第六章汽轮机转动部分结构

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汽轮机主要零件结构与振动

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1. 整锻转子
2. 套装转子 3. 焊接转子 4. 组合转子二叶轮
叶轮是用来装置叶片并传递气流力在叶栅上产生的扭矩
的。三动叶片
动叶片就是在汽轮机工作过程中随汽轮机转子一起转动的叶片，也称工作叶片，动叶片安装在叶轮或转鼓上，由多个叶片组成动叶栅，其作用是将蒸汽的热能转换为动能，再将动能转换为汽轮机转子旋转机械能，使转子旋转。 7
y Y sin(t )
可得：
（6—57）
对式（6—57）关于时间t求二阶导数，关于x求4阶导数，然后代入式（6—56），经整理
令
k4
2
a
2

F 2
EI
d 4Y 2 2 Y 0 4 dx a
（6—58）
22
则有
d 4Y k 4Y 0 dx 4
(6—59) （6—60）
4
三
轴承
轴承是汽轮机的一个重要组成部分。
1. 轴承工作原理 2. 径向支持轴承 3. 推力轴承
5
第二节汽轮机转动部分结构
汽轮机的转动部分包括动叶栅、叶轮（或转鼓）、主轴和联轴器以及紧固件等旋转部件。一转子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，它是汽轮机最主要的部件之一，起着工质能量转换及扭矩传递的任务。
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第三节叶片的振动

叶片的受力引起叶片振动的激振力叶片振动的基本振型叶片的自振频率叶片频率的测定叶片动强度的安全准则和叶片调频
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一叶片的振动
汽轮机的叶片在工作时，会受到不均匀汽流力（激振力）的作用，使叶片产生振动。特别是当叶片的自振频率等于激振力或者为其整数倍时，叶片将发生共振，就可能使叶片疲劳断裂。运行经验表明，叶片损坏主要原因是由于振动造成的。因此，研究叶片的振动，就应该研究引起叶片振动的激振力和叶片本身的自振频率。二引起叶片振动的激振力

汽轮机转子部分

3.分类：（1）按盘车转速高低分：高速盘车：40~70rpm,利于油膜的建立，加快热交换，利于减小上下汽缸之间、转子内部温差，缩短起动时间低速盘车：2~4rpm，起动力矩小。速度低，不好建立油膜，不能应用于大功率汽轮机。（2）按结构特点分具有螺旋轴的电动盘车装置具有链轮—涡轮蜗杆的电动盘车装置
汽轮机转子

汽轮机的转动部分称为转子，主要部件有动叶片、主轴和叶轮(反动式汽轮机为转鼓)、联轴器等；作用：汇集各级动叶栅所得到的机械能，并传递给发电机转子。一、转子的结构（一）轮式转子 1.套装转子 2.整锻转子 3.组合转子 4.焊接转子（二）鼓式转子
加工方便，合理利用材料，热态松动应用于中低压转子
叶片振动的激振力

三、叶片的振动叶片是根部固定的弹性杆件自由振动——自振频率强迫振动——激振力共振 ——叶片的自振频率与激振力频率相等或成整数倍，叶片将发生共振。共振时：振幅和振动应力急剧增加，可能引起叶片的疲劳损坏。

(一)引起叶片振动的激振力 1.高频激振力汽流力周期性变化激振力的频率为：f=Zn×n0 激振力的频率f=2000～4000Hz

二、转子上的零部件（一）叶轮 1.叶轮的结构 2.叶轮的振动
叶轮轮面上开有平衡孔，奇数个
正在加工中的汽轮机转子
叶轮上的平衡孔、轴封
叶轮上的平衡孔、隔板汽封
与隔板对比
转子上的主油泵和转速表连接齿轮
主油泵
转速表连接齿轮
推力盘

