汽轮机本体结构特点共81页
汽轮机本体结构
进汽
忙
艺＇
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低压进汽短管
排汽缸
♦:·单 缸 汽 轮 机 的 低 压 段 以 及 多 缸 汽 轮 机 的 低 压 缸 ， 统
称汽轮机的排汽缸。现代大功率凝汽式汽轮机， 由 千容积流量很大，因 而排汽缸尺寸很大，排汽 口数 目往往不止一个。
由于排汽缸内承受的蒸汽压力、温度都比较低， 它 的强度一般没有什么问题。但是为充分利用排 汽余 速、减小流动损失，要 求排汽缸有合理导流 形状以 及防止因刚度不足而产生变形等成了考 虑的主要间 题。
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高压单缸凝汽式汽轮机汽缸外形
高、中压缸双层缸结构
优点： (1)把原单层缸承受的巨大蒸汽压力分摊给内 外 两层缸，减少了每层缸的压差与温差。
(2)内缸主要承受高温及部分蒸汽压力作用， 故 可做得较薄，则所耗用的贵重耐热金属材 料相 对减少。而外缸因设计有蒸汽内部冷却 ， 运行 温度较低， 故可用较便宜的合金钢制 造，节约 优质贵重合金材料。
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窄喷管焊接隔板 导流筋与板体分开焊接导流筋与板体外缘整体结构
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铸造隔板图
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隔板用销钉支持定位
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汽缸内间隔成若干个汽室。 ♦:·冲动式汽轮机的隔板主要由隔板外缘、 静 叶
片 和 隔 板 体 组 成 。 它可以直接固定在汽缸上 或固定在隔板套上，通常都做成水平对分形 式，其内园孔处开有隔板汽封的安装槽。
汽轮机本体结构介绍
汽轮机本体结构介绍1 转子汽轮机转子采用整锻转子，材料为30Cr2Ni4MoV，转子总长3386mm，总重约3500kg（包括叶片）。
该转子包括调节级在内共7 级叶轮，所有叶轮为等厚截面叶轮，除调节级为菌形叶根外，其余为枞树型叶根槽。
在第1~6级叶轮盘上设有5个φ30mm的平衡孔，均布在直径为φ550mm 的节圆上，以减少叶轮两侧压力引起的转子轴向推力。
叶轮间的隔板汽封和轴端汽封均采用迷宫型汽封。
在转子第1、4、7 级叶轮凸缘上设有径向平衡螺塞孔，供做动平衡用。
2 动叶片由于本机组有较高的运行转速和较宽的转速运行范围（2840~5945 r/min），故所有动叶片均采用不调频叶片。
前三级动叶为直叶片，后四级为扭叶片。
调节级叶片材料采用2Cr12NiMo1W1V，2~4级叶片材料采用1Cr12W1MoV，5~6级叶片材料采用1Cr12Mo。
为防止水蚀，工作在湿蒸汽区的末级及次末级动叶片顶部进汽侧均采取防水蚀措施，以提高叶片的抗水蚀强度。
末级动叶片长度为365mm，材料采用1Cr12Ni2W1Mo1V。
3 动平衡转子装配时，为保证获得好的整体动平衡，各级都经过叶片的力矩平衡。
因此，转子装配后，制造厂只须进行低速动平衡，一般不必做高速动平衡，且转子经过制造厂严格的平衡试验后，电厂一般也不必重新进行动平衡。
转子的动平衡依靠在转子第1、4、7 级叶轮凸缘上设置的径向平衡螺塞孔内加放平衡螺塞来实现。
如果电厂需要重新动平衡，则可通过汽缸上的预留孔，用制造厂提供的专用工具来取、放平衡螺塞，不必揭缸。
4 联轴器由于机组在运行时，因温度变化而引起各轴承的标高有所改变。
为避免汽轮机转子和给水泵轴对接处及轴颈产生额外的挠曲变形而引起交变应力和振动，本机组采用鼓形齿式联轴器以补偿标高的变化值，使整个轴系形成一条圆滑过渡的曲线，保证轴系工作的稳定性和可靠性。
⑦轴承1 支持轴承本汽轮机前、后支持轴承均为可倾瓦轴承。
瓦块分别装在上、下剖分的轴瓦体内，上半三块，下半两块。
汽轮机本体主要结构资料
静子：气缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承 转子：主轴、叶轮、动叶、联轴器
一、汽缸
二、喷嘴与隔板
