汽轮机本体结构介绍

c）下猫爪非中分面支撑、下猫爪中分面支撑和上 猫爪支撑。
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。
四、动叶片
四、动叶片
四、动叶片
四、动叶片
四、动叶片
四、动叶片
四、动叶片
拉筋的作用是增加叶片的刚性，以改善其振动特 性。拉筋为6—12mm的实心或空心金属圆杆，穿在 叶型部分的拉筋孔中。拉筋与叶片间可以采用焊 接结构(焊接拉筋)，也可以采用松装结构(松装拉 筋或阻尼拉筋)。通常每级叶片上穿1—2圈拉筋， 最多不超过3圈。
四、动叶片
五、汽封与轴封
为了减少蒸汽泄漏和防止空气漏入，需要有密封 装置，通常称为汽封。汽封按其安装位置的不同， 可分为通流部分汽封、隔板(或静叶环)汽封、轴 端汽封。反动式汽轮机还装有高、中压平衡活塞 汽封和低压平衡活塞汽封。
汽封的机构多种多样，目前大型汽轮机普遍采用 迷宫式汽封。
五、汽封与轴封
汽轮机本体结构
目录
一、汽缸、进汽部分、滑销系统 二、喷嘴组、静叶环、静叶持环 三、转子 四、动叶片 五、汽封与轴封缸、进汽部分、滑销系统
气缸的作用： 将高温高压的蒸汽与大气隔开，形成能量转换的
环境； 在其内部支撑和固定喷嘴组静叶持环(隔板套)、
静叶环、汽封等静止部件与转子部件形成汽轮机 的通流部分； 在其外部连接进汽、排汽、回热抽汽及疏水等管 道。
接而成的喷管组； 高参数汽轮机：采用的整体铣制焊接而成或精密
挠铸而成的喷管组。
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
单个铣制的调节级喷管组及其装配 （a）单个铣制喷管 （b）喷管组段的装配 （c）喷管组段的展开 1－内环 2－喷管 3－外环 4－螺钉 5－垫片 6－首块 7－末块 8－隔筋
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
五、汽封与轴封
静叶环汽封
五、汽封与轴封
平衡活塞汽封 在转子通流部分的对侧，加大高压外轴封的直
径，这个鼓形部分称为平衡活塞。在活塞的两端作 用着不同的蒸汽压力，以产生相反方向的轴向推力。 为了防止平衡活塞两侧不同压力的蒸汽泄漏量过大， 也设置了轴封，这就是平衡活塞轴封。
五、汽封与轴封
轴端汽封 转子穿过汽缸两端处的汽封称为轴端汽封简称
子，低压转子为铬钼钒钢30Cr2Mo2V整锻转子。 高、中、低压转子均无中心孔。避免了开中心孔
导致孔面工作应力增加，使得机组工作应力降低 改善了机组的启动性能，缩短了启动时间。
三、转子
三、转子
高压转子上有一调节级和11级压力级。调节级为 冲动式，其余压力级采用反动式。
三、转子
由于反动级动叶片前后压降比较大，采用转鼓式 结构。即使这样，转子上所承受的轴向推力仍然 大大高于冲动式汽轮机。所以为了减小转子所承 受的总的轴向推力，在进汽端设置了平衡活塞。
静叶环—反动式汽轮机 隔板—冲动式汽轮机
隔板：固定静叶片（喷管叶片）并将汽缸内间隔 成若干个汽室，安装在气缸或隔板套上。 a）隔板外缘 b）静叶片 c）隔板体
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
焊接隔板 1－静叶片喷嘴 2－内围带 3－外围带
4－隔板外缘 5－隔板体 6－焊缝
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 外缸支撑
a）猫爪：汽缸延伸出的水平法兰支撑在轴承座上 b）台板：汽缸或排汽室伸出的撑脚支撑在台板上 内缸支撑
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 猫爪
a）上猫爪：上缸延伸出的，上下缸连接螺栓要承 受下缸重量，且安装、维护不方便。