隔板和汽封
动叶片

概念：动叶片是蒸汽动能转换成转子机械能的重要部件。

第六章汽轮机主要零件结构与振动

图6-48 叶片组的切向A型振动
图6-49叶片组的切向 B0型振动
（2）轴向振动叶片组的轴向振动往往与叶轮的轴向振动耦合在一起，必然伴随这叶片的扭转振动。 2.叶片组的扭转振动在叶片扭转振动发生时，围带与叶片保持便捷连续，围带必然产生弯曲振动。所以叶片组的扭转振动分为组内各叶片的牛转子振动和叶片组的扭转振动。
图6-15 铸造隔板
1—外缘；2—静叶片；3—隔板体
2、隔板套隔板套用于固定隔板。现代高参数大功率汽轮机往往将相邻的几级隔板状在同一隔板套中，隔板套在固定于汽缸上。隔板套结构的分级基本上是由汽轮机抽汽情况决定的，相邻隔板套之间有抽汽，这样可充分利用隔板套之间的环状汽流通道，而无须借加大轴向尺寸的办法取得必要的抽汽通流面积。隔板套分为上下两半，而只通过中分面法兰用螺栓和定位螺栓连接在一起。隔板套在汽缸内的支承和定位采用悬挂销（搭子）和键的结构。隔板套通过其下半部分两侧的搭子支承在下汽缸上，其上下中心位置由其底部的定位销或平键定位。为保证隔板套的自由膨胀，装配时隔板套与汽缸凹槽之间留有1~2mm的间隙。
图6—18 油膜的工作原理
（a）有相对运动，无施加垂直方向载荷作态；（b）无相对运动，有垂直方向荷载状态；（c）既有相对运动，也有垂直方向载荷状态；（d）两平面间构成楔形，有相对运动和垂直方向的载荷状态
（二）径向支承轴承 1及油楔中的压力分布（周向）（b）油楔中的压力分布（轴向） l—轴承长度；d—轴颈直径
2π n fd = = in 2π / i
2、高频激振力：（由喷嘴的尾迹扰动产生）
2π n fg = = Zn 2π / Z
对于部分进汽的级，激振力的频率为 Z fg = n e

汽轮机转动部分PPT学习教案

叉型叶根
这种叶根的叉尾直接插入轮缘
槽内，并用两排铆钉固定叉尾数可
根据叶片离心力大小选择。叉型叶
根强度高、适应性好，被大功率汽
轮机末几级广泛采用。叉型叶根加
工方便，便于拆换，但装配时比较
费工，且轮缘较厚，钻铆钉孔不便
，所以整锻转子和焊接转子不宜采
用。
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枞树型叶根
这种叶根沿轴向直接装入轮缘相应的枞树槽中。这种叶根承载能力强叶根齿数可根据离心力大小决定，同时拆装容易，故被大功率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。
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高频激振力----第二类激振力
由于喷嘴出口边缘有一定厚度，使叶片每经过一个喷嘴时，所受的蒸汽作用力就要突然变化一次，因而产生一次激振力，由于喷嘴的数量较多，故激振力的频率较高称为高频激振力。高频激振力对短叶片的影响较大，因短叶片的自振频率较高，在高频激振力的作用下容易引起共振。
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盘车装置的作用
防止转子受热不均匀产生热弯曲而影响再次启动或损坏设备；可以用来检查汽轮机是否具备运行条件。
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对盘车装置的要求：
盘车装置既能盘动转子，又能在汽轮机转子转速高于盘车转速时自动脱开，并使盘车装置停止转动。
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汽轮机的盘车装置分为：低速盘车（3~5转/分）
汽轮机转动部分
会计学
1
按叶型部分的横截面变化规律，可把叶片分为:
等截面叶片(直叶片）和变截面叶片（扭曲叶片）。
按工作原理不同分为:
冲动式叶片和反动式叶片。
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（二）、叶根
叶根是叶片与轮缘相连接的部分，它的结构

汽轮机的工作原理和结构-附图

汽轮机工作原理和结构一、汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。

在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低,速度增加，热能转变为动能。

如图1所示。

高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变,产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功,将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。

图1 冲动式汽轮机工作原理图1-轴;2—叶轮；3-动叶片；4-喷嘴二、汽轮机结构汽轮机主要由转动部分(转子）和固定部分(静体或静子）组成。

转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件.固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套（或静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。