三、转子和动叶片
四、汽封及轴封系统
汽 轮 机 蜂 窝 汽 封
高低齿汽封
蜂窝汽封
五、轴承
1—轴承外壳(分成两半)； 2—轴承瓦块(4块)； 3—调整垫片；4—球面 销；5—垫片(上部和下 部)；6—垫块(上部和下 部)；7—轴承外壳止动 销；8—永久垫片；9— 带孔垫片(仅下半有)；
10—轴承垫块止动销； 11—带孔轴承垫块(仅 下半有)；12—永久螺 塞；13—轴承外壳定位 销；14—内六角螺钉； 15—临时螺钉
图2 四瓦块可倾瓦示意图
六、联轴器及盘车装置
除氧器
膜分离除氧器
感谢您的关注
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56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙37、我们唯一ຫໍສະໝຸດ 会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
汽轮机本体部件结构介绍
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1
汽轮机本体部件组成
静止部分：包括汽缸、隔板套、隔板、喷嘴、 汽封、轴承、滑销系统及紧固零件等。
转动部分：包括主轴、叶轮、叶片、围带、 拉金、联轴器和紧固件等。
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2
汽轮机高压缸部分说明
高、中压缸合缸，通流部分反向布置，低压缸对称分流布置。 该布置方式既可减小轴向推力，又可缩短转子长度，提高机 组的稳定性。
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15
中压缸静叶持环（后4级）
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16
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汽轮机汽封齿17
汽轮机轴承
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18
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3
高压转子（11级）
调节级（1级）
中压转子（9级）
平衡活塞
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4
叶片围带
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高压转子图 5
高压缸完内整缸版p下t缸共有2×7级反动级，蒸汽通流部分中 间进汽，反向流动做功后的乏汽经两端的排 汽口进入凝汽器。
调速级叶片为双层铆接围带结构。动叶片除 低压缸末三级为扭曲叶片外，其余均为等截 面叶片，调速级叶片和末三级叶片为调频叶 片。高中低压缸隔板静叶均为扭转叶片。末 级为905mm的自由叶片。
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10
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中压转子图 11
中压内下缸（前5级）
完整版pt 再热蒸汽入口
12
高压缸完内整缸版p下t 半部分
13
汽轮完机整静版p止t 部分隔板套
14
汽轮机型式无论是冲动式还是反 动式，除调节级外，其余各级都 是由隔板固定喷嘴，在隔板内径 上有汽封齿，以减少隔板漏汽。 因此隔板把汽轮机通流部分分割 成若干个能量转换的腔室
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汽轮机本体结构
高、中压缸
高中压缸采用的是合缸结构，通流部分为反向布置， 即高压缸的压力级和中压缸的压力级蒸汽的流向相 反。 反向布置的优点： 新蒸汽和再热蒸汽进气部分集中在高中压缸的中部， 减小汽轮机转子和汽缸的轴向温差和热应力，高中 压缸的汽缸温度最高的地方远离轴承的地方，使得 轴承受到汽封的温度影响较小，可改善轴承的工作 条件。同时还可以平衡一部分高中压缸内的轴向推 力。
滑销系统
滑销系统
