2 四缸四排汽轮机本体结构

汽轮机工作原理

什么是汽轮机？

汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机，有转子（即转动部分的总称，包括：转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件）和静子（即不转动部分的总称，包括：汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等）组成，如图：

就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。

汽轮机本体结构详解图（示意图）：

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，如图：

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。

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。

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。

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。

汽轮机的工作原理：

汽轮机是用蒸汽做功的旋转式原动机，它将蒸汽的热能转变成透平转子旋转的机械能，这一转变过程需要经过两次能量转换，即蒸汽通过透平喷嘴（静叶片）时，将蒸汽的热能转换成蒸汽高速流动的动能，然后高速气流通过工作叶片时，将蒸汽的动能转换成透平转子旋转的机械能。

汽轮机工作原理分为两类：冲动式和反动式。

冲动式汽轮机的蒸汽热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中进行，而工作叶片只是把蒸汽的动能转换成机械能，即蒸汽在喷嘴中膨胀，速度增大，温度压力降低，而在叶片中仅将其动能部分转变为机械能（汽体流速降低），而由于叶片沿流动方向的间槽道截面不变，因而蒸汽不再膨胀，压力也不再降低；

反动式汽轮机中的蒸汽在静叶片中膨胀，压力温度均下降，流速增大，然后进入动叶片（工作叶片），由于动叶片沿流动方向的间槽道截面形状与静叶片间槽道截面变化相同，所以蒸汽在动叶片中继续膨胀，压力也要降低，由于汽流沿着动叶片内弧流动时方向是改变的，因此，叶片既受到冲击力的作用，同时又受到蒸汽在动叶片中膨胀，高速喷离动叶片产生反动力的作用，冲动力和反动力的合力就是动叶片所承受的力，这就是说，在反动式汽轮机中，蒸汽热能转变成动能的过程，不仅在静叶片中进行，也在动叶片中进行。

汽轮机汽缸详细讲解

1 / 8 汽轮机汽缸详细讲解 1导读汽缸是为了将通流部分构成一个密封压力容器，以与外界大气隔绝。汽缸内安装着隔板、隔板套（持环）及许多其它静止部件。为了简化汽缸的结构，汽缸内设置隔板套（持环），利于设置抽汽腔室。汽缸通常分高压、中压、和低压汽缸。 6MW~135MW汽轮机，一般将高中低压汽缸综合成一体，以减小机组长度。但低压缸与高中压部分单独制造，在垂直结合面用螺栓进行拼缸。 700MW以上的汽轮机，为了提高单缸功率，简化进汽结构，高、中、低压缸分别独立。大功率汽轮机都设计成多缸结构。如原国产300MW机组为四缸结构（高压缸、中压缸、低压缸A与B），国产引进型300MW机组为两缸结构（高中压合缸与低压缸）；国产亚临界600MW机组为四缸结构，即由高压缸、中压缸、低压缸A与B组成；国产超临界600MW机组为三缸结构，即由高中压合缸、低压缸A与B组成；超超临界600MW机组为两缸结构，即由高中压合缸、低压缸组成。100万超超临界为四缸结构，即高压缸、中压缸、低压A与B组成。 2汽缸的功能 2.1基本要求汽缸的受力要求： 1，承受本身和装在其内部零部件的重量 2，承受内外压差的作用力 3，承受沿汽缸轴向和径向温度分布不均匀而产生的热应力 4，承受隔板前后压差的作用力和蒸汽通过喷嘴时的反作用力 2.2高中压汽缸设计要求由于高中压汽缸承受着巨大的内外压差、温度梯度、汽缸本身及其内部静止部件的重量，并承担着外部管道接口的推力和推力矩，所以高中压汽缸设计的基本要求为： 2 / 8 (1）汽缸形状力求简单，回转体对称、壁厚均匀，在满足强度、刚度裕度要求的前提下，尽量减薄汽缸厚度。 (2）汽缸高温高压区域，尽量避免包含过多的低参数区段，以合理使用贵金属材料，要考虑具有合理的冷热工艺性。 (3)汽缸的支承方式应考虑热态下保证对中要求，并能保证汽缸胀缩可靠。 (4）与汽缸连接的进汽管、喷嘴室等必须具有良好的汽密性及足够的弹性补偿能力，减少高温部分的热变形传递到缸体上。 (5）要注意与制造设备的能力相适应，同时要保证汽缸顺利安装、揭缸以及运输。 2.3低压缸的设计要求由于低压外缸要承受巨大的真空载荷，所以低压外缸设计时要特别注意刚度在冷热态的变化，而低压内缸的对中、支承与低压外缸尽量减少联系或相互影响。总体而言，低压缸的设计基本要求： (1)结构简单，满足刚度要求。 (2)合理分段。低压外缸的分部件设计，在保证刚度的前提下，要充分考虑选择合理的、方便工艺与运输的结构形式。 (3)设置排大气阀及一定量的人孔门。 (4)合理的支承方式及与其它部件的连接方式。 (5)合理的排汽涡壳设计，以利于减小排汽总压损失，合理回收余速损失，提高整机效率。 3汽缸的分类及结构特点 3.1单层汽缸单层汽缸多用于中、低参数汽轮机组。我厂生产的给水泵小机，热电联供抽汽机组等均采用单层缸结构。单层汽缸可分为两种结构：①蒸汽室与汽缸铸造成一体②蒸汽室与汽缸分开铸造

