汽轮机结构：第五节转子
汽轮机转子可倾瓦结构及检测方法
汽轮机转子可倾瓦结构及检测方法摘要：文章中主要阐述了发电机组转子支撑轴瓦的结构，检修中的检测方法。
关键词：轴承；可倾瓦；抗振性简介：支承轴承是汽轮机的重要部件之一，支撑发电机组转子全部动、静载荷，可倾瓦工作环境直接影响到发电机组是否能安全运行，针对可倾瓦支承轴承在日常运行中容易出现的问题，需要提出行之有效的检修方法和检修工艺，为便于掌握检修工作下面介绍可倾瓦的结构及检测方法。
1、可倾瓦的结构1.1 可倾瓦轴承可分为轴承体及轴瓦两部分，下面分述结构、形式。
轴承体是一般铸钢铸成，由水平结合面分为上。
下两部分，下轴承与轴承座之间四块垫铁接触，水平面与轴承座平行。
上轴承体水平结合面与轴承座水平结合面接触，用四个螺丝固定。
如图1所示：为便于安装及检修调整轴瓦紧力轴承体内上部两个可倾瓦按旋转方向分别有供油管直接供油。
如图2所示：下部两块支承可倾瓦按旋转方前部各设两个供油管，轴承体前。
后设有档油板，防止有润滑油顺轴外流，油档为一般铁板制成，并镶有铜制的密封齿，密封齿与轴保持0.15-0.25mm间隙。
1.2 可倾瓦是超临界机组高压转子、中压转子、低压转子所配套的支承轴瓦，由上、下轴承体组成，轴瓦体为铸钢内衬轴承钨金，加工成所需要的形状，使轴瓦内径与轴径形成楔形间隙保证在机组运行中产生稳定的油膜。
可倾瓦每块瓦内孔成圆筒形状与轴径相吻合，上部两块可倾瓦与轴顶部间隙一般为0.4mm左右，下部两块可倾瓦设有四个顶轴油孔，供机组盘车时供压力6.5-7.5MPa顶轴油，将轴顶起高度为0.05mm。
超临界机组轴瓦设置高压油顶轴装置，它在下瓦每个可倾瓦开四个顶轴油孔直径6mm，在盘车启动前由专用高压活塞式注油泵供入压力7.5MPa高压油，将轴顶起使转子起动时磨擦力矩降低，减少转子临时热弯曲创造条件，同时也减小轴瓦的磨损。
2、可倾瓦的检查2.1 可倾瓦外表的宏观检查，可倾瓦分解后对轴瓦作如下检查，轴承钨金表面工作痕迹是否符合要求，工作表面是否被磨损，轴承钨金表面有无损伤及腐蚀现象，轴承钨金有无裂纹，用仪器对轴瓦钨金表面进行检查有无脱胎现象。
汽轮机转子检修工艺及要求
汽轮机转子检修工艺及要求1.1 转子结构概述1.1.1汽轮机转动部分总称为转子，它由主轴、叶轮、叶片、联轴器及其他一些部件组成、它把经过喷咀的蒸汽所产生的动能转变为汽轮机轴的机械能，从而带动发电机。
按主轴与其他部件的组合方式，转子可分为套装转子、整锻转子、焊接转子和组合转子大四类。
我们公司1#、2#机组均采用铬钼钒珠光体钢整体锻造合套装叶轮组合式转子（结构如图所示），包括高压单列调节级、中压单列调节级在内的第1到15级采用整锻结构，第16级到20级叶轮为套装结构，叶轮端面开径向键，内控没有键槽，从而大大提高了安全性。
为了提高效率末三级采用了扭叶片，采用组合转子的目的是为了减小锻件尺寸。
组合转子的结构如图所示：高温、高压部分的叶轮和转子一体整锻而成，中低压、中低温部分的叶轮及后轴封套用热套的方式套装在轴上。
组合转子结构图在转子的前轴封段及各级间的汽封处，均车有汽封城墙方齿，轴封套及隔板上的汽封高低齿组成迷宫式轴封。
后轴封采用斜齿型。
1～18级叶片所采用的叶根为“T”形带小脚叶根，均用填隙条胀紧。
2～17级叶型为等截面，18～20级动叶片为变截面。
第19、20级采用叉形叶根。
第20级叶片进汽边表面火焰淬火，以防冲刷或锈蚀。
汽轮机和发电机之间采取刚性联轴器连接。
刚性联轴器按制造方法可分为整锻和套装两种，本机属套装类刚性联轴器。
这种联轴路结构简单、制造方便，强度高，不仅能传递扭矩，而且能传递轴向推力，但这种联轴器也有缺点，如对两轴得同心度要求严格，并且一个转子的振动能通过联轴器传到另一个转子上，这对查明转子的振动原因增加了困难。
联轴器中心要求参照厂家汽轮机安装说明。
本机的轴上还套装有盘车齿轮。
转子盘车装置装于后轴承盖上，由电动机驱动，通过蜗轮杆副及齿轮减速达到盘车所需要的速度。
