汽轮机的基本结构
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。
汽轮机结构介绍
汽轮机结构介绍一、汽轮机的基本结构汽轮机是一种能够将热能转化为机械能的热能机械装置，其基本结构包括以下几个主要部分。
1. 燃烧系统：汽轮机的燃烧系统用于将燃料燃烧产生的高温高压气体引入汽轮机的工作部分。
燃烧系统由燃烧室、燃料供应系统和点火系统等组成。
2. 压气机：压气机是汽轮机的核心部件之一，用于将大气中的空气压缩，并将压缩空气送入燃烧室。
压气机通常采用多级式结构，每一级都由转子和定子组成，通过转子的高速旋转将空气压缩。
3. 燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的主要工作部分，其通过高温高压气体的膨胀驱动轴的旋转，从而产生机械能。
燃气轮机由转子和定子组成，转子上装有叶片，当高温高压气体通过叶片冲击转子时，转子开始旋转。
4. 透平：透平是汽轮机中的一个关键部件，其主要作用是将燃气轮机输出的高速旋转运动转化为有用的功。
透平通常由多级叶片组成，通过叶片的反作用力使得透平旋转，并将旋转能转化为动力输出。
5. 发电机：发电机是汽轮机的输出部分，其将汽轮机产生的机械能转化为电能。
发电机通常由转子和定子组成，转子通过汽轮机输出的轴的旋转驱动，从而使定子中的线圈产生感应电动势，最终输出电能。
二、汽轮机的工作过程汽轮机的工作过程可以分为以下几个步骤。
1. 压缩过程：在汽轮机的工作过程中，压气机将大气中的空气进行压缩，使得空气的压力和温度升高。
2. 燃烧过程：经过压缩后的空气进入燃烧室，与燃料进行燃烧，产生高温高压气体。
3. 膨胀过程：高温高压气体进入燃气轮机，推动燃气轮机的转子旋转，从而产生机械能。
4. 发电过程：燃气轮机输出的轴通过透平的旋转将机械能转化为电能，最终输出为电力。
三、汽轮机的应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。
1. 发电：汽轮机在发电领域中的应用非常广泛，特别是在火力发电和核电站中，汽轮机是主要的发电设备。
2. 航空：航空领域中的喷气式飞机通常采用燃气涡轮发动机，其基本结构和汽轮机类似，通过燃烧产生的高温高压气体推动飞机的前进。
汽轮机的工作原理和基本结构
一、汽轮机设备结构与工作原理1．汽轮机工作的基本原理是怎样的？汽轮机发电机组是如何发出电来的？具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。
高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。
这就是汽轮机最基本的工作原理。
从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。
汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。
2．汽轮机如何分类？汽轮机按热力过程可分为：⑴凝汽式汽轮机（代号为N）。
⑵一次调整抽汽式汽轮机（代号为C）。
⑶二次调整抽汽式汽轮机（代号为C、C）。
⑷背压式汽轮机（代号为B）。
按工作原理可分为：⑴冲动式汽轮机。
⑵反动式汽轮机。
⑶冲动反动联合式汽轮机。
按新蒸汽压力可分为：⑴低压汽轮机新汽压力为1.18～1.47MPa。
⑵中压汽轮机新汽压力为1.96～3.92MPa。
⑶高压汽轮机新汽压力为5.88～9.81MPa。
⑷超高压汽轮机新汽压力为11.77～13.75MPa。
⑸亚临界压力汽轮机新汽压力为15.69～17.65MPa。
⑹超临界压力汽轮机新汽压力为22.16MPa。
按蒸汽流动方向可分为：⑴轴流式汽轮机。
⑵辐流式汽轮机。
3．汽轮机的型号如何表示？汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号由三段组成：× ××-×××／×××／×××-×（第一段)(第二段)(第三段）第一段表示型式及额定功率（MW），第二段表示蒸汽参数，第三段表示设计变型序号。
汽轮机主要零件结构
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
5
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。
② 单个等截面叶片弯曲振动自振频率
A型振动的自振频率
A型振动的边界条件：叶根固定，即根部的挠度和转角均为零；叶 顶自由，即顶部的弯矩和切力均为零。其数学形式为： （ⅰ）当
Y 0 x =0，
dY 0 dx d 2Y ，M ( x) 0 ，则有： 2 0 dx
；
；
（ⅱ）当 x l
； Q( x ) 0
A0 、 B0 、 A1 型振动；而更高阶次的振动，不容易发生，即使发
生了，振幅也不大，也不危险。
除了产生切向振动之外，叶片组也回产生轴向振动和扭转振动。
16
作业：
1、造成叶片振动的激振力有哪些？各是怎样产生的？
2、叶片的振型有哪些？并画出示意图。
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四 叶片振动自振频率计算
这里所讲的频率是指叶片不动时的静频率。实际上叶片是随大轴、 叶轮一起旋转的，旋转时要产生离心力，在离心力作用下，叶片的弯曲 刚度增加，故自振频率增高。叶片自振频率可以用实验测得，也可以通 过理论计算求得。 1. 单个等截面叶片弯曲振动自振频率计算
叶轮叶轮是用来装置叶片并传递气流力在叶栅上产生的扭矩动叶片动叶片就是在汽轮机工作过程中随汽轮机转子一起转动的叶片也称工作叶片动叶片安装在叶轮或转鼓上由多个叶片组成动叶栅其作用是将蒸汽的热能转换为动能再将动能转换为汽轮机转子旋转机械能使转子旋转
第六章 汽轮机主要零件结构与振动
图6-48 叶片组的切向A型振动
图6-49叶片组的切向 B0型振动
