12级、第17—19级隔板由于叶片为直叶片，采用传统的叶片先于围带组焊，再于隔板的外环、板体焊接的结构。
中压第13—16级隔板和低压第20—23、26—29级由于叶片为弯扭型式，采用菱形头自带围带的焊接结构，这种叶片均为数控机床加工，能保证复杂的型线要求。
低压第24、25、30、31级的叶片由于叶片本身较大，且所处区域的压差较小，故采用叶片与隔板体、外环直接焊接的结构。
本机组30个隔板的导叶片型线全部采用了气动性能良好的、高效的后加载“鱼头”叶型。
导叶片的材料高温区为1Cr11MoV，中低温区为1Cr13。
隔板体材料高温区为ZG20CrMoV，中低温区为ZG230-450或Q235-A•F。
隔板两侧上下半各有一个搭子，下半的搭子搭于汽缸或隔板套内，通过搭子下的调整垫片来配准与转子的中心位置，上半的搭子的作用是在吊起汽缸或隔板套时，通过安装于汽缸或隔板套两边的压板不使上半隔板掉下（低压末级和次末级隔板通过中分面螺栓把紧，无上半搭子）。
隔板上下半中分面处有横向及轴向的两个定位键，安装时只要调整好下半隔板的位置，上半隔板也就相应的定位了，轴向定位键在定位的同时也兼有密封的作用。
2. 材料备品名称图号规格材质数量用途平键G18.101.008 15CrMoA 10 用于20～24、26～30级平键G18.101.009 15CrMoA 2 用于25、31级圆柱头螺钉GB65-85 M10×25 12 低压隔板螺钉GB68-85 M6×12 20 低压隔板止动垫片136.101.005 12 用于21～23、27～29级螺钉GB70-85 M10×30 32 低压隔板垫片G18.101.010 15CrMoA 16 低压隔板螺钉GB68-85 M4×18 64 低压隔板垫片G18.101.011 15CrMoA 16 低压隔板销GB119-86 A8×25 16 低压隔板垫片G18.101.013 15CrMoA 16 低压隔板销GB119-86 A12×55 8 低压隔板内六角螺钉GB70-85 M16×70 48 低压隔板去湿环G18.101.401 ZG230-450 2 低压隔板圆柱销GB120-86 φ10×40 1 低压隔板螺栓GB5782-86 M12×80 4 低压隔板定位螺栓G18.101.017 M30×175 45 2 低压隔板垫圈GB854-88 30 4 低压隔板螺母GB6175-86 M30 4 低压隔板螺栓G18.101.018 M30 45 2 低压隔板止动垫片00.100.017 8 用于24、25、30、31级垫片60 00.102.041 68 用于2～7、9～19级垫片50 00.102.039 4 用于第8级止动垫片136.101.005 15CrMoA 36 高中压隔板螺钉GB68-85 M6×12 38 高中压隔板螺钉GB68-85 M4×12 144 高中压隔板键80 G18.100.003 15CrMoA 1 用于第2级键70 G18.100.004 15CrMoA 1 用于第3级键60 G18.100.005 15CrMoA 16 用于4～8、9～19级内六角螺钉GB70-85 M10×30 18 高中压隔板止动垫片139.100.001 15CrMoA 2 第2级隔板螺钉B20.26.98 M24×100 8 1～4号隔板套螺栓GB5782-86 M16×60 10 1～4号隔板套定位螺栓74.036.003 25Cr2MoVA 6 1、3、4号隔板套穿孔罩螺母00.011.026 M30 14 1、3、4号隔板套单耳止退垫圈74.036.004 1Cr13 14 1、3、4号隔板套特制双头螺栓74.036.007 M30×100 35 8 1、3、4号隔板套定位螺栓74.036.001 25Cr2MoVA 4 2号隔板套穿孔罩螺母00.011.006 M36 14 2号隔板套单耳止退垫圈74.036.002 1Cr13 14 2号隔板套特制双头螺栓00.011.350 M36×100 10 2号隔板套螺钉GB65-85 M16×30 24 1号隔板套制动垫片00.102.022 24 1号隔板套垫片45 00.102.038 2 1号隔板套螺钉GB68-85 M4×12 16 1～4号隔板套垫片55 00.102.040 6 2、3、4号隔板套密封圆柱销123.096.013 25Cr2MoVA喷嘴组特制密封圆柱销123.096.012 25Cr2MoVA喷嘴组密封键123.096.011 1Cr11MoA 喷嘴组3. 