汽轮机原理(6汽轮机主要零部件结构).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽轮机原理及系统,能源与动力工程学院,赵亚菊,南京工程学院,汽轮机原理及系统,第六章汽轮机主要零件结构,汽轮机的工作条件：,高温、高压、高转速,热应力,(,拉应力、压应力,),热膨胀,(,汽缸和转子热膨胀、胀差,),热变形,(,汽缸热变形、转子热变形,-,大轴弯曲,),热疲劳、高温蠕变,(,影响汽轮机寿命的重要因素,),强度,(,静强度、动强度,),刚度,(,零部件受力后变形情况,),振动,影响机组安全性的因素,(,强度的角度,),汽轮机本体,汽缸、隔板套,隔板、喷嘴组、静叶持环、静叶,汽封,(,轴封、隔板汽封、通流部分汽封,),轴承,(,支持轴承、推力轴承,),滑销,紧固零件,静止部分,转动部分,主轴、叶轮、动叶片、,围带、拉金,联轴器,盘车装置,上汽,西门子,1000MW,汽轮机纵剖面图,14+,*,13+2,*,2,*,6,共,64,级结构级,1,液压盘车装置,2,高压部分,/,1,号轴承座,3,高压缸轴承,4,转子,5,高压部分,/,高压缸,6,高压部分,/,高压叶片,7,高压部分,/,2,号轴承座,8,径向推力联合轴承,9,中压部分,/,中压缸,10,中压部分,/,中压叶片,11,中低压连通管,12,中压部分,/,3,号轴承座,13,中压缸轴承,14,低压部分,/,低压缸,15,低压部分,/,低压叶片,16,低压部分,/,4,号轴承座,17,1,号低压缸轴承,18,低压部分,/,5,号轴承座,19,2,号低压缸轴承,.1,汽轮机静止部分的结构,一、汽缸,要求,：,强度和刚度；严密性；流动性能好；自由膨胀；汽缸法兰厚度尽量薄、结构形状简单对称、节约材料、便于安装和施工。,（一）汽缸的作用：,汽缸是,汽,轮机,的,外壳,，它承,受载,荷、蒸汽对静止部分的反作用力、热应力。,其作用,：,起着封闭的作用。,它将进入汽轮机的工质与外界隔绝，使工质在一个封闭的空间流动做功；,起定位支承的作用。,它内部安装隔板、喷嘴和轴封等部件，外部连接进汽、排汽和抽汽等管道；,它与这些附件一起起到组织汽流流动的作用。,使进汽、排汽和抽汽有规律的分配。,（二）,汽缸的结构：,、,汽缸通常分上汽缸和下汽缸，水平对分,(,保证汽轮机安装和检修方便,),、,汽缸通常单缸或多缸,单缸分为高压段、中压段、低压段,多缸分为高压缸、中压缸、低压缸,(,保证合理利用材料等,),、,汽缸通常分单层缸和双层缸,(,高参数大容量的汽轮机高、中压缸,),高参数大容量的汽轮机高、中压缸常采用双层缸的原因：,采用双层缸，在内外缸之间通入低与初参数的蒸汽，使内缸和外缸承受的压差、温差大大减小，每层缸相应减薄。因此：,启动、停机、变工况时汽缸的热应力减小；加快了启停速度，实现了机组的快速启停；,外缸温度低于内缸，节省了优质耐热合金钢,；,外缸的内、外压差比单层汽缸时降低了许多，因此减少了汽缸结合面漏汽的可能,。,、,蒸汽在汽缸中的流动通常分为顺向布置、反向布置、对称分流布置,（平衡轴向推力）,上汽,西门子,1000MW,汽轮发电机组三维立体视图,高压缸采用双层缸,单流程,设计，包括高压外缸和高压内缸。,外缸为独特的桶形设计,;,内缸为垂直纵向平中分面结构，各级静叶直接装在内缸上。,高 压 缸,缸体整个周向壁厚为,旋转对称,，无需局部加厚，避免了不理想的材料集中和非对称变形及局部热应力，,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，将热应力保持在一个很低的水平。,高压缸纵剖面图,1,高压转子,2,高压外缸进汽端,3,高压外缸排汽端,4,高压内缸,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,。