（2）轴向振动 叶片组的轴向振动往往 与叶轮的轴向振动耦合在 一起，必然伴随这叶片的 扭转振动。 2.叶片组的扭转振动 在叶片扭转振动发生时， 围带与叶片保持便捷连续， 围带必然产生弯曲振动。 所以叶片组的扭转振动分 为组内各叶片的牛转子振 动和叶片组的扭转振动。
图6-15 铸造隔板
1—外缘；2—静叶片；3—隔板体
2、隔板套 隔板套用于固定隔板。现代高参数大功率汽轮机往往将 相邻的几级隔板状在同一隔板套中，隔板套在固定于汽缸 上。隔板套结构的分级基本上是由汽轮机抽汽情况决定的， 相邻隔板套之间有抽汽，这样可充分利用隔板套之间的环 状汽流通道，而无须借加大轴向尺寸的办法取得必要的抽 汽通流面积。 隔板套分为上下两半，而只通过中分面法兰用螺栓和定 位螺栓连接在一起。隔板套在汽缸内的支承和定位采用悬 挂销（搭子）和键的结构。隔板套通过其下半部分两侧的 搭子支承在下汽缸上，其上下中心位置由其底部的定位销 或平键定位。为保证隔板套的自由膨胀，装配时隔板套与 汽缸凹槽之间留有1~2mm的间隙。
图6—18 油膜的工作原理
（a）有相对运动，无施加垂直方向载荷作态； （b）无相对运动，有垂直方向荷载状态； （c）既有相对运动，也有垂直方向载荷状态； （d）两平面间构成楔形，有相对运动和垂直方向的载荷状态
（二）径向支承轴承 1及油楔中的压力分布（周向） （b）油楔中的压力分布（轴向） l—轴承长度；d—轴颈直径
2π n fd = = in 2π / i
2、高频激振力：（由喷嘴的尾迹扰动产生）
2π n fg = = Zn 2π / Z
对于部分进汽的 级，激振力的频率为 Z fg = n e
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：
汽轮机工作原理__结构
汽轮机工作原理和结构1汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。
如图1所示。
高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械图1冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴2汽轮机结构汽轮机主要由转动部分（转子）和固定部分（静体或静子）组成。
转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。
固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图2所示。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套（过盈配合）在主轴上，并用键传递力矩。
图2套装转子结构1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。
图3为汽轮机设备组成图。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。
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汽轮机的基本结构
1. 引言
汽轮机是一种常见的热能转换设备，广泛应用于发电厂、船舶、石化、制冷等领域。
它通过燃烧燃料产生高温高压蒸汽，然后将蒸汽的热能转化为机械能，驱动轴承旋转，从而实现能源的转换和利用。
本文将介绍汽轮机的基本结构，包括主要组成部分和工作原理。
2. 汽轮机的主要组成部分
汽轮机的主要组成部分包括燃烧室、汽轮机转子、汽轮机定子、汽轮机减速器和辅助设备。
2.1 燃烧室
燃烧室是汽轮机内部进行燃烧的空间，其主要功能是将燃料和空气混合并点燃，产生高温高压的燃烧产物。
燃烧室通常由燃烧室壳体、燃烧器和燃烧室衬里等组成。
2.2 汽轮机转子
汽轮机转子是汽轮机的核心部件，承载着转动能量的传递。
它由多个叶片组成，叶片通常采用高温合金材料制成，以承受高温高压蒸汽的冲击和离心力的作用。
汽轮机转子一般分为高压转子、中压转子和低压转子，它们按照蒸汽的压力级别进行排列。
2.3 汽轮机定子
汽轮机定子是与转子相对固定的部件，起到引导蒸汽流动的作用。
它由固定叶片和定子壳体组成，定子壳体通常由铸铁或钢制成。
汽轮机定子的叶片角度和形状是根据流体动力学原理设计的，以确保蒸汽在定子中流动时能够转换热能为机械能。
2.4 汽轮机减速器
汽轮机减速器用于将高速旋转的汽轮机转子的转速降低，以适应发电机等负载设备的要求。
它通常由齿轮传动系统组成，通过齿轮的啮合和传动，将高速转动的轴承驱动转速降低到合适的范围。
2.5 辅助设备
汽轮机的辅助设备包括进汽系统、排汽系统、冷却系统、润滑系统等。
进汽系统负责将蒸汽送入汽轮机中，排汽系统则将排出的低温低压蒸汽排出。
冷却系统用于冷却汽轮机的转子和定子，以防止过热。
润滑系统则负责给汽轮机的滑动部件提供润滑油，以减少摩擦和磨损。
3. 汽轮机的工作原理
汽轮机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：压力能转化为动能、动能转化为机械能、机械能输出。
3.1 压力能转化为动能
燃料在燃烧室中燃烧产生高温高压蒸汽，蒸汽进入汽轮机的高压转子，叶片上的高压蒸汽将其动能转化为动能，推动转子高速旋转。
3.2 动能转化为机械能
高压转子将蒸汽的动能传递给中压转子和低压转子，逐级降低蒸汽的压力和温度。
中压转子和低压转子同样通过叶片将蒸汽的动能转化为机械能，驱动转子继续旋转。
3.3 机械能输出
汽轮机的转子通过减速器将高速旋转的转子转速降低，输出合适的转速给发电机等负载设备。
发电机将机械能转化为电能，供应给电网或其他电力设备使用。
4. 总结
汽轮机是一种重要的热能转换设备，其基本结构包括燃烧室、汽轮机转子、汽轮机定子、汽轮机减速器和辅助设备。
汽轮机的工作原理是将燃料燃烧产生的高温高压蒸汽的热能转化为机械能，驱动转子旋转，并通过减速器输出合适的转速。
对于理解汽轮机的基本结构和工作原理，有助于我们更好地应用和维护这一重要的能源转换设备。