工艺方法、质量标准及注意事项3.1工艺方法3.1.1.解体：3.1.1.1 高中压部分：拆掉结合面螺栓、螺母、其中高压静叶持环结合面螺栓需加热松出。
汽轮机本体结构
汽轮机转子
（2）半挠性联轴器：两半联轴器之间加了一段波形圆筒。 他在传递扭矩时是呈刚性的，还能传递一定轴向推力，部分 吸收转子之间传递的振动。它也允许相邻两轴端之间有少许 的不同心度和端面瓢偏度。 （3）挠性联轴器：一般有齿轮式和弹簧式两种。这类联轴 器不传递轴向推力，基本不传递振动，对中要求低，但易磨 损，需要润滑，造价高。多用于小型汽轮机。 三、盘车装置 水力盘车和机械盘车 低速盘车（2～4r/min ）和高速盘车（40～70r/min ）
长叶片级结构
二、转子 １、转子 冲动式汽轮机采用轮式转子； 反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶直接安装 在转鼓上； （１）轮式转子可分为：整锻式、套装式、组合式和焊接 式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外都开有平衡孔。 套装叶轮采用热套加纵向键固定，大型汽轮机后装叶轮用 互相交错布置的端面键连接，最后套装的汽封用纵向键与 轴相连接。 ２、联轴器 联轴器又称对轮或靠背轮。作用是传递扭矩。 （1）刚性联轴器：结构简单，能够承受相邻转子分配来 的重量，，减少支撑轴承数，并缩短机组长度。缺点是传 递振动和轴向位移，对找中心要求高。
第二节、汽轮机静止部分
汽轮机静止部分包括：汽缸、喷嘴、隔板、隔板套、汽 封、滑销系统、轴承及紧固件等。 一、汽缸 （一）汽轮机的基础 基础分为钢铁和钢筋混凝土两种。机座；台板；垫铁。 岛式布置。 （二）汽缸 1、汽缸的作用：（1）封闭作用；（2）定位支承作用。 2、运行对汽缸的要求： （1）严密性要好； 汽缸变形的原因：出现滑销系统卡涩等故障；汽缸形状 复杂，壁厚不均匀，热处理残余应力释放；汽缸连接管 道应力过大；上缸温度高于下缸温度；
转子的支撑
汽轮机高、中压缸
汽轮机低压缸
高压缸设置为双层； 采用法兰、螺栓加热装置； （2）热膨胀时汽缸与转子同心度要好。采用猫爪结构。 （3）要有足够的刚度。 （4）流动构
汽轮机结构
（二）
排汽缸
汽轮机末级排汽倒入凝汽器的部分
1、结构：铸造结构和钢板焊接结构。
2、设有导流板以减小排汽压力损失。
3 、低压缸喷水减温装置：机组启动、空负 荷及低负荷时，蒸汽流量很小，不足以带走 低压缸内摩擦鼓风产生的热量，引起排汽温 度升高，为防止低压缸温度过高，排汽缸上 设置低负荷了喷水减温装置。
4、大机组低压缸的特点：
（1）排汽缸尺寸庞大，一般采用钢板焊接结构；
（2）在热机组低压缸的进汽温度一般超过230℃，与排汽 温度差达200 ℃，因此也采用双层结构。通流部分在内缸 中承受温度变化，低压内缸用高强度铸铁铸造，低压外缸 仍为焊接结构。庞大的外缸只承受排汽温度，温差变化小。 （3）为防止长时间空负荷运行，排汽温度过高而引起排 汽缸变形，排汽缸内设有喷水降温装臵；
4、可倾瓦
高压油顶起装臵：减少盘车启动力矩，防止启动、 停机过程中转子转动很慢时轴瓦的磨损。
三、推力轴承 （一）推力轴承的油膜形成 （二）推力轴承的结构
（三）推力间隙：
推力盘在工作瓦片和非工作瓦片之间的移动距离叫做 推力间隙。一般不大于 0.4mm 。瓦片上的乌金厚度一般为 1.5mm，其值小于汽轮机通流部分动静之间的最小间隙， 以保证即使在乌金熔化的事故情况下，汽轮机动静部分也 不会相互摩擦。
3、 法兰螺栓加热装臵：减小汽缸、法兰和螺