,高压缸结构,示意图,1,2,号轴承座,2,径向推力联合轴承,3,高压转子,4,高压内缸,5,第一级斜置静叶,6,高压静叶,7,高压动叶,8,高压外缸进汽段,9,高压进汽口,10,补汽阀进汽口,11,高压外缸排汽段,12,高压轴承,13,1,号轴承座,14,液压盘车,中压缸,采用双流程、双层缸设计，内缸和外缸均在水平中分面上分为上、下两半，采用法兰螺栓进行连接。,蒸汽从中压中部通过进汽插管直接进入中压内缸，流经对称布置的双分流叶片通道至汽缸的两端，然后经内外缸夹层汇集到中压缸上半中部的中压排汽口，经中低压连通管流向低压缸。,由于通流部分采用双分流布置，转子轴向推力基本能够左右平衡。,中 压 缸,中压缸纵剖面图,1,中压转子,2,中压外缸上半,3,中压外缸下半,4,中压内缸上半,5,中压内缸下半,6,A5,抽汽口,7,中压进汽口,8,A4,抽汽口,低压缸,采用,两个双流、双层缸设计，内、外缸均由钢板拼焊而成，均在水平中分面分开成上下半，采用中分面法兰螺栓进行连接。,来自中压缸的蒸汽通过汽缸顶部的中低压连通管接口进入低压缸中部，再流经双分流低压通流叶片至两端排汽导流环，蒸汽经排汽导流环后汇入低压外缸底部进入凝汽器。,低压外缸采用现场拼焊，直接坐落于凝汽器上,，大大降低了运转层基础的负荷。,低压内缸通过其前后各两个猫爪，搭在前后两个轴承座上,，支撑整个内缸、持环及静叶的重量，并以,推拉杆装置与中压外缸相连,，以保证动静间隙。,外缸和内缸之间的相对膨胀通过在内缸猫爪处的汽缸补偿器、端部汽封处的轴封补偿器以及中低压连通管处的波纹管进行补偿。,外缸与轴承座、内缸和基础分离，,不参与机组的滑销系统。,低 压 缸,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,在低压缸端壁上装设排汽缸喷水减温装置,。,防止,缸壁的温度超过允许范围，,在低压缸适当位置上装设有向空泄放安全膜,(,安全阀,),，其作用是防止汽缸遭受超压损害。,(,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,）超高参数大容量的汽轮机采用与汽缸分开的蒸汽室的原因：,超高参数的机组，高压缸都采用双层缸结构，运行中内外缸有相对膨胀，不能将进汽部分与内缸合为一个整体；,进汽部分承受的蒸汽压力温度都很高，采用比汽缸更好的金属材料来制造，为合理利用优质耐高温金属材料，采用分开结构比较合理；,进汽部分承受的蒸汽压力温度都很高，汽缸温度稍低，为使汽缸设计制造成对称形受热均匀的形状，运行时以减小汽缸的热应力、热膨胀和热变形，采用分开结构比较合理。,2,中低压连通管（导汽管）,（,1,）中低压连通管（导汽管）的作用：,完成多缸汽轮机中工质在汽缸之间的直接转移，即在最小的压损下将蒸汽从中压排汽口引入低压缸。,（,2,）导流叶片环、膨胀节、平衡鼓,导流叶片环达到使汽流平衡地改变方向地目的。,膨胀节补偿连通管进出汽口之间静子膨胀引起的相对位移和自身的膨胀。,平衡鼓起到汽流平衡的作用，减小蒸汽对连通管的作用力。,汽轮机的启动、停机和功率的变化，是通过改变汽门的开度（或保持汽门在一定的开度或全开汽门），调节进入汽轮机的蒸汽量（或蒸汽参数）实现的，这种调节蒸汽量或蒸汽参数的汽门称为调节汽门（简称调门）。,调节汽门,机组在停机时（特别是机组在运行中需紧急停机时），除了关闭调门外，还必须设置能快速切断汽源的汽门，即在调门出现泄漏的情况下，也能保证汽轮机降速停机，这种具有安全保护功能的汽门称为自动,主汽门,（简称主汽门）。,自动主汽门,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。