高中压转子与低压转子之间，低压转子与发电机转 子之间，电机转子与励磁机转子之间都是采用法兰 式刚性联轴器连接，形成了轴系。轴系轴向位置是 靠机组高中压转子调端的推力盘来定位的，推力盘 包围在推力轴承中，由此构成了机组动静之间的死 点。当机组静子部件在膨胀与收缩时，推力轴承所 在的轴承箱也相应地轴向移动，因而推力轴承或者 说轴系的定位点也随之移动。因此，称机组动静之 间的死点为机组的“相对死点”。
汽轮机本体结构特点
汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产制造的超临界压力汽轮机，型号为：CLN35024.2/566/566，是典型的超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、冷凝式汽 轮机。（主蒸汽压力报警值25.4手动跳闸值31.46 ，主、再汽温度报警值574手 动跳闸值594 ）
特点：
通流结构介于反动式与冲动式透平之间，级数少，效率高；整锻转子高压通流反 向布置，中压通流正向布置，低压通流为对称布置，轴向推力自平衡；采用多层 缸结构，通流部分轴向间隙大，径向间隙小，具有较好的热负荷适应性；采用数 字式电液调节（DEH）系统，自动化程度高。全部动叶自带围带整圈联接；高 压缸压力级叶片为倒T型叶根，中、低压采用“P”型叶根，整机在可靠性及经济 性方面均有进一步的提高。 通流级数总共36级，其中： 高压缸：1个调节级 + 12个压力级； 中压缸：9个压力级； 低压缸：2×7个压力级；
汽轮机本体结构特点
周向裝配式葉根的缺點是當個別葉片損壞時，不能單獨 拆換，而必須將部分或全部葉片拆下重裝。
C.汽輪機葉片
3）叉型葉根 葉根的叉尾直接插入輪緣槽內，並用兩排鉚釘固定叉尾 數可根據葉片離心力大小選擇。叉型葉根強度高、適應 性好，被大功率汽輪機末幾級廣泛採用。叉型葉根加工 方便，便於拆換，但裝配時比較費工，且輪緣較厚，鑽 鉚釘孔不便，所以整鍛轉子和焊接轉子不宜採用。
C.汽輪機葉片
1）T型葉根 結構簡單、加工方便、工作可靠為短葉片普遍採用。它 的缺點是葉片的離心力對輪緣兩側截面產生彎矩，使輪 緣有張開的趨勢。故將葉根和輪緣上做成凸肩形。
C.汽輪機葉片
2）菌型葉根 葉根和輪緣的載荷分配比T型葉根合理，因而強度較高， 但因加工複雜，其應用不如T型葉根廣泛。
C.汽輪機葉片
C.汽輪機葉片
葉片汽蝕 3. 措施 在水蝕嚴重的部位（葉片進口邊背面上部）常採用抗 水蝕能力的措施，具體做法有：鍍硬鉻、堆焊硬質合 金層、焊硬質合金覆面或表面強化處理、熱處理等。 其硬化層長度最好不超過150mm。
C.汽輪機葉片
葉片振動 葉片是一個彈性體，當突受外力作用後，葉片將產生 自由振動，其頻率稱為葉片的自振頻率（或稱固有頻 率）。葉片的自振頻率取決於葉片的尺寸、材料及葉 片固定方式等因素。當葉片受到週期性的外力（激振 力）作用時就會發生強迫振動。若葉片的自振頻率等 於或倍於激振力的頻率，葉片就會發生共振現象，使 葉片的振幅增大，甚至造成葉片損壞。
C.汽輪機葉片
4）樅樹型葉根 葉根沿軸向直接裝入輪緣相應的樅樹槽中。這種葉根承 載能力強葉根齒數可根據離心力大小決定，同時拆裝容 易，故被大功率的調節級和末幾級採用。但由於其加工 面多，精度要求高，所以受到限制。
汽轮发电机的主要组成部分及结构特点
汽轮发电机的主要组成部分及结构特点汽轮发电机是一种利用汽轮机驱动发电机发电的设备。
其主要组成部分包括汽轮机、发电机、热交换设备、控制系统和辅助设备等。
下面将分别介绍这些组成部分的结构特点。
汽轮机是汽轮发电机的核心部件，它通过燃烧燃料产生的高温高压气体驱动转子旋转，进而带动发电机发电。
汽轮机的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 转子结构：汽轮机的转子通常由高压段、中压段和低压段组成。
每个段落的转子叶片的数量和形状都不相同，根据气流参数的不同，使得每个段落的转子受力均衡，提高了转子的可靠性和稳定性。
2. 叶片结构：汽轮机的叶片通常采用双流道结构，即每个叶片上有两个流道，分别用于高压气体和低压气体。
叶片材料通常采用高温合金，以保证叶片在高温高压下的强度和耐腐蚀性能。
3. 汽轮机的外壳：汽轮机的外壳通常由高温合金制成，能够承受高温高压气体的冲击和腐蚀。