套装转子的结构如图2所示。

套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套（过盈配合）在主轴上，并用键传递力矩.图2 套装转子结构1-油封环2-油封套3—轴4—动叶槽5—叶轮6—平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。

为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备,如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。

图3为汽轮机设备组成图。

来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机.由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动,其压力和温度逐渐降低,部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。

做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。

为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。

由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。

若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。

汽轮机 - 结构

压差，汽缸内外温度变化产生的热应力以及连接管道热状态改变时对汽缸的作用力； 4．端部装有汽封，形成严密的汽室，防止蒸汽外漏，在低压部分防止空气漏入； 5．汽缸上加工有抽汽口，与回热抽汽管道加热系统一起完成回热循环，加热给水，提高循环热效率。
汽缸
汽轮机下缸及转子图
（二）汽缸的支承方式
IP Turbine HP Turbine
内缸的支撑
（三）、滑销系统（结构、作用）和汽轮机的热膨胀
❖ 一）滑销系统的基本结构 ❖ 1) 纵销 ❖ 位置：轴承座底部和台板之间 ❖ 结构：轴承座底部和台板开矩形纵向槽，
中间装入长条形销（键） ❖ 作用：限制轴承座横向运动，确保轴承
座在汽缸膨胀推动下严格地沿纵向移动。
2）横销
❖汽缸支撑横销：猫爪横销或（低压缸与基座）
3) 立销
❖位置：轴承座纵向内端面中心处（横向）、汽缸两端中心处（横向）。
❖ 结构：轴承座纵向内端面中心处（横向）焊T形销，汽缸前端中心（横向）处焊U 形槽
❖ 作用：限制汽缸、轴承座之间中心的相对运动
❖4) 角销 ❖位置：前轴承座底部纵向凸出边沿上
❖结构：类似角铁状，压在轴承座底部纵向凸出边沿上
❖ 缸的数目：单缸、多缸 ❖ 排汽口的数目：单排汽口、多排汽口 ❖ 轴的数目：单轴、双轴汽轮机的发展历程：单级、多级、多缸、双轴多级：功率、压差增大的要求。多缸：功率、流量增大的要求。双轴：功率、流量增大，排汽口增多，若仍用
单轴，则轴变长，刚度下降。
～
HP
LP
～
单缸单排汽口双缸单排汽口
HP
❖作用：防止前轴承座纵向滑动过程中翘起，确保座底面与台板紧密接触，轴承中心线与地面平行，转子中心线与地面平行.

汽轮机工作原理及结构(共38张PPT)

目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机的应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机的基本概念
汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。按其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力，而且还承受着由温度差所引起的热应力。此外，当转子不平衡质量过大时，将引起汽轮机的振动。因此，转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
蒸汽热能动能机械能
冲动式汽轮机工作原理
蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。高速汽流流经动
叶片3时，由于汽流方向改
变，产生了对叶片的冲动力
，推动叶轮2旋转作功，将
蒸汽的动能变成叶轮轴旋转的机械能。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。
单级冲动式汽轮机
左图所示：蒸汽在喷
焊接转子
由若干个实心轮盘和端轴拼合焊接而成。焊接转子的主要优点是：不存在松动问题；采用实心的轮盘，强度高，不需要叶轮轮壳，结构紧凑；轮盘和转子可以单独制造，材料利用合理，加工方便且易于保证质量；焊成整体后转子刚性较大等。但是焊接转子要求材料的可焊性好，焊接工艺及检验技术要求高且比较复杂，这一切在一定程度下妨碍了焊接转子的应用。
孔，其作用是：①去掉锻