,中压,主汽门,和中压调门,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术，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。,主汽门 主调门,1,主门阀座,10,调门阀座,2,阀碟,11,阀杆（含阀碟）,3,阀杆（含小阀碟）,12,阀杆衬套,4,滤网,13,内阀盖,5,阀杆衬套,14,压板,6,内阀盖,15,外阀盖,7,压板,16,油动机,8,外阀盖,9,油动机,高压部分有两个主汽门与调门组件，分别布置在高压缸两侧。每个组件包括：,一个主汽阀和一个调节阀，他们共用一个阀壳。,主蒸汽进汽部分示意图,独特的切向旋涡冷却技术,利用涡流原理降低温度约,15,度，满足较高再热温度的要求。,1,再热蒸汽进口,2,中压缸,3,再热主门和调门组件,4,再热调门油动机,5,再热主门油动机,6,中压进汽插管,7,再热调门,8,再热主汽门,采用补汽调节阀,的,目的：,第一,是使滑压运行机组在额定流量下，进汽压力达到额定值；,第二,是使机组实际运行时，不必通过主调门的节流就具备调频功能，可避免节流损失，而且调频反应速度快，可减少锅炉的压力波动。,补汽阀的功能,：,（,1,）当汽轮机的最大进汽量与,THA,工况流量之比较大时，可采用补汽技术，超出额定流量的部分由外置的补汽调节阀提供，即补汽阀一般在最佳运行经济工况点后开启，控制额外的蒸汽进入高压缸以使汽轮机在额定功率外再增加一部分输出功率，满足在该工况外机组能够到达更高的负荷。此时主调节门在额定流量下可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率（机组热耗可至少下降,40kJ,/,（,kWh,）,。,（,2,）,对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。在机组正常运行中补汽阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽,30,的特点，对汽缸起到冷却作用，有利于提高高温部件的可靠性。,（,3,）,补汽阀还具有提高变负荷速率的功能（具有调频功能），有利于提高大电网的稳定性。,进口,出口,油动机,(,四,),汽缸的支承和滑销系统,1,汽缸的支承：,汽缸通过轴承座及本身的搭脚支承在基础台板上，基础台板又用地脚螺栓固定在基础上。,（,1,）猫爪支承,下猫爪支承,由下汽缸水平法兰前后延伸出的猫爪作为支承猫爪，分别支承在汽缸前后的轴承座上。分为非中分面,下猫爪支承,和中分面,下猫爪支承。,特点：,非中分面,下猫爪支承,的承力面与汽缸水平中分面不在一个平面上。其优点是结构简单，安装检修方便；缺点是汽缸受热使猫爪因温度升高而产生膨胀时，导致汽缸中分面抬高，使静子和转子不在一个中心线上，从而改变了静、动部分的径向间隙，严重时会造成静、动部分摩擦甚至碰撞振动而损坏汽轮发电机组。非中分面,下猫爪支承,只适用于温度不高的中低参数机组的高压缸的支承。,中分面,下猫爪支承,是抬高猫爪的位置使其承力面正好与汽缸的中分面在同一水平面上，从而克服了非中分面,下猫爪支承,的缺点。这种结构使下汽缸的加工变的复杂，但安装检修简单。现常用于高参数大容量的机组的高、中压缸的支承。（如上海汽轮机厂,300MW,机组采用的支承结构就是中分面,下猫爪支承,）,（,a,）非中分面支承,(b),中分面支承,由上汽缸水平法兰前后延伸出的猫爪作为支承猫爪，分别支承在汽缸前后的轴承座上。,特点：,这种支承结构与中分面,下猫爪支承,一样，汽缸受热膨胀时，不会影响汽缸的中心线。同样克服了非中分面,下猫爪支承,的缺点。但其缺点是由于下缸是靠水平法兰螺栓吊在上缸上，螺栓受力增加，而且对中分面密封也不利，其安装也比较复杂。