外壳内部的冷却结构可以减少叶片和外壳的温度梯度，提高了汽轮机的寿命和可靠性。
发电机是汽轮发电机的另一个重要组成部分，它将汽轮机产生的机械能转换为电能输出。
发电机的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 定子结构：发电机的定子通常由若干组线圈和铁芯叠装而成。
定子线圈的数量和排列方式根据发电机的额定功率和电压等参数确定。
定子铁芯的结构通常采用矩形截面，以提高磁通密度和发电效率。
2. 转子结构：发电机的转子通常由磁极和转子轴组成。
转子磁极的数量和形状根据发电机的极数和转速等参数确定。
转子轴一般采用高强度材料制成，以承受转子磁极的离心力和惯性力。
3. 冷却结构：发电机的定子和转子通常需要进行冷却，以保持其温度在可控范围内。
常见的冷却方式有风冷和水冷两种，其中水冷方式可以提供更高的冷却效果，但需要增加冷却系统的复杂性和成本。
热交换设备是汽轮发电机的重要辅助设备，它负责将汽轮机排出的高温排烟进行冷却，以提高热能的利用效率。
热交换设备的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 烟气冷却器：烟气冷却器通常采用水冷方式，即将烟气通过管道与循环水进行换热，使烟气的温度降低。
汽轮机本体
六、汽缸的支撑
（一）猫爪支撑 高、中压缸采用猫爪支撑 汽缸水平法兰的延伸面作 为承力面，支撑在轴承座上。 中分面支撑：在汽缸温度变化时不会影响汽缸中心线；
（二）台板支撑
低压缸一般采用下缸伸出的撑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
启动冲转前投入盘车装置
1. 检查汽轮机动静部分是否存在碰磨 2. 检查轴系平直度是否合格 3. 暖机过程中使转子温度场均匀 某600MW机组 电动盘车(正常） 50rpm 气动盘车(备用) 2rpm 盘车装置一般在启动冲转前投入，要求冲转后当汽 机转速超过盘车转速时要能自动退出；并在停机后 转速达到盘车转速时能自动投入。
当停机转速降低时，棘爪伸出顶住棘轮，在 棘轮的带动下，滑件7向左运行，齿轮8和9又 重新啮合，当转速低于盘车转速时，盘车自 动投入。
缓冲器4的作用是减小滑件7对端部的冲击。
盘车转子对工作条件的要求： 1．启动条件
当同时满足下列条件时，才能启动盘车电动机。 (1)顶轴油压正常，即油压为30MPa； (2)发电机密封油压正常，即油压为0．9MPa； (3)气动盘车的驱动装置已经停运； (4)润滑油压力高于0．1MPa； (5)就地安全开关闭合； (6)液压联轴器开关销处于正常位置。
额定负荷下降低热耗0.5%。
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2. 喷嘴配汽 将第一级分成3~6个喷嘴组，各组相互隔 开，各有一个调节汽门控制。依次开启可减少节流损失。
缺点：调节级存在部分进汽损失且受热不均；调节级余 速不能利用。且负荷下降时高压缸各级温度变化大。
汽轮机本体结构课件
汽轮机的工作原理
蒸汽进入汽轮机后，首先经过一 系列的喷嘴和动叶，将蒸汽的热
能转化为汽轮机的机械能。
蒸汽在喷嘴中膨胀加速，以高速 喷射到动叶上，推动转子旋转。
动叶将蒸汽的动能转化为转子的 机械能，最终输出到发电机中转
换为电能。
汽轮机的分类与用途
汽轮机的分类
根据不同的分类标准，汽轮机可分为 多种类型，如按工作原理、按用途、 按蒸汽参数等。
汽轮机本体结构课件
contents
目录
• 汽轮机概述 • 汽轮机本体结构 • 汽轮机附属设备 • 汽轮机运行与维护 • 汽轮机安全性与经济性 • 汽轮机发展与新技术应用
Байду номын сангаас 01
汽轮机概述
汽轮机的定义与特点
汽轮机定义
汽轮机是一种将蒸汽能量转换为 机械能的旋转式动力机械。
汽轮机特点
具有较高的热效率、单机功率大 、适用于不同的燃料和工质等。
定期试验
定期进行汽轮机的各项试验， 如超速试验、轴向位移试验等 ，以检验设备的性能和安全可 靠性。
记录与分析
对汽轮机的运行数据进行记录 和分析，以评估设备的运行状
况和制定维护计划。
故障诊断与处理
故障识别
密切关注汽轮机的运行状态，及时发 现并识别异常情况，如振动、泄漏、 温度异常等。
诊断方法