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。

汽轮机结构与工作原理

汽轮机设备结构与工作原理

2009-06-06 10:25:54| 分类：电厂汽轮机 | 标签： |字号大中小订阅

二、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。

汽机主要名词解释

汽轮机名词解释

1.什么是热应力：

由于零部件内、外或两侧温差引起的零部件变形受到约束，而在物体内部产生的应力为热应力。

2什么叫热冲击？

金属材料受到急剧的加热和冷却时，其内部将产生很大的温差，从而引起很大的冲击力，这种现象称为热冲击。一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，而导致金属部件的损坏。

3什么叫热疲劳？

金属部件被反复加热和冷却时，其内部产生交变热应力，在此交变热应力的反复作用下零部件遭到破坏的现象叫热疲劳。

4什么叫蠕变？

金属材料长期处于高温条件下，在低于屈服点的应力作用下，缓慢而持续不断的增加材料塑性变形的过程叫蠕变。

5汽轮机的工作原理。

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。

6 汽轮机及其附属系统总体介绍汽轮发电机组经济指标有哪些？

汽轮发电机组经济指标有：汽耗率，热耗率、循环水泵耗电率、给水泵耗电率、高压加热器投入率、凝汽器端差、凝结水过冷度、汽机热效率等。

7按蒸汽压力汽轮机是如何分类的？

按蒸汽压力可分为： 1）、低压汽轮机（压力为1.18～1.47MPa） 2）、中压汽轮机（压力为1.96～3.92MPa） 3）、高压汽轮机（压力为5.88～9.81MPa） 4）、超高压汽轮机（压力为11.77～13.75MPa） 5）、亚临界压力汽轮机（压力为15.69～17.65MPa） 6）、超临界压力汽轮机(压力为22.16～27MPa) 7）、超超临界压力汽轮机(压力大于27MPa)差为35.7℃，绝对最高气温差更是达到74.7℃。经验数据表明，外界气温的变化在冬夏季相差20~50℃，对锅炉效率的影响为1~2%；昼夜间相差10℃左右，对锅炉效率的影响大约0.3% 左右。

上气,哈气,东气100万千瓦机组汽轮机结构比较

1超超临界1000MW汽轮机本体结构分析摘要进入21世纪来，我们所面临的能源问题日益紧张，加之我们对工业产业经济性的追求，常规火力发电厂的发展面临重大的能源和环境等问题，而且常规火电厂的效率低、污染大及自动化程度低，都制约常规火电机组的发展。这就要求我们发展更为高效、节能、环保、经济性高的高参数、大容量的火电机组——超超临界火电机组。本设计的意义在于通过学习和分析国内三大厂家典型的超超临界1000MW汽轮机的本体结构，更多地了解国内外先进的汽轮机技术，为将来从事汽轮机运行和检修工作奠定一定的理论基础。关键字：超超临界、1000MW、汽轮机、本体结构、哈尔滨汽轮机厂

2目录 1 概述 ......................................................................................... 3 1.1 超超临界1000MW汽轮机的发展简史 .............................. 3 1.2 超超临界1000MW机组的优势 ......................................... 5 2 哈尔滨汽轮机厂超超临界1000MW汽轮机本体结构分析 .......... 6 2.1 概述 ................................................................................. 6 2.2 汽轮机的进汽部分 ............................................................ 8 2.3 汽轮机转子 .................................................................... 12 2.4 动（静）叶片 ................................................................. 15 2.5 汽缸及滑销系统 ............................................................. 16 2.6 隔板和隔板套 ................................................................. 19 2.7 汽封 ............................................................................... 20 2.8 轴承 ............................................................................... 20 2.9 盘车装置 ........................................................................ 22 3 国内典型超超临界1000MW汽轮机主要技术特点比较............ 22 3.1 东方汽轮机超超临界1000MW汽轮机简介 ..................... 22 3.2 上海汽轮机厂超超临界1000MW汽轮机简介.................. 23 3.3 三大厂家超超临界1000MW汽轮机的比较 ..................... 25 总结 .......................................................................................... 27 参考文献 ..................................................................................... 28