,（,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,2,滑销系统,（,1,）,主要任务（作用）：,保证汽轮机在启动加热和停机冷却时，其动、静部件能沿着设定的方向顺畅地膨胀与收缩。保证动静间隙和动静中心。,（,2,）,滑销系统的组成,：,滑销系统通常由横销、纵销、立销、角销及死点等组成。,横销,引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起定位作用。一般安装在低压缸的搭脚与台板之间，左右各装一个。高中压缸猫爪与轴承座之间也设有横销，称为猫爪横销。,纵销,引导轴承座或汽缸沿轴向滑动，并限制轴向中心线横向移动。,纵销与横销中心线的交点为膨胀的固定点，称为死点,。纵销一般安装在轴承座底部与台板之间及低压缸与台板之间，处于汽轮机的轴向中心线正下方。,立销,引导汽缸的膨胀沿垂直方向的滑动，并与纵销共同保持机组的轴向中心不变。立销安装在汽缸与轴承座之间也处于机组的纵向中心线正下方。,角销,安装在轴承座底部左右两侧，其作用是防止轴承座与基础台板脱离。,汽轮机滑销结构示意图,（,a,）猫爪横销（,b,）前缸立销（,c,）前轴承纵销,（,d,）角销（压板）（,e,）联系螺栓（,f,）后缸立销,高、中压汽缸和低压内缸落地设计,（,1,）高、中压汽缸通过猫爪支撑在轴承座上，轴承座直接支撑在基础上,，汽缸不承受转子重量的影响，变形小，易保持动静间隙的稳定。,（,2,）低压内缸通过猫爪直接支撑在轴承座上，并以推拉装置与中压外缸相连，以保证动静间隙。（,3,）各个轴承座固定不动,，与其他轴承座要动的机型相比，滑动面小，膨胀阻力小，滑动非常顺畅；可以快速启动。,低压外缸与凝汽器刚性连接,低压外缸现场焊接，和凝汽器刚性连接，减少了基础载荷。,凝汽器真空变化不影响内缸及转子变形。,膨胀系统,（,1,）汽缸与转子的绝对死点及相对死点均在高中压缸之间的推力轴承处，汽缸与转子同方向膨胀，为此动静叶片的相对间隙变化最小，胀差小。,（,2,）中压外缸与低压内缸、低压内缸之间有推拉杆联动。,（,3,）汽缸与轴承座之间有耐磨、低摩擦和滑动性能良好的金属介质（石墨）。,（,4,）低压外缸通过轴封补偿器和端部汽封弹性连接，轴封补偿器可以吸收内外缸相对膨胀。,（,3,）,滑销系统的特点,（上汽,1000MW,汽轮机）,低压缸与中压缸之间推拉杆示意图,上汽西门子,1000MW,汽轮机组滑销系统示意图,汽缸与转子的膨胀示意图,二、隔板、隔板套和静叶环、静叶持环,1,隔板、隔板套,结构上要求隔板必须具有足够的强度与刚度、较好的流动性、合理的支承与定位，保证静止或运行状态均能与转子中心一致。,隔板安装在汽缸内隔板槽或者隔板套中。,隔板是冲动式汽轮机各级的间壁。其作用用来固定汽轮机各级的静叶片；隔板内孔安装隔板汽封以减少级间漏汽；将汽轮机通流部分分隔成若干个级,。,2,静叶环和静叶持环（反动级）,高中压第一级采用了,非常独特的结构形式,斜置静叶；反动式全弯曲扭静叶片,上汽,1000MW,机组,静,叶片特点,第一组为低反动度叶片级（约,20,的反动度），降低进入转子动叶的温度。,进汽的第一级斜置静叶结构：级效率高，漏汽损失小；防止固体颗粒冲蚀叶片。,滑压运行方式，大幅度提高超临界机组部分负荷的经济性。,100,的全周进汽，对动叶片无任何附加激振力。,滑压及全周进汽根本上消除了喷嘴调节造成的汽隙激振问题。,滑压及全周进汽使第一级动静叶片的最大载荷大幅度下降，根本解决了第一叶片级采用单流程的强度设计问题。,切向进汽的第一级斜置静叶结构流道简捷、无径向漏汽损失，无双流,180,度大回转，压损小。,中压内缸第一级斜置静叶示意图,末级静叶独特的防水蚀结构技术示意图,末级叶片设计为空心静叶。