汽轮机结构分析

汽缸是汽轮机的壳体。其作用是将进入汽轮机的蒸汽与大气隔开，形成蒸汽能量转换的封闭汽室；汽缸内部安装着隔板和隔板套（反动式汽轮机中分别称为静叶环和静叶持环）、汽封等部件，外部与进汽、排汽及抽汽等管道相连接，因此还起着支承定位的作用。
汽轮机结构与部件
1. 汽缸分类： 1）高压缸：双层缸体； 2）中压缸：单层缸体； 3）低压缸：对称分流式缸体；
汽轮机结构与部件
2）半挠性联轴器：半挠性联轴器的两对轮之间通过一个波形套筒相连接，在扭转方向是刚性的，而弯曲方向是挠性的。波形套筒具有一定的弹性，故可吸收部分振动，并允许两转子的中心有少许偏差，而这种偏差是汽轮机与发电机运行时由于热膨胀不同可能出现的。因此半挠性联轴器被广泛用来连接汽轮机转子与发电机转子，国产200MW、 300MW机组的汽轮机转子与发电机转子之间都采用了这种联轴器。
汽轮机结构与部件
1. 隔板分类： 1）冲动级隔板： a. 焊接隔板：用于汽轮机高、中压部分，工作温度>250℃； b. 铸造隔板：用于低压部分，温度<250℃（成本低，制造简单，尺寸精度差）； 2）反动级隔板：反动式汽轮机采用鼓式转子，动叶片直接装在转鼓上。这样与冲动式汽轮机相比，其隔板内径增加了，没有了隔板体这部分，因此又称为静叶环
汽轮机结构与部件
c）枞树型叶根：枞树型叶根形状呈楔形。安装时，叶根沿轴向装入轮缘上的枞树形槽中。这种叶根承载截面接近按等强度分布，叶根的齿数可按叶片上载荷来选择，因此承载能力大，强度适应性好，拆装方便。但加工复杂，精度要求高，主要用于载荷较大的叶片。
汽轮机结构与部件
3）叶顶：汽轮机的短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。长叶片则在叶型部分用拉金连接成组，或者围带和拉金都不用，成为自由叶片。

汽轮机原理(6汽轮机主要零部件结构)

低压缸
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。
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。
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
(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。
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。
出口
进口
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。
（a）非中分面支承 (b)中分面支承
（1）猫爪支承 ①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）

汽轮机原理(第六章)

（2）种类 ①焊接隔板将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带上，焊成环形叶栅，然后再将其焊在隔板体和隔板外缘之间，如图6－13所示。
特点：具有较高的强度和刚度，适用于高于350℃的高中压级隔板。 ②铸造隔板将已成型的喷嘴叶片在浇铸隔板体的同时放入其中，一体浇铸而成，如图6－14 所示。特点：加工制造简单，成本低，但通流部分光洁度较差，且受温度影响较大，适低于350℃ 的级中。
第三节
一、叶片的受力分析
叶片振动
（1）叶片、围带、拉金的质量产生的离心力离心力作用：产生拉应力、弯曲应力（2）高速汽流冲动叶片—汽流力（轴向、圆周方向的应力）
不随时间变化的应力—静应力（静的弯应力）
随时间而变化的应力—交变应力（振动应力）（3）启停时由于温差引起的热应力
二、引起叶片振动的激振力
五、盘车装置
1. 盘车装置的作用（1）防止转子受热不均产生热弯曲。（2）机组启动前盘动转子，可用来检查机组是否具备启动条件。
如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常，润滑油系统工作是否正常等。
（3）减少汽轮机启动时的冲转力矩。 2. 盘车装置的分类（1）按驱动力来源电动盘车和液动盘车。（2）按盘车转速高速盘车和低速盘车。
第二节汽轮机转动部分结构
一、转子
1. 转子的作用将蒸汽的动能转变为机械能，并传递扭矩。 2. 转子的分类（1）按有无叶轮 ①轮式转子有叶轮，用于冲动式汽轮机。 ②鼓式转子无叶轮，用于反动式汽轮机。
（2）按主轴与其他部件间的组合轴上，如图6－26所示。
（1）按汽缸进汽参数：高压缸，中压缸，低压缸。
（2）按汽缸的层数：单层缸，多层缸。 3.多层缸的作用（1）加快机组的启停和变负荷速度。（2）节约贵重金属。 4.300MW汽轮机汽缸简介（1）高压缸采用双层缸，如图 6－1,6－2，6－3所示。（2）中压缸