汽轮机本体结构(低压缸及发电机)

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精品第一章 600WM汽轮机低压缸及发电机结构简介

一、汽轮机热力系统的工作原理

1、汽水流程：

1〉再热后的蒸汽从机组两侧的两个中压再热主汽调节联合阀及四根中压导汽管从中部进入分流的中压缸，经过正反各9 级反动式压力级后，从中压缸上部四角的4 个排汽口排出，合并成两根连通管，分别进入Ⅰ号、Ⅱ号2个低压缸。低压缸为双分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7 级反动式压力级后，从2个排汽口向下排入凝汽器。排入凝汽器的乏汽在凝汽器内凝结成凝结水,由凝结水泵升压后经化学精处理装置、汽封冷却器、四台低压加热器，最后进入除氧器，除氧水由给水泵升压后经三台高压加热器进入锅炉省煤器，构成热力循环。

二、汽轮机本体缸体的常规设计

低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，，提高了转子的寿命及启动速度。#1 低压转子的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。

三、岱海电厂的设备配置及选型

1）我公司的汽轮机组选用上海汽轮机厂生产的N600-16.7/538/538 型600MW 机组。最大连续出力可达648.624MW。这是上海汽轮机厂在引进美国西屋电气公司技术的基础上，对通流部分作了设计改进后的新型机组，它采用积木块式的设计。形式为亚临界参数、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽凝汽式汽轮机。具有较好的热负荷和变负荷适应性，采用数字式电液调节（DEH）系统。机.

精品组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动。.

精品汽轮机有两个双流的低压缸；通流级数为28级。低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，提高了转子的寿命及启动速度。低压缸设有四个径向支持轴承。#1 低压缸的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。

汽轮机结构及运行控制原理详解

一、认识汽机专业

1、汽机专业的任务

用锅炉送来的蒸汽，维持汽轮机转速（未并网）或负荷（并网），将做完工的乏汽凝结成水，利用抽汽加热后再送回锅炉。

2、汽机专业的系统

（1）汽轮机本体：将蒸汽的热能转换成机械能，维持高速旋转。

（2）辅助系统：汽轮机旋转所必须的支持系统；为了提高热效率而设置的回热系统(把水加热后再送回锅炉)；辅机、发电机冷却系统。

二、汽机主系统

三、汽轮机本体 1、汽轮机本体：转子——叶轮、叶片

静止部分：隔板、喷嘴、汽缸、

其他：汽封、轴瓦

为达到应有的功率，有若干级

2、汽轮机本体的间隙问题

汽轮机本体轴向间隙问题1示意图（轴向位移又叫窜轴）小结：

动静间隙太大,蒸汽不做功漏掉,不经济,汽轮机将热能转化为机械能的效率降低,也即每发一度电所耗的热能（热耗），所需的蒸汽（汽耗）增加。

动静间隙太小,容易发生动静摩擦，产生机组振动，严重时造成汽轮机汽封、大轴、叶片损坏事故。

既要经济性又要安全性，间隙控制在一定范围内（几十微米）

汽轮机是精密设备，必须防止动静接触（防碰磨），发生碰磨时，反应碰磨的保护（振动、轴向位移、差胀）动作，跳机

3、汽轮机汽封：

轴端汽封示意图

汽封：尽量减少漏汽，提高热效率

轴封：防止缸内蒸汽外泄，防止外部空气进入缸内。

轴封供汽不能中断

4、轴瓦：通入润滑油，在一定转速下轴瓦和轴颈之间形成稳定油膜，实现油摩擦。汽轮机运行中任何情况下都不能断油。

四、汽轮机的控制、安保系统：控制汽轮机的负荷（转速），发生事故时停机。

（1）高主、中主门的控制示意图（2）高、中压调门控制示意图

（3）

AST控制油

（4） OPC油

五、关于汽轮机本体的保护

1、超速保护:

103%超速:因电网原因机组甩负荷，汽轮机转速超3090r/min，关闭高、中调门，待转速降到3000r/min以下时，重新打开各调门，如转速又超3090r/min，会再动作。防止出现更高的超速。 110%超速:DEH、TSI、ETS三套,动作于AST电磁阀，跳机。机械超速，动作后卸掉隔膜阀上油压，再卸掉AST油压停机。