末级空心静叶以两种方式防止水滴侵蚀：一是空心静叶具有疏水槽，可以将静叶导向叶片表面形成的冷凝液膜（水珠）抽到凝汽器中；二是空心静叶加热，使静叶导向叶片上的冷凝液膜（小水滴）蒸发，防止在叶片表面形成大的水滴。,避免水冲击可采取的措施,在汽轮机内部装设水分离装置,；,静叶和动叶之间有足够大的轴向间隙,；,汽缸及叶片结构方面采取预防措施，即采用细的叶片后缘，优化末级静叶外形，以防止有流动死区以及形成较大的水滴,；,低压末级动、静叶片示意图,三、轴承：（滑动轴承）,径向支持轴承,：支承转子轴颈并减少其转动摩擦阻力的部件。其作用是承受转子的质量和旋转时的不平衡力，并确保转子的径向位置。,推力轴承：,承受转子的轴向推力并确保转子的轴向位置的滑动轴承。,1,滑动轴承的工作原理,：,建立稳定的楔形油膜。,2,油膜形成条件：（维持轴承稳定工作的条件）,两滑动面之间构成楔形间隙；,两滑动面之间要有相对运动，且运动方向是使油由宽口进窄口出；,两滑动面之间必须充满有一定黏性的润滑油。,在一定的条件下，轴承宽承载能力增强，油的运动黏性系数大、油的压力高、转子的转速高，油膜厚度厚，承载能力强，轴颈被抬高。,3,支持轴承类型及特点：,圆柱形轴承（稳定性较差）,椭圆形轴承,三油锲轴承（易油膜振荡）,可倾瓦轴承（稳定性好）,轴承中油膜及油楔的形成原理示意图,（,a,）轴颈在轴瓦中构成楔形间隙（,b,）轴心运动轨迹及油楔中的压力分布（周向）,（,c,）油楔中的压力分布（轴向）,4,推力轴承、推力支持联合轴承：,由工作瓦、定位瓦和轴承体组成。,工作瓦及定位瓦各,812,块推力瓦，均布在转子推力盘（转子膨胀的相对死点：运行时转子以推力盘工作面为基准向两侧膨胀，而该工作面相对于静子没有位移，该工作面成为,。）两侧同一圆周上。,推力瓦的工作面都浇铸一层乌金（乌金厚度小于通流部分的最小轴向间隙，一般为,1.5mm,。避免烧瓦乌金全部熔化事故后，轴向间隙消失而引起动静部分直接摩擦。），其背后在偏向润滑油侧有一条允许本身摆动的凸棱（工作支点）。,推力轴承润滑油温升能反映转子轴向推力的变化，但不能敏感地反映轴向推力的大小。直接测量推力瓦的温度，灵敏地反映推力瓦处的润滑情况和轴向推力的大小。,1,号轴承采用双油契椭圆轴承,，润滑油供应充足，能确保转子的平稳运转。,2,号轴承采用径向联合推力轴承，支持轴承也为双油契椭圆轴承，推力轴承为可倾瓦结构，被弹性支承在轴瓦上，因而可以将转子轴向推力通过轴瓦传送到轴承垫上。,3,号、,4,号、,5,号轴承采用改进的椭圆形轴颈轴承，单向供油。,1,号径向轴承结构示意图,正常运行时汽轮机轴承金属温度都小于,105,1,轴承壳体上半,2,油封,3,转子,4,轴承壳体下半,5,支撑垫块,6,、,7,键,8,调整垫片,9,调整垫片,10,圆柱垫块,11,轴承座,12,顶轴油孔,正常运行时汽轮机轴承金属温度都小于,105,径向推力联合轴承的纵向和横向截面图,1,轴承座上半,2,轴承壳体上半,3,、,8,键,4,推力瓦块,5,轴承衬套,6,转子,7,轴承座下半,9,轴承壳体下半,10,调整垫片,11,球面垫块,12,调整垫片,13,球面座,a,顶轴油孔,轴颈中心涡动频率、振幅与转速的关系,半速涡动,当转速由零开始升高时，起初没有振动，只是随着不同的转速，轴颈中心处于不同的偏心位置。当转速升高到,A,点时，轴颈中心开始出现振动，但振动较小，振幅也不大，振动频率约等于,A,点转速的一半。继续升速时振幅基本不变而频率总保持当时的转速的一半。,油膜振荡,当转速升高到转子第一临界转速,c1,时（图中,A,1,点），振动加剧，振幅突然增加，频率等于,c1,。超过第一临界转速后，振幅重又降低，频率也恢复为当时转速的一半。当转速升高到两倍第一临界转速时（图中,A,2,点，），振动又加剧，振幅增大，频率等于此时转速的一半，即等于一半,c1,。