当转子的转速高于盘车速度时，盘车装置能自动退出工作位置。
在无电源的情况下，在盘车电动机的后轴伸装有手轮，可进行手动盘车。
1.1.2转子出缸前的测量为了解检修前转子及相关零部件的状况，以利于汽轮机缺陷的分析，为转子检修和装复时的调整提供参考，转子吊出汽缸前，在其原有工作位置上应作一系列的测量并详细记录。
第1章 汽轮机原理
hb hb m 0 0 ht hn hb
⒊ 讨论
⑴ 由于h-s图上等压线沿比熵增方向发散,故严格说,
0 hn hb ht0
但由于喷嘴损失很小，因此在使用中常认为 ⑵ Ωm越大，△hb越大，则蒸汽对动叶栅的反动力也越 大； ⑶ 反动度Ω沿动叶高度是不相同的 对于较短的直叶片级，用平均反动度Ωm表示，可 不计反动度沿动叶高度的变化； 对于长叶片级，在计算不同截面时，必须用相应 截面的反动度。
反动度 纯冲动级 反动级 冲动级 Ωm=0 Ωm=0.5 Ωm=0.05～0.3 结构特点 隔板叶轮型 转鼓型 隔板叶轮型
做功能力 （焓降）
较高 最低 较低
效率 较低 最高 较高
复速级
Ωm=0.05～0.3
隔板叶轮型
最高
最低
六、级的简化一元流模型和基本方程式 ⒈ 简化的一元流模型 基本假设：
① ② ③ ④ 流动是稳定的 流动是绝热的 流动是一元的 工质是理想气体
⒉ 汽轮机级的受力分析:
P7图1.1.1-1.1.2所示
⑴ 从喷嘴流出的高速汽流冲击在汽轮机的动叶上，受到动 叶的阻碍，而改变了其速度的大小和方向，同时汽流给动 叶施加了一个冲动力。 ⑵ 蒸汽在动叶通道内膨胀加速，离开动叶通道时，给动叶 一个与汽流运动方向相反的作用力，这个力即为反动力。 ⑶ 一般情况下，蒸汽在动叶通道内流动时，一方面给动叶 栅一个冲动力Fi的作用，另一方面，在动叶通道内继续膨 胀，给动叶栅一个反动力Fr的作用，这两个力的方向都不 与轮周方向一致，两个力的合力F作用在动叶栅上，其在轮 周方向上的分力Fu使动叶栅旋转而产生机械功。 注意：冲动力的大小主要取决于单位时间内通过动叶通 道的蒸汽质量及其速度的变化，蒸汽质量越大，速度变化 越大，则冲动力越大。
汽轮机主轴结构详解
汽轮机主轴结构详解
汽轮机主轴是汽轮机中的重要部件，其结构通常包括以下几个部分：
1. 转子：转子是汽轮机的核心部件，由主轴、叶轮、叶片和联轴器等组成。
主轴通过叶轮和叶片将蒸汽的热能转化为转子的机械能。
2. 叶轮：叶轮安装在主轴上，叶片安装在叶轮上。
当转子旋转时，叶轮和叶片一起带动汽轮机转动，将蒸汽的热能转化为机械能。
3. 叶片：叶片安装在叶轮上，设计成一定的形状和角度，以充分利用蒸汽的热能。
叶片的材质通常为合金钢或不锈钢，具有较高的强度和耐腐蚀性。
4. 联轴器：联轴器是连接汽轮机与发电机的重要部件，它将汽轮机的输出轴与发电机的输入轴连接起来。
联轴器有多种形式，如刚性联轴器、弹性联轴器和膜片联轴器等。
5. 主轴承：主轴承安装在汽轮机的两端，用于支撑汽轮机的重量和承受转子的径向力和轴向力。
主轴承的材质通常为耐磨铸铁或高级合金钢，具有较高的承载能力和耐磨损性。
6. 润滑系统：润滑系统用于为主轴承提供润滑油，以减少摩擦和磨损，延长轴承寿命。
润滑油通常为矿物油或合成油，具有较高的粘度和耐高温性能。
总之，汽轮机主轴结构是汽轮机的重要组成部分，其各个部件都有其独特的作用和特点。
在设计和制造过程中，需要充分考虑各部件的材质、加工精度、热处理和装配等方面的因素，以确保汽轮机的正常运转和长期寿命。
汽轮机结构
汽轮机结构结构部件由转动部分和静止部分两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽缸汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式。
单层缸多用于中低参数的汽轮机。
双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。
分为高压内缸和高压外缸。