b）下猫爪：下缸延伸出的，上下缸连接螺栓不承 受下缸重量，且安装、维护方便。
轴封，用以防止蒸汽漏出和空气漏入汽轮机。 蒸汽从汽缸内漏出造成工质和能量损失，污染
环境，并且会加热近旁的轴径或串进轴承座而使润 滑油带水，恶化油质。
空气漏入汽缸内影响凝汽器的真空使冷源损失 增加，还会增加真空泵负荷，机组效率下降。
五、汽封与轴封
低负荷时轴封工作流程
五、汽封与轴封
高负荷时轴封工作流程
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
进气部分 外缸上的进汽管与内缸中的喷嘴室的连接。 进汽管要先穿过外缸，再接到内缸，而运行中内
外缸间又产生膨胀，不能将进汽导管同时固定再 内外缸上，同时又要保证小的间隙，不至使大量 蒸汽外漏。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
进气部分
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
动压油膜形成的三个条件是：在两个滑动表面之 间具有楔形间隙；两个滑动表面必须有一定速度 的相对运动；最后一项是必须具有一定的粘度， 以便能粘附于滑动表面上。
三、转子
三、转子
套装转子
三、转子
整锻转子
三、转子
组合转子
三、转子
焊接转子
三、转子
转子上的动叶栅与对应的静叶环上的喷嘴叶栅构 成汽轮机的通流部分能量转换单元。
转子工作时高速旋转，它除了要转换能量、传递 扭矩外，还要承受旋转时自身质量产生的离心力 作用，因此要高强度金属材料制成，在高温区工 作的转子，要采用耐高温耐热高强度材料。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
气缸的结构： 汽缸多做成水平对分形式，即分为上、下汽缸，
水平结合面用法兰螺栓连接。 高、中压缸双层缸结构
a）分摊压差与温差 b）节约贵金属 c）减少漏气 d）结构复杂
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
气缸的结构： 低压缸结构
a）缸体尺寸大，保证刚度，承受真空负荷 b）三层缸体 c）末级叶片出口处设置扩压导流环 d）外缸提供向凝汽器排气的通道
前轴承座之电机端两侧有凸台，用于支承高压缸 猫爪，猫爪搁置于凸台的支承键上。
六、轴承箱与轴承
六、轴承箱与轴承
中轴承座，位于高压缸和中压缸之间，在其中装 有#2和#3径向轴承，分别支承高压转子及中压转 子。
中轴承座内还装有推力轴承、转子轴向位移与振 动监视仪的传感器。
中轴承座调阀端和电机端两侧各有二支座，用来 支承高压缸及中压缸猫爪。描爪搁置于支座的支 承键上。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 纵销：保证汽缸的横向位置，引导汽缸和轴承箱
沿轴向自由膨胀； 横销：保证汽缸的轴向位置，引导汽缸沿横向自
由膨胀； 立销：引导汽缸沿垂直方向自由膨胀； 角销：也叫角压板，防止轴承箱在滑动时一端翘
起。 死点： 横销中心线与纵销中心线的交点。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
六、轴承箱与轴承
汽轮机转子的重量和轴向推力都很大，旋转速度 又高，支撑轴承和推力轴承都采用以动压液体润 滑理论为基础的滑动轴承，借助具有一定压力的 润滑油在轴径与轴瓦间形成的油膜建立起润滑。
这种轴承承载力大、适用寿命长、制造加工容易、 可靠性好，可以满足汽轮机安全稳定工作的需要。
六、轴承箱与轴承
铸造隔板图
铸造隔板的静叶片
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
隔板用销钉支持定位
