第7章汽轮机设备.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,*,发电厂动力部分,第七章 汽轮机设备,2,汽轮机发展概述,1,、,1883,年，,Laval,（瑞典）研制出第一台轴流式汽轮机,2,、,70,年代后，进入百万级,3,、汽轮机主要制造业：,GE Co.,（,General Electric Corporation),美国通用电气公司（冲动式）,WH Co.(,Westing,House Electric Corporation),西屋 （反动式）,BBC(Brown,Boveri,Co.),瑞士 （反动式）,AA(,Alsthon-Atlantague,Co.),法国 （冲动式、反动式）,其他（苏联、日本等）,我国三大动力设备厂：哈汽、上汽、东汽,工业汽轮机：杭州,燃气轮机：南京,主 要 内 容,7.1,汽轮机的一般概念,7.2,汽轮机本体主要结构,7.3,汽轮机级的工作过程,7.4,汽轮机损失、效率和功率,7.5,汽轮机的主要辅助设备,4,一、汽轮机装置在电厂中的地位,火电厂,锅 炉,汽轮机,发 电 机,蒸 汽,化学能,(,燃料,),热能,机械能,电能,汽轮机：将高参数蒸汽的热能转变为叶轮机械的动能。,24.2,MPa,，,566,5,汽轮机车间图,汽轮机设备及其系统：汽轮机本体（转子和静子）、控制保安系统（主汽阀、调节汽阀、控制执行机构、控制油系统等）、辅助设备及系统（凝汽器、抽气器、水环真空泵、高压和低压加热器、除氧器等）。,7.1,汽轮机的一般概念,一、汽轮机的分类,1.,按工作原理分类，汽轮机可分为,冲动式,和,反动式,。,2.,按热力特性分，可分为：,凝汽式,、,背压式,、,调整抽汽式,、,抽汽背压式,及,中间再热式汽轮机。,。,3.,按主蒸汽参数分类，可分为：,低压,、,中压,、,高压,、,超高压,、,亚临界压力,及,超临界压力等,。,7.1,汽轮机的一般概念,二、国产汽轮机的型号,汽轮机的型号用来表示汽轮机的热力特点、出力及进汽参数规范等,，,见表,7-1,、,7-2,。,例如,N300-16.7,538,538,表示,凝汽式汽轮机、额定功率,300MW,、新蒸汽压力,16.7MPa,、温度,538,，再热蒸汽温度,538,。,7.2,汽轮机本体主要结构,汽轮机本体可分为,固定,和,转动,两大部分，它们分别称为汽轮机的,静子,和,转子,。,静子,主要包括汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等；,转子,主要包括主轴、叶轮、动叶、联轴器等。,9,图为位于法国,CHOOZ,的世界上第一大核电厂的,HP/IP,汽机,(1560 MW),转子：汽轮机转动部件的组合体，（主轴、轴套、叶轮、叶片、联轴器、轴封套等部件）。,10,比利时一汽机改造项目的优化流动低压转子,隔板,11,美国阿拉巴马州,680MW,冲动式机组高压缸,7.2,汽轮机本体主要结构,一、汽缸,汽缸是汽轮机的外壳，其,作用,是将工作蒸汽与大气隔开，内壁支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件；外部与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。,分为：,高压缸、中压缸、低压缸,。,7.2,汽轮机本体主要结构,7.2,汽轮机本体主要结构,15,比焓降大，热能 机械能,多次逐级转化,汽轮机由各级串联而成，其总输出功率为各级输出功率之和。,固定部分,(,静子,),：,汽缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套,(,静叶持环,),、汽封、轴承、轴承座、机座和滑销系统等。,转动部分,(,转子,),：,动叶栅、叶轮,(,转鼓,),、,主轴、联轴器等。,隔板：保持各级前后的压力差、安装静叶片、阻止级间漏气。,适用于冲动式汽轮机。,反动式，喷嘴前后压降小，可不采用隔板，而直接采用静叶持环。,7.2,汽轮机本体主要结构,国产,600MW,汽轮机高、中压缸纵剖面图,7.2,汽轮机本体主要结构,国产,600MW,汽轮机低压缸纵剖面图,7.2,汽轮机本体主要结构,二、喷嘴与隔板,喷嘴又称静叶片，用以完成蒸汽热能到动能的转换。由一列喷嘴和与之配合的一列动叶片构成汽轮机的做功单元，这种单元称作,“级”,。,7.2,汽轮机本体主要结构,调节级喷嘴叶片与喷嘴叶栅,7.2,汽轮机本体主要结构,压力级喷嘴、隔板,(a),焊接,隔,板组合情况；,(b),焊接,隔板,7.2,汽轮机本体主要结构,三转子和动叶片,汽轮机的转动部分总称为,转子,。它是由主轴、叶轮、叶片等组成的；从轴向上分，是由高压转子、中压转子和低压转子等组成的，各转子之间一般采用刚性连轴器连接，并通过轴承箱内的推力轴承轴向定位、径向轴承支撑。