栓之间的温差，有效控制机组的胀差，缩短 启动时间。
法兰螺栓加热装臵均设有高、低温汽源。 4、双层汽缸：减轻单个汽缸的重量；合理利 用材料；缸壁薄、内外温差小，有利于改善 机组的启动性能和变工况适应能力。 5、双层进汽管：既要保证高压蒸汽的密封又 要保证内外缸的相对膨胀。
汽缸外部保温不良，造成收入不均
造成汽缸裂纹的主要原因：
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1、直接进行焊接的喷嘴组
2、通过凸缘嵌装的铣制焊接喷嘴组
1-内环；2-静叶；3-隔叶件；4-外环；5-定位销；6-密封销；7-∏形密封键； 8-首块静叶件；9-喷嘴室体
3、与喷嘴室整体铸造
4、螺栓固定的喷嘴组（上汽300MW）
1-喷嘴组； 2-螺钉； 3-径向汽封； 4-动叶片； 5-转子； 6-喷嘴室
第四节
汽轮机主要部件的结构
汽轮机本体组成：静止部分和转动部分。 静止部分：包括汽缸、喷嘴、隔板（隔板套） 或静叶环（静叶持环）、汽封和轴承。扩展 后有——阀门、蒸汽室、导汽管、喷嘴室、 轴承座、台板、滑销系统及有关紧固件等。 转动部分：包括主轴、叶轮或转鼓、动叶、 联轴器、盘车装置及其紧固件等。
一、
对称分流汽轮机的首级隔板
4、结构说明
通常做成水平中分形式（大多是这样）， 即分为上、下隔板； 在其内圆孔处开有隔板汽封的安装槽，在 隔板外缘有固定径向汽封的伸出端； 为保证水平结合面的密封和刚度，设有平 键（隔板体和隔板外缘都有）和定位销。
水平面倾斜（用于低压级，方便固定静叶）
5、要求
（1）具有足够的刚度和强度（能够承受 压差力、热应力，不会变成锥形）； （2）有良好的汽密性能（结合面处不漏 汽）； （3）有合理的支承与定位（包括轴向和 横向）； （4）结构、工艺简单，便于加工、安装、 检修。
喷嘴组、隔板及静叶环
冲动式汽轮机——采用隔板型结构（轮式 转子），汽缸内壁上有固定静叶即喷嘴 的隔板或对隔板进行支承和定位的隔板 套。 反动式汽轮机——大多采用转鼓型结构 （末一、二级有时采用叶轮式），汽缸 内壁可以安装静叶环（由许多静叶组成） 或用于支承静叶环的静叶持环。
一、喷嘴组
通常指汽轮机的第一级喷嘴。即将第一级喷嘴分 成若干个组，每一组由一个调节汽阀控制。 固定方法：第一级喷嘴和其它级的喷嘴固定方式 不一样。它可以将喷嘴组直接焊在喷嘴室上；可 以通过整体铣制喷嘴组的凸缘嵌在喷嘴室上；可 以和喷嘴室一体铸造出来；可以用螺栓固定在喷 嘴室上。 喷嘴组可以是整体铣制焊接而成，也可以是精密 铸造而成。
（三）隔板的类型
分为：冲动级隔板（分为焊接隔板和铸 造隔板）、反动级隔板（通常称为静叶 环）。
三、隔板套 （一）概述
作用：用来固定隔板。一般将相邻的几 级隔板装在同一隔板套中，隔板套再固 定于汽缸内壁上。 结构：为了安装检修方便分成上、下两 部分，上、下两半通过结合面处的螺栓 和定位销连接在一起。
优点： （1）可以简化汽缸结构； （2）减小汽缸轴向尺寸； （3）有利于汽缸的通用； （4）便于抽汽口的布置； （5）机组启、停及负荷变化过程中，汽缸的 热膨胀均匀，减小了热பைடு நூலகம்力和热变形。 缺点： （1）增加了汽缸的径向尺寸； （2）使水平法兰厚度增加，延长了汽轮机启 动时间。
（二）隔板套在汽缸上的悬挂支承和定位
二、隔板
（一）隔板结构示意图
1-喷嘴静叶； 2、3-喷嘴静叶 的内、外围带； 4-隔板外缘； 5-隔板体； 6-焊接处
（二）概述
1、作用： 用来固定 静叶片， 并形成汽 轮机各级 的分隔间 壁。
2、组成：主要由隔板体、静叶片和隔板 外缘。 3、安装：可以借助隔板外缘安装在汽缸 内壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安 装在汽缸上。
1-悬挂销； 2-调整垫 片
（三）隔板及隔板套的中分面支承
复习思考题：
1、熟悉冲动式汽轮机的结构形式（静止 和转动部分）及隔板和隔板套的作用。 2、了解隔板及隔板套的结构、安装、支 承定位情况。