此时转速继续升高，振幅不再减小，频率始终保持第一临界转速不变。由于转速升高到,A,点后，轴颈开始失去稳定，,涡动频率接近当时转速的一半，称为,半速涡动,。半速涡动一旦产生，就不再自行消失。如果半速涡动的角速度正好达到或超转子的第一临界转速，轴颈就失去了稳定性，故称这个转速为,失稳转速,。当轴颈转速继续增加时，半速涡动的振动频率也增加，当振动频率增加到等于转子的第一阶临界转速的两倍时，涡动被共振放大，振幅增大，转轴产生剧烈跳动，这就是,油膜振荡。,由此可见，,只有,当转子的工作转速大于等于转子的临界转速的两倍时,，,才有可能发生油膜振荡,。,油膜振荡的产生示意图,危害：,发生油膜振荡时轴颈振幅很大，会引起轴承油膜破裂、轴颈与轴瓦碰撞甚至损坏。,另外，,因其振动频率刚好等于转子的第一临界转速，称为转子的共振激发力，使转子发生共振，可能导致转轴损坏,。,防止和消除油膜振荡的基本方法,：,提高转子的失稳转速和第一临界转速。,通过降低轴心位置以增大轴颈相对偏心率来提高轴承工作的稳定性,。,增加比压,所谓比压，就是轴承载荷与轴承垂直投影面积（轴承长度,直径）之比。,降低润滑油黏度,调整轴承间隙,在轴承结构上采取措施抑制轴颈涡动漂移,（,如采用椭圆瓦轴承,）,2.2,汽轮机转动部分结构,一、汽轮机转子,1,汽轮机转子的作用：,汇集各级动叶栅所得到的机械能，并把它传递给其它机械。发电用汽轮机的转子把得到的机械能传递给发电机。,2,分类,轮式转子,整锻转子,：整锻转子的叶轮和主轴是在同一个锻件上加工出来的。,优点：不会产生叶轮松动问题（径向温差较大时），负荷适应性好。,缺点：锻件尺寸大，钢锭的浇铸和锻造难度大，机械加工周期长。,焊接转子,：由若干实心轮盘和两个端轴拼焊而成。,它的锻件小，锻造质量容易保证，组焊后的整体转子的刚度好，能适应低压转子直径大的要求。（,N125MW,、,N300MW,）,套装转子：,主轴和叶轮分别加工而成，主轴和叶轮采用红套。,优缺点与整锻转子相反。,组合转子：,整锻转子与套装转子的结合。,鼓式转子,由合金钢整锻而成，主要由转鼓、动叶片和联轴器组成,。,典型鼓式低压转子结构示意图,典型整锻式转子结构示意图,典型套装式转子结构示意图,典型焊接式转子结构示意图,中心孔：,整锻转子通常钻一个直径为,100mm,的小孔。,目的：,去掉材质差的部分，防止裂纹扩展；,借助潜望镜检查锻件内部质量,FATT,：,转子材料的低温脆化是当温度降至某一值时，冲击韧性显著下降，所以要求转子应在,脆性转变温度,（简称,FATT,）以上工作。,无中心孔的整锻转子,炼钢、锻造、热处理以及探伤技术水平的提高,，,优点：,工作应力低；,安全性能好；,有利于使用更长的叶片；,可以延长机组的使用寿命；,有利于改善机组的启动性能，缩短启动时间；,造价便宜。,典型无中心孔转子三维图,上汽,1000MW,汽轮机组转子,特点：,反动式机组，采用,鼓式转子,。,汽轮机组的轴系由,1,个单流程反向高压转子、,1,个双流程中压转子和,2,个双流程低压转子组成。四个汽轮机转子均为,整锻式转子,。,由整锻主轴及一体锻造的联接法兰和插入式动叶片组成，所有,转子均无中心孔,。各转子之间全部采用,刚性联轴器,连接。,高压转子和中压转子,，,FATT,（,50,为脆性）,50,。,低压转子,其,FATT,（,50,为脆性）,-10,。,汽轮机转子的支承示意图,N+1,单轴承支承,汽轮机的四根转子之间用整体法兰刚性联接在一起，分别由五只径向轴承来支承，除高压转子由两个径向轴承支承外，其余三根转子，即中压转子和两根低压转子均只有一只径向轴承支承（除与发电机连接的低压转子外）。这种支承方式主要在于减少基础变形对于轴承荷载的影响，,使得汽机转子能平稳运行。