高压内缸由水平中分面分开，形成上、下缸，内缸支承在外缸的水平中分面上。
高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。
猫爪由下缸一起铸出，位于下缸的上部，这样使支承点保持在水平中心线上。
中压缸由中压内缸和中压外缸组成。
中压内缸在水平中分面上分开，形成上下汽缸，内缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合，保持内缸在轴向的位置。
中压外缸由水平中分面分开，形成上下汽缸。
中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。
低压缸为反向分流式，每个低压缸一个外缸和两个内缸组成，全部由板件焊接而成。
汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分，但在安装时，上缸垂直结合面已用螺栓连成一体，因此汽缸上半可作为一个零件起吊。
低压外缸由裙式台板支承，此台板与汽缸下半制成一体，并沿汽缸下半向两端延伸。
低压内缸支承在外缸上。
每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。
低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。
转子转子是由合金钢锻件整体加工出来的。
在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。
所有转子都被精加工，并且在装配上所有的叶片后，进行全速转动试验和精确动平衡。
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。
汽轮机工作原理和结构
汽轮机工作原理和结构汽轮机是一种利用燃气或蒸汽驱动转子旋转从而产生功的动力机械。
汽轮机工作原理是通过燃烧燃油或燃气与空气混合物，使得燃料释放的热能转化为热能增加的蒸汽或燃气的热能。
蒸汽或燃气通过高速喷射流，使得转子受到推力，因此转子开始旋转。
通过连接转子的轴来提供输出功率。
下面将详细介绍汽轮机的工作原理和结构。
1.汽轮机的工作原理汽轮机的工作过程可以分为四个步骤：压缩、燃烧、膨胀和排气。
a)压缩：进入汽轮机的空气被压缩到高压状态。
通常采用离心式压气机，它由若干个叶轮和固定导叶组成。
当空气经过叶轮时，由于叶片高速旋转的作用，空气被迫向前流动，流速增大且压力增加。
b)燃烧：经过压缩的空气进入燃烧室，并与燃料混合燃烧。
燃料可以是燃油或天然气。
在燃烧室中，混合物点燃并燃烧，燃料的热能转化为高温高压的蒸汽或燃气。
c)膨胀：高温高压的蒸汽或燃气被喷入汽轮机的叶片中使其转动。
蒸汽或燃气在叶片中膨胀，产生推力，从而将转子推动旋转。
蒸汽或燃气的压力和温度逐渐下降。
d)排气：蒸汽或燃气离开汽轮机后，被排入大气中。
排出蒸汽或燃气后，进入汽轮机的空气和燃料被再次压缩和加热，形成循环。
2.汽轮机的结构汽轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和调速装置等组成。
a)压气机：压气机是汽轮机的核心之一，用于将空气压缩到高压状态。
压气机包括若干个级，每个级别都由一个或多个叶轮和一些固定导叶组成。
叶轮通过旋转强制空气流经导叶，产生压力增加。
b)燃烧室：燃烧室是燃烧燃料的地方。
燃烧室通常是一个圆筒形的结构，内部涂有耐高温材料。
燃料喷入燃烧室中与空气混合并燃烧，产生高温高压的蒸汽或燃气。
c)涡轮：涡轮是通过高温高压的蒸汽或燃气驱动的。
涡轮包括高压涡轮和低压涡轮。
高压涡轮通常由多个级别组成，而低压涡轮由较少级别组成。
蒸汽或燃气在叶片中膨胀，产生推力，推动涡轮旋转。
d)调速装置：汽轮机在运行过程中需要不同负载下的不同输出功率。
调速装置用于控制汽轮机的转速，以保持恒定的转速或调整转速。