,7.2,汽轮机本体主要结构,7.2,汽轮机本体主要结构,7.2,汽轮机本体主要结构,动叶片简称,叶片,，它是将喷嘴喷出的高速气流的动能和部分热能转变为旋转机械能的主要部件。,主要由叶根、叶身（工作部分）叶顶连接件（围带或拉筋）组成。,7.2,汽轮机本体主要结构,7.2,汽轮机本体主要结构,直叶片和扭曲叶片,(a),倒,T,形叶根等截面直叶片,(b),枞树形叶根扭曲叶片,7.2,汽轮机本体主要结构,四、汽封及轴封系统,为了防止运行中发生碰摩，汽轮机的动、静体之间必须留有间隙。,在汽轮机的各动、静间隙处，都有汽封装置，以减少漏汽。装在动叶栅顶部围带处的汽封称为,叶顶汽封,，装在隔板内圆主轴间的汽封称为,隔板汽封,，装在各转子两端与缸之间的汽封称为,轴端汽封,，简称,轴封,。,7.2,汽轮机本体主要结构,7.2,汽轮机本体主要结构,7.2,汽轮机本体主要结构,五、轴承,汽轮机的轴承有,支持轴承,和,推力轴承,两种。,支持轴承,用于支持转子的重量以及由于转子振动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证转子与静子同心。,推力轴承,用于承受转子上的轴向推力，确定转子的轴向位置以保持通流部分动、静部件间合理的轴向间隙。,7.2,汽轮机本体主要结构,圆柱形支持轴承,7.2,汽轮机本体主要结构,密切尔式推力轴承,7.2,汽轮机本体主要结构,六、联轴器及盘车装置,联轴器俗称,靠背轮,，其,作用,是连接汽轮机的高、中、低压转子，及汽轮机与发电机转子,7.2,汽轮机本体主要结构,刚性联轴器,7.2,汽轮机本体主要结构,七、滑销系统,汽轮机在启动、运行或停机时，汽轮机的动静部分必然随着温度的变化而发生膨胀成收缩。为了正确引导汽缸部件的热胀冷缩，以保持动、静部件间合理的轴向间隙，保证汽缸和转子中心的一致。汽轮机均需设置合理的,滑销系统,。,7.3,汽轮机级的工作过程,一、汽轮机的级及其类型,汽轮机的,级,是喷嘴叶栅和与之相配合的动叶栅所组成，它是汽轮机的基本单元。,7.3,汽轮机级的工作过程,7.3,汽轮机级的工作过程,反动度：,级的动叶流道内理想焓降与全级的理想焓降,(,即喷嘴焓降与动叶流道内焓降之和,),的比值，,用,表示,。,7.3,汽轮机级的工作过程,=0,，,表明级内蒸汽的焓降全部落在喷嘴中，动叶所受到的作用力仅为冲动力，这种级称为,纯冲动级,。,0,0.5,，,级的大部分焓降发生在喷嘴中，只有一小部分降落在动叶流道内。这种级称为,带有一定反动度的冲动级,。,=0.5,，,表明全级的理想焓降中有一半降落在喷嘴中，另一半降落在动叶流道内，于是动叶在蒸汽所施加的冲动力和反动力的合力作用下周向旋转，做出轮周功，这种级称为,反动级,。,7.3,汽轮机级的工作过程,三种级的压力、速度变化示意,(a),纯冲动级；,(b),冲动级；,(c),反动级,7.3,汽轮机级的工作过程,特点：,纯冲动级的做功能力最大，但级效率最差；反动级的级效率高、做功能力较小；冲动级则介于两者之间，兼有做功能力大和级效率高的特点。,7.3,汽轮机级的工作过程,二、蒸汽在喷嘴内的能量转换,喷嘴的,作用,是使蒸汽具有的热能部分地转变为动能，并使出口汽流具有一定的方向。蒸汽在喷嘴内流动时，压力由进口时的,0,降至出口时的,1,，,流速则相应由,c,0,增大至,c,1,，,即将蒸汽的部分热能转变为汽流的动能。,7.3,汽轮机级的工作过程,7.3,汽轮机级的工作过程,三、蒸汽在动叶流道内的能量转换,蒸汽以,“,c,1,”,速度离开喷嘴射入动叶流道，在其内汽流的动能部分地转变为机械能。,7.3,汽轮机级的工作过程,7.4,汽轮机损失、效率和功率,一、汽轮机的内部损失,级内损失,汽轮机进汽机构中的节流损失,汽轮机排汽管中的压力损失,内,部,损,失,7.4,汽轮机损失、效率和功率,级内损失,，即指各级内均存在的,喷嘴损失,、,动叶损失,和,余速损失,。,此外还有：,叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、漏汽损失、部分进汽损失、湿汽损失等。,7.4,汽轮机损失、效率和功率,二、汽轮机的外部损失,汽轮机前后端轴封漏汽,(,气,),损失,机械损失,外,部,损,失,7.4,汽轮机损失、效率和功率,三、汽轮机的效率和功率,1,内效率,有效焓降,理想焓降,内功率,蒸汽流量,7.4,汽轮机损失、效率和功率,三、汽轮机的效率和功率,2,机械效率,轴端功率,机械损失,轴端功率,7.4,汽轮机损失、效率和功率,三、汽轮机的效率和功率,3,发电机效率,轴端功率,发电机出线端功率,发电机出线端功率,7.4,汽轮机损失、效率和功率,四、汽轮发电机的热经济指标,理想蒸汽动力循环的热效率,理想焓降,给水焓,汽轮发电机组绝对电功率,新蒸汽焓,先进的大型机组,绝对电效率,可达到,45%,50%,。,7.5,汽轮机的主要辅助设备,1.,蒸汽设备,2.,回热加热设备,3.,除氧器,4.,给水泵、凝结水泵、循环水泵,再见!,