汽轮机转动部分

叉型叶根
这种叶根的叉尾直接插入轮缘槽内，并用两排铆钉固定叉尾数可根据叶片离心力大小选择。叉型叶根强度高、适应性好，被大功率汽轮机末几级广泛采用。叉型叶根加工方便，便于拆换，但装配时比较费工，且轮缘较厚，钻铆钉孔不便，叶根
这种叶根沿轴向直接装入轮缘相应的枞树槽中。这种叶根承载能力强叶根齿数可根据离心力大小决定，同时拆装容易，故被大功率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。
菌型叶根
这种叶根和轮缘的载荷分配比T型叶根合理，因而强度较高，但因加工复杂，其应用不如T型叶根广泛。
以上两种叶根属于周向装配式叶根。这类叶根的轮缘槽上开有一个或两个缺口，叶片就从这些缺口一片片依次装入轮缘槽中。最后装在缺口处的叶片叫做封口叶片，研配装入后用两个铆钉固定在轮缘上。
周向装配式叶根的缺点是当个别叶片损坏时，不能单独拆换，而必须将部分或全部叶片拆下重装。
在汽轮机的末几级中，蒸汽速度逐渐增大，水分在隔板静叶出汽边处形成水滴，水滴运动速度低于蒸汽速度，因此，进入动叶片时发生与动叶背弧面侵蚀。叶片越长，叶顶圆周速度越大，水滴撞击动叶背弧面的速度也越高。由于离心力作用，水滴向叶顶集中，故叶顶背弧面水蚀严重。
为了提高抗水蚀能力，在水蚀严重的部位（叶片进口边背面上部）常采用抗水蚀能力的措施，具体做法有：镀硬铬、堆焊硬质合金层、焊硬质合金覆面或表面强化处理、热处理等。其硬化层长度最好不超过150mm。
为了保证叶片振动的安全性，必须使汽轮机的工作转速避开叶片的共振转速Nd 。考虑到在共振转速附近叶片的振幅仍然很大，汽轮机工作转速有一定变化以及由于运行工况改变时，叶片工作温度将发生变化，叶片频率也将随之变化等原因，要求转速避开一定的范围，这个转速范围称为共振安全率。

第六章汽轮机本体结构

汽轮机高、中压缸
汽轮机低压缸
高压缸设置为双层；采用法兰、螺栓加热装置；（2）热膨胀时汽缸与转子同心度要好。采用猫爪结构。（3）要有足够的刚度。（4）流动性能要好。（5）便于安装检修。二、汽封 1、轴封系统
轴封结构
高低齿轴封结构动画
汽轮机隔板结构
三、轴承分为支撑轴承和推力轴承两种。 1、支撑轴承也称径向轴承或主轴承。（1）圆柱形轴承：用于小容量汽轮机。（2）椭圆形轴承：（3）三油楔轴承：（4）可倾瓦轴承： 2、推力轴承四、汽轮机滑销系统与膨胀 1、滑销系统 2、汽轮机的膨胀
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。
长叶片级结构
二、转子
１、转子
冲动式汽轮机采用轮式转子；
反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上；
（１）轮式转子可分为：整锻式、套装式、组合式和焊接式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外都开有平衡孔。套装叶轮采用热套加纵向键固定，大型汽轮机后装叶轮用互相交错布置的端面键连接，最后套装的汽封用纵向键与轴相连接。
3）转子弯曲（a）转子的材质不均匀或有缺陷，受热后出现弹性热弯曲或因此留下的永久变形。（b）启动过程中，因盘车或暖机不充分，以及上、下缸温差大等原因使转子的横截面积内温度场不均匀，从而引起转子的弹性弯曲或因此而留下的永久变形。（c）动静之间的磨碰使转子产生弹性弯曲或永久变形。 4）转子受到机械摩擦力（2）转子支承系统的条件改变（3）电磁力的不平衡 2、引起自激振动方面的原因（1）油膜振荡：（措施：增大轴承比压；降低润滑油黏度）（2）间隙振荡：三、故障诊断技术简介
转子的支撑
五、机组的振动（一）机组振动的评价标准（二）机组振动的原因 1、引起强迫振动方面的的原因（1）机组内存在机械干扰力 1）转子质量不平衡（a）当转子因加工偏差等原因引起质量偏心时，转子要产生静力的和动力矩的不平衡。（b）转子上有个别元件断裂，个别元件松动，转子被不均匀磨损、无机盐在叶片上的不均匀沉积以及转动部分的变形等等。（c）机组大修时拆卸过或更换过部件，或者车削过轴颈，使转子发生新的质量偏心。 2）转子的连接合对中心有缺陷