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
隔板用悬挂销和键支承定位
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
反动式汽轮机采用鼓式转子，动叶片直接安装在 转鼓上，静叶环装在汽缸内壁或静叶持环上，所 以该类型的机组没有叶轮和隔板。而采用静叶环 和静叶持环结构。
滑销系统
1、纵销 2、角销 3、台板联系螺栓 4、定中心梁 5、轴向定位板 6、横向定位板 7、推拉杆
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
喷嘴组：汽轮机较多采用喷管调节配汽方式，因此 汽轮机的第一级喷管(首级静叶），通常都根据调节 阀的个数成组布置，这些成组布置的喷管称为喷管 组。 中参数汽轮机：采用的由单个铣制的喷管叶片焊
六、轴承箱与轴承
六、轴承箱与轴承
轴承分为支持轴承和推力轴承两种类型。 径向支持轴承用来承搁转子的重量和旋转的不平
衡力，以保持转子旋转中心与汽缸中心一致，从 而保证转子与汽缸、汽封、厢板等静止部分的径 向间隙正确。 推力轴承承受蒸汽作用在转子上的轴向推力，并 确定转子的轴向位置，以保证通流部分动静间正 确的轴向间隙。所以推力轴承被看成转子的定位 点，或称汽轮机转子对静子的相对死点。
二、喷嘴组、静叶环、静叶持环
低压缸静叶持环分布图
三、转子
汽轮机转子可分为轮式转子和鼓式转子两种基本 类型。
轮式转子装有安装动叶片的叶轮，鼓式转子则没 有叶轮(或有叶轮但其径向尺寸小)，动叶片直接 装在转鼓上。通常冲动式汽轮机采用轮式转子。
反动式汽轮机为了减小转子上的轴向推力，采用 鼓式转子。
五、汽封与轴封
五、汽封与轴封
通流部分汽封
五、汽封与轴封
通流部分汽封 动叶栅顶部和根部的汽封叫通流部分汽封，包
括动叶叶顶部围带(复环)处的径向汽封和动叶根部 处的汽封。它是用来阻止蒸汽从动叶栅两端泄漏。
五、汽封与轴封
静叶环汽封 汽轮机静叶环(隔板)内环之间的汽封称为静叶
环汽封。由于泄漏的蒸汽不是以正确的方向和速度 进入动叶，会引起进入动叶汽流的混乱而使级的效 率降低，故在静叶内环与转子之间装有汽封，以减 少蒸汽从此处的泄漏。
三、转子
中压叶片通流图
三、转子
低压转子都为双流7级。由于蒸汽进入低压缸后， 蒸汽在低压段由于密度减小使容积流量显著增大， 其容积流量成倍增加要求级平均直径有较大的增 加，为符合要求，前5级为鼓式，末两级采用盘式 叶轮结，而且有效地减轻转子重量。
三、转子
低压叶片通流图
三、转子
联轴器 用以将汽轮机-发电机组的各转子互相连成一根
为了提高通流部分的效率，转子与静子之间要保 持小的间隙，要求转子制造精密、装配精确。
三、转子
下面是一台西屋亚临界600MW机组的转子介绍： 一根高压转子、一根中压转子、两根低压转子和
中间轴与发电机组成汽轮机-发电机轴系。 各转子连接端均由与转子一体的法兰式联轴器，
采用螺栓刚性连接。 高压转子和中压转子为铬钼钒钢30Cr1Mo1V整锻转
轴系并传递扭矩、轴向力和转子热膨胀位移等。联 轴器连成轴系时，应使轴系形成一条平滑的曲线。
常用的联轴器形式有刚性联轴器、半挠性联轴 器和齿性联轴器。
三、转子
刚性联轴器
三、转子
半挠性联轴器
四、动叶片
叶型部分： 按照蒸汽经过叶片时的膨胀程度来分为冲动式叶
片和反动式叶片； 按照截面积变化分为等截面叶片和变截面叶片。
平衡活塞就是加大了直径的第一段轴封，就是在 转子上加工有与汽封环高、低对应的凸肩，由于 凸肩两侧的蒸汽压力不同，因此在凸肩上产生一 个由高压指向低压方向的力。
三、转子
三、转子
中压转子为双流9级，采用双流设计，不仅提高了 动叶的安全性，也使级的每组通流部分均匀变化， 满足最佳速比要求，获得较高的效率，另外由于 无平衡活塞而降低了漏汽损失。