4缸汽车发动机的结构组成

4缸汽车发动机是传统的汽车发动机类型之一，其结构复杂，由多个部件组成。下面我们将分步骤来阐述其结构组成。

第一步：气缸体

汽车发动机最重要的部件便是气缸体。4缸发动机包含四个气缸，每个气缸中包含了一个活塞。活塞在运动过程中会产生压力，并将燃料和空气混合物推入发动机中。气缸体是由铝合金、铸铁等材料制成。

第二步：缸盖

在气缸体之上覆盖着一层缸盖。缸盖的作用是防止燃油在进入气缸时被泄漏，同时还起到保护气缸的作用。除此之外，缸盖中还包括着凸轮轴、气门等零部件。

第三步：凸轮轴

凸轮轴是控制气门开合的重要部件。在汽车发动机中，凸轮轴通常由金属或塑料材质制成，其形状和数量不同，因而产生了各种不同型号的凸轮轴。凸轮轴与活塞的运动是同步的，当活塞运动中产生压力时，凸轮轴便能够控制气门的开合。

第四步：气门

气门被视为发动机的心脏部位，负责燃油与空气的进出。在4缸发动机中，每个气缸中都包含一个进气门和一个排气门。由于活塞的运动会产生吸入和强迫排出气体的压力，因此气门的形状和数量也必须根据不同的型号进行相关设定。

第五步：皮带与链条

皮带和链条在汽车发动机中扮演着承载和传递重要部件的角色。发动机的内部部件采用这些设备连接在一起，通过传递力量来操控发动机的运转。在一些早期的汽车发动机中，皮带和链条的使用并没有被广泛采用。但随着时间的推移，这些设备广泛采用，并逐渐取代了原本传统的齿轮驱动装置。

总结 4缸汽车发动机由气缸体、缸盖、凸轮轴、气门、皮带和链条等多个部件组成。通过这些部件的协同工作，整个发动机才得以顺利运转和提供驱动力。虽然这些部件构成复杂，但是因为其优异的性能和长寿命，越来越多的汽车制造商已经选择了4缸发动机来驱动汽车。

汽轮机的本体结构

东汽厂600MW亚临界汽轮机的本体结构分析

1静止部分

1．1汽缸

汽轮机分别配有高、中压缸和低压缸A、B，高中压缸分缸布置，共有4个汽缸，4个排汽口（至凝汽器）。4个汽缸均采用双层缸、水平中分面结构。设置双层缸结构的目的在于：减少汽缸壁厚，以降低汽缸壁的热应力，使之有利于缩短机组的启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性。

高压缸为单流式，中压缸均为分流式，即从汽缸中间进汽，向两侧排汽，这种布置方式的目的在于平衡轴向推力。高、中压缸材质为Cr－Mo-V铸钢件，部分为锻钢件，低压缸A、B都为碳钢焊接件。

主蒸汽分4路进入高压缸，2路从高压缸上部进入，另外2路从高压缸下部进入。主蒸汽从喷嘴室均匀进入汽缸，使缸内温度分布更均匀，以有利于减少热应力，减少汽缸变形。

高、中压和低压缸的内缸的下缸均通过其外缘的四个搭子座落在相应的外下缸上，搭子下面设有调整垫片，用于调整内外缸的同心度。另外，内缸与外缸之间还设有纵向定位键和纵向导向键，纵向定位键作为内缸的纵向相对膨胀死点，纵向导向键帮助内缸在纵向正确膨胀。

高中压缸的外缸分别由前轴承座、中轴承座和＃3轴承座支承。高中压外缸均采用上猫爪支承形式，上猫爪与轴承座之间还设有横向滑键，帮助汽缸在轴承座上横向自由膨胀。其结构详细参见东芝公司猫爪滑销组装图(2KS 110 025)。下猫爪的底部凸肩镶嵌

在轴承座的凹槽内、凸肩纵向两侧配有推力键，保证高、中压缸连同前中轴承座一起沿纵向自由膨胀，保证汽轮机中心线与转子中心线一致，同时亦为该汽缸横向膨胀起导向作用。另外，下猫爪还用于汽缸安装或解体时临时支撑外下缸，外缸下部装设的油压千斤顶供拆卸工作垫片和安装垫片时使用。

高、中压缸均采用通孔螺栓连接方式，无法兰和螺栓加热装置。

低压缸A、B为落地式结构，即直接座落在低压缸四周的基础台板上。每个低压缸都安装了一对横销与一对纵销（位于低压缸2个轴承座中心线上），横销中心线与纵销中心线的交点形成低压缸的绝对死点，并以此为基点，低压缸可以在纵向和横向定向自由膨胀。