汽轮机介绍之转动部分的结构及作用

汽轮机介绍之转动部分的结构及作用汽轮机是一种将热能转化为机械能的热能机械装置，广泛应用于发电、航空、航天等领域。

汽轮机的转动部分是整个机组的核心，负责将高速旋转的热能转化为机械能。

本文将介绍汽轮机转动部分的结构以及其作用。

汽轮机的转动部分由以下几个组成部分构成：1.转子：转子是汽轮机转动部分的核心部件，通常由高强度材料制成，如铸铁、钢等。

转子由主叶轮、中叶轮和末叶轮组成，每个叶轮上安装有叶片。

转子的作用是将热能转化为机械能，通过高速旋转带动轴系转动，进而驱动发电机或其他设备。

2.轴系：轴系是支持和连接转子的重要组成部分。

轴系通常由轴、轴承、油封等零部件构成。

轴是负责承载转子旋转力的重要组件，需要具备足够的强度和刚度。

轴承则用于支撑和定位转子，使其能够稳定旋转，并承受轴向和径向力。

油封用于防止润滑油泄漏，保证轴系的正常运转。

3.换向器：换向器位于转子的高速旋转部分，其作用是改变蒸汽流动的方向。

换向器通常由固定叶片和转动叶片组成，通过改变叶片的位置，使蒸汽在叶片上产生反作用力，从而改变蒸汽的流向，实现能量的传递和转换。

4.冷却系统：汽轮机转动部分会因为高温和高速旋转而产生大量热量，如果不及时散热，可能导致转子变形甚至损坏。

因此，冷却系统是汽轮机转动部分中非常重要的组成部分。

冷却系统通常通过沿轴向布置的冷却通道和冷却空气来实现，这些冷却通道可以将热量从转子中传导出去，降低转子的工作温度，确保转子的正常运转。

汽轮机转动部分的作用是将蒸汽能量转化为旋转机械能，并输出给发电机或其他设备。

在汽轮机工作过程中，蒸汽从汽轮机的锅炉进入转动部分，通过主叶轮和中叶轮的叶片将其动能转化为机械能，驱动轴系旋转。

而末叶轮则将剩余的能量进一步转化为机械能，提高汽轮机的整体效率。

此外，汽轮机的转动部分还具有以下作用：1.平衡作用：汽轮机的转动部件需要精确制造和安装，以确保转子在高速旋转时能够保持平衡。

平衡失调会导致振动和噪音增加，甚至使整个机组发生故障。

电厂汽轮机原理-第六章叶片振动

什么是动叶片
将蒸汽的热能转换为转子转动的机械能
有良好的流动性能以保证较
高的能量转换效率；有足够
的强度和完善的振动性能
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1.叶顶
动叶片的结构
2.叶型
3.叶根
短叶片和中长叶片通常在动叶片的基本部分
叶顶用围带连在一起，构
成叶片组长叶片在叶型部相邻叶片的叶型部分构
分用拉金连接成组
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共振法
功率放激振器拉杆的机
大器
械振动
叶片强迫共振
振动机械能量拾振器同频电信号
音频发生器示波器
李沙茹图
数字频率器音频读数
叶片自振频率
连续调节音频信号发生器输出的频率信号，依次使被测叶片共振，以确定叶片各阶的自振频率值。
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成汽流通道
将动叶片固定在叶轮或者轮鼓上面的部分
常用的叶根形式有T型、枞树型和叉形
22、加工方便，被短叶片普遍采用
枞树型
承载能力大、强度适应性好、拆装方便。但加工复杂、精度要求高
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叉型
强度高、适应性好、加工简单、更换叶片方便 3
• 以频率高低来分，激振力可分为低频激振力和高频激振力两大类。
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级的圆周上个别地方汽流速度大小或方向可能异常，动叶每转到此处所受汽流力就变化一次，形成的激振力频率较低
低频激振力
激振力
喷管出汽边有一定的厚度使喷管出口汽流速度沿圆周分布不均匀，所以蒸汽对动叶的作用力分布不均，动叶每经过一个喷管所受的汽流力就变化一次