采用多种方法对故障进行诊断，如听 诊、触觉、视觉等，以确定故障的类 型和部位。
汽轮机的用途
汽轮机广泛应用于电力、化工、冶金 等领域，作为发电机组、泵、压缩机 等设备的动力源。
02
汽轮机本体结构
汽缸
汽缸是汽轮机的外壳，它支撑和固定 所有的内部零件，并承受所有的蒸汽 压力。汽缸通常由上汽缸和下汽缸组 成，中间通过法兰连接。
汽轮机的结构特点
探究汽轮机的结构特点
汽轮机作为热力机械的代表之一，其结构特点需要我们详细探究。
汽轮机的主要组成部分包括汽轮机转子、定子、燃烧室和冷却系统。
汽轮机转子是汽轮机最核心、最重要的部分，包括高压转子、中压转
子和低压转子。
转子的设计需要考虑到承受高温、高压膨胀和抗疲劳
等多种因素，因此使用高强度材料是必不可少的。
汽轮机定子则包括
固定叶片和移动叶片，固定叶片的位置相对稳定，而移动叶片则可以
根据需要进行调节。
燃烧室负责燃气混合和燃烧，其中燃气的供给需
要通过燃气轮机实现。
最后，汽轮机的冷却系统包括内部冷却和外部
冷却，内部冷却主要负责控制转子热量，而外部冷却则主要通过空气
冷却或水冷却等方式散发余热。
总之，掌握了汽轮机的结构特点，我
们才能更好地了解汽轮机的工作原理和优化设计。
汽轮机本体
2．汽缸的受力情况： 汽缸的受力情况比较复杂，而且随着汽轮机 的运行工况改变而变化。汽缸在工作时承受 的作用力主要有： 汽缸内外的压力差，使汽缸壁承受一定的作 用力； 隔板和喷嘴作用在汽缸上的力，这是由隔板 前后的压力差及汽流流过喷嘴时的反作用力 所引起的； 汽缸本身和安装在汽缸上的各零部件的重量；
低压端虽装有轴封，但也不能避免外界空气 漏入，所以必须引用压力稍高于大气压力的 蒸汽来密封，防止空气漏入。这部分密封用 的蒸汽是从高压端轴封经管道引来的，一部 分蒸汽经部分轴封片后流入低压汽缸中；另 一部分则沿轴封间隙外流，最后经信号管排 至大气。 汽轮机正常工作时，高压端轴封漏汽除引入 低压端轴封外，多余的部分可以经管道送至 轴封加热器，用来加热凝结水，以回收轴封 漏汽的部分热量，也可以直接引入凝汽器。 汽轮机启动和停机过程中，高压端轴封没有 蒸汽，则应引用经减温减压的新蒸汽同时送 入高、低压端轴封中去。
4．对汽缸的技术要求： 由于汽缸形状复杂，内部又处在高温、高压 蒸汽的作用下，汽缸的结构应满足以下几点： 要保证有足够的强度和刚度，足够好的蒸汽 严密性； 保证各部分受热时能自由膨胀，并能始终保 持中心不变；
通流部分有较好的流动性能； 汽缸形状要简单、对称，壁厚变化要均匀， 同时在满足强度和刚度的要求下，尽量减薄 汽缸壁和连接法兰的厚度； 节约贵重钢材消耗量，高温部分尽量集中在 较小的范围内； 工艺性好，便于加工制造、安装、检修，也 便于运输。
汽轮机轴端汽封系统
二．汽轮机本体转动部分
汽轮机的转动部分总称为转子，主要由主轴、 叶轮（或轮鼓）、动叶及联轴器等组成，是 汽轮机最主要的部件之一，起到工质能量转 换及扭矩传递的任务。
（一）汽轮机转子的类型和特点
汽轮机的转子按形状可分为转轮型和转鼓型两种。 冲动式汽轮机常采用转轮型转子；反动式汽轮机则 采用转鼓型转子。转轮型转子的叶片装在叶轮上， 叶轮套装在轴上，蒸汽对叶片的作用力通过叶轮传 递给轴。每一级一个叶轮，允许的热焓降较大，全 机的级数较少，因此适用于冲动式汽轮机。转鼓型 转子的叶片直接装在圆锥形的转鼓上，这种转子刚 度好、结构紧凑。适用于级数较多、每级热焓降不 大的反动式汽轮机。 转子按制造工艺可分为套装、整锻式、组合及焊接 转子。
汽轮机本体部分的组成、作用和特点
汽轮机本体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；静止部分包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽轮机设备除了本体、保护调节及供油设备外，还有许多重要的辅助设备。
主要有凝汽器、回热加热设备、除氧器等。
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。
又称“蒸汽透平”。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
一、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。