转子之间容易对中，安装维护简单，而且轴向长度可大幅度减少（结构比较紧凑）,二、转子上某些零部件的结构和作用,1,主轴：,主轴是支持汽轮机转子在轴承中旋转的部件，是叶轮和叶片的载体。其作用是通过接受动叶传递来的力矩带动发电机转子。,2,叶轮：,叶轮的作用,叶轮是用来装动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。其作用是将动叶的转动力矩传递给主轴。,轮系,叶轮和其上面的动叶片的统称为轮系。,叶轮上平衡孔的作用,承受压降较大的高中压叶轮都开有平衡孔。其作用：,疏走隔板漏汽，减少隔板漏汽损失。,减少叶轮两侧压差，以减少轴向推力。,3,动叶片：,动叶片的作用将蒸汽的热能和动能转换为转子旋转机械能。,叶型部分：,叶高变化、抗侵蚀。,叶根部分：,将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。,T,形叶根,：周向装配式叶根。,加工方便，常用于短叶片。更换叶片时需拆卸许多完好的叶片，增加了装卸工作量。,叉形叶根,：径向装配叶根。,加工较简单，拆换叶片方便。装配时把叶根插入轮缘槽中以后，需用铆钉固定，比较费工。,纵树形叶根,：,轴向装配叶根,。承载截面接近按等强度分布，其承载能力最强拆装简单。叶根承力面多，外形复杂，加工精度要求高。,叶顶部分：,包括围带和拉金。将叶片连成组。,围带：（,整体围带、铆焊围带、拱形围带。）,其作用：减少叶片工作时的弯应力；调整叶片的自振频率；封闭汽流通道，以减少动叶顶部漏汽。,拉金：（,整圈连接、成组连接、网状连接、,Z,形连接。）,焊接拉金的作用,：减少叶片的弯应力，改变叶片的刚度，提高叶片振动的安全性。,松拉金的作用：,增加叶片的离心力，以提高叶片的自振频率；增加叶片的阻尼，以减小叶片的振幅；限制叶片的扭曲变形和扭转振动。,三、联轴器,1,联轴器的作用：,联轴器,是把汽轮发电机组各单跨转子连接成轴系的重要部件。,其主要作用是传,递扭矩和轴向推力。而传递轴向推力的能力要视它的结构类型而定,。,2,联轴器的分类：,刚性联轴器：,若两半联轴器直接刚性相连，则称为刚性联轴器；,汽轮机单跨转子之间。,半挠性联轴器：,若中间通过波形筒等连接，即称为半挠性联轴器；,汽轮机转子与发电机转子之间。,挠性联轴器：,若通过啮合件（如齿轮）或蛇形弹簧等连接，就成为挠性联轴器。,小汽轮机转子与水泵转子之间。,预扭安装叶片示意图,转子上装有的多道汽封示意图,高压静叶和动叶典型布置示意图,整圈自锁阻尼型的长叶片示意图,带,T,形叶根和围带的动叶三维图,刚性连轴器,半挠性联轴器,在汽轮机不进汽时拖动汽轮机转动的机构就叫盘车装置。,盘车装置,1,启动冲转前或停机后投入盘车,，盘车可搅合汽缸内的汽流，以利于消除汽缸上、下温差，,防止转子变形（大轴弯曲）,，有助于消除温度较高的轴颈对轴瓦的损伤。,2,启动冲转前投入盘车,用来检查汽轮机是否具备正常运行条件（如,动静部分是否有摩擦、主轴弯曲度是否符合规定、润滑系统工作是否正常等,）的一种重要方法。,3,启动冲转前投入盘车,减小冲转启动力矩,使汽轮机组平稳升速。,在汽轮机转子转速高于盘车转速时自动脱扣，并使盘车装置停止转动。,1000MW,汽轮机采用低速高扭矩的液压马达,盘车,1000MW,汽轮机采用低速高扭矩的径向柱塞式液压马达,其特点为：,1,、盘车设备安装于前轴承座前，采用液压马达进行驱动，工作油压力,145bar,。,2,、盘车装置是自动啮合型，能使汽轮发电机组转子从静止状态转动，盘车转速为,60,转,/,分。,3,、盘车装置的配有超速离合器，能做到在汽轮机冲转达到一定转速后自动退出，并能在停机时自动投入。,4,、盘车装置与顶轴油系统、发电机密封油系统间设联锁,。,1,高压转子,2,与,1,号轴承座连接,3,离合器,4,液压马达,