汽轮机工作原理及结构ppt

反动作用原理
蒸汽得热能转变为动能得过程,不仅在喷嘴中发生,而且在动叶片中也同样发生得汽轮机,叫做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中,蒸汽不但在喷嘴(静叶栅)中产生膨胀, 压力由p0降至p1,速度由c0增至 c1,高速汽流对动叶产生一个冲动力;而且在动叶栅中也膨胀,压力由p1降至p2,速度由动叶进口相对速度w1增至动叶出口相对速度w2,汽流必然对动叶产生一个由于加速而引起得反动力,使转子在蒸汽冲动力与反动力得共同作用下旋转作功。
汽轮机剖面图
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不仅要承受汽流得作用力与由叶片、叶轮本身离心力所引起得应力,而且还承受着由温度差所引起得热应力。此外,当转子不平衡质量过大时,将引起汽轮机得振动。因此, 转子得工作状况对汽轮机得安全、经济运行有着很大得影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机得应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机得基本概念
汽轮机就是用具有一定温度与压力得蒸汽来做功得回转式原动机。按其做功原理得不同,可分为冲动式汽轮机与反动式汽轮机两种类型。
超超临界汽轮机新蒸汽压力为25、0MPa以上。
汽轮机得结构
汽轮机由转动部分与静止部分所组成。汽轮机转动部件得组合体称为转子,它包括主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及装在轴上得其她零件。蒸汽作用在动叶栅上得力矩,通过叶轮、主轴与联轴器传递给发电机或其她设备,并使它们旋转而作功。汽轮机得静止部分包括基础、台板(机座)、汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件,但主要就是汽缸与隔板。

第六章-2.汽轮机转动部分结构

应用：大多用于低压转子。由若干个实心叶轮和两个端轴焊接而成，具有启动热应力低，锻件尺寸小便于冶炼，锻造和热处理的优点；不存在松动，也没有中心孔；强度高，刚性大，质量轻，结构紧凑；可以做成转鼓结构用于反动式汽轮机；
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4、组合转子
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一、转子
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一、转子汽轮机转子的冷却
冷却原因：鼓形转子直径大，热阻也大；进汽部分工作温度太高；要降低金属蠕变速度；减小热应力。
• 周向装配式叶根的缺点是当个别叶片损坏时，不能单独拆换，而必须将部分或全部叶片拆下重装。
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三、动叶片
3、叉型叶根
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三、动叶片
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三、动叶片
4、枞树型叶根
拆装容易，故被大功率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。
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三、动叶片
3、叶顶
汽轮机的短叶片、中长叶片和长叶片通常在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。长叶片也可以通过叶型部分的拉金或者拉金与围带连接成组；有的叶片围带和拉金都不用，成为自由叶片。
冷却部位：高压转子（调节级区域）和中压转子进汽部分表面冷却工质：温度较低的蒸汽
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一、转子高压转子（调节级区域）表面的冷却
蒸汽来源：第一级喷嘴后和调节级后的部分蒸汽。冷却蒸汽流动过程：喷嘴后的部分蒸汽，在压差作用下通过动静之间的间隙，经过喷嘴室内圈上的孔径降低喷嘴室内圈的温度（第一次冷却），然后进入压力级；调节级后的部分蒸汽通过调节级叶轮上的斜孔（该斜孔具有离心泵的作用）并流过高温区转子表面（第二次冷却），然后进入压力级。去向：第一压力级前。
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（1）围带
• 作用：减小叶片工作的弯应力；增加叶片刚性以避开共振；形成一个封闭的汽流通道，减小级内漏汽损失。