汽轮机结构：第一节汽缸
汽轮机本体结构介绍
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。
汽轮机检修方法及质量标准330MW
汽轮机检修方法及质量标准第一节汽缸1、结构简述：高中压缸远离为双层缸结构，每层缸体沿水平中分面分为上、下两半，上、下缸按水平接合面方式用双头螺栓连接在一起。
高压缸一共分为11级〔名括一个速度级〕。
一组喷管，分成4个局部，蒸汽经过喷管进入第一级。
4根进汽管道通过两个缸〔内、外缸〕分上、下进入喷管。
外缸前、后端设置迷宫型汽封，以保证转子穿过汽缸时不发生蒸汽泄漏。
外缸的支撑靠前后4 个猫爪，使汽缸悬吊于相邻的轴承座上。
内缸的支撑靠两侧的4个固定导向件〔横销死点〕使其悬吊于外缸接合面内侧，并用2 个下部导向件持其下部位置。
这些支撑保证了汽缸的轴线布置在转子的周围，并与转子保持了中心线一致。
见图5-01中压缸一共分为12级，一组进汽喷管，分成两个局部，分别由上、下缸直接进入叶片通道。
内缸中前9级装配在汽缸中，后3级装配在隔板套内。
外缸前后端同样设置汽封装置。
中压缸肑支撑和高压缸支撑相同，但它的膨胀固定点〔死点〕在后端猫爪处，即中压缸只能向前膨托滑动，并通过与高压缸的连接杆带动高压缸滑动〔见图5-02〕低压缸由两个独立扩部份组成：一个排汽罩〔即外缸〕，它和凝汽器喉部相通并承受大气压。
在其顶部有两个平安防爆门，当内部压力超过大气压力时可自行冲破薄膜。
并在前、后端〔末级叶片后〕设置喷水减速温装置，在异常升温情况下，喷水冷却低压缸排汽部份。
该排汽罩是直接支承在平台根底上，沿水平轴中分面分为上、下两半。
一个具有对称流道的内缸，两个流道各5级共10级隔板全部设置在内缸中。
内缸的支撑在下缸水平接合面的位置。
支撑点选择在下外缸内加强件的结点上。
外缸的前、后端亦设置了汽封，所不同的是汽封套与缸体是分开的，且在缸体的外部。
〔见图5-03〕〔图5-04〕第二节：转子1、结构简述：机组一共有高、中、低压三根转子，分别与高、中、低压汽缸配套装入。
转子是由实心的锻件加工而成〔整段转子〕，包括叶轮、推力盘、靠背轮等均一起锻造加工而成。
chapter 3 汽轮机本体结构
隔板结构示意图
东汽600MW超临界汽轮机第 9 、 10 、 11 级隔板结构图
第三节 汽机构
配汽方式及进
1. 节流配汽 进入汽轮机的所有蒸 汽都经过一个或几个同时启闭的调 节阀，第一级为全周进汽，没有调 节级。
结构简单，启动或变负荷时第一级 受热均匀，且温度变化小，热应力 小。 西门子公司超临界机组采用，额定 负荷下，热耗降低0.5%。 缺点：低负荷时节流损失太大。
第三章
汽轮机本体结构
汽轮机本体包括：
1. 静止部分
汽缸、喷嘴室、隔板、隔板套、静叶栅、汽封、 轴承、轴承座、滑销系统等
2. 转子部分 主轴、叶轮（或转鼓）、动叶栅、联轴器等
哈汽600本体图解结构资料.doc
第一节 汽缸
一、高中压缸采用双层缸
双层缸结构可以使热应力分散于两 缸，内缸的温度梯度和压力梯度变 小，在承受相同的热应力的情况下， 缸体壁厚可以减薄，有利于变工况 运行。双层缸结构的汽轮机汽缸法 兰薄，在变工况情况下，这些部件 的温度变化较快，没必要设置专门 的法兰螺栓加热装置。
低压缸工作特性：
低压缸处于蒸汽从正压到负压的过渡工作区域，
排汽压力很低，蒸汽比容增加很大，故低压缸多采 用双缸反向对称布置的双分流结构，采用这种结构 的主要优点是能很好的平衡轴向推力。另外由于蒸 汽比容变化较大，为避免叶片过长，低压缸多分成 多个独立的缸体。
低压缸的纵向温差变化大，是汽轮机温差变 化最大的部分，为减小热应力，改善机组的 膨胀条件，大机组都采用三层缸结构：第一 层为安装通流部分组件的内缸，大都采用部 件组合结构，隔板装于隔板套上；第二层为 隔热层，由于低压缸进汽部分温度较高，外 部排汽温度较低，因此都采用设置隔热板的 方法，使得汽缸温差分散，温度梯度更加合 理；第三层为外缸，用以引导排汽和支撑内 缸各组件。
GEC-ALSTHOM330MW汽轮机组本体
目录第一章：汽轮机概况（1）第一节：阿尔斯通30万千瓦级汽轮机主要特点（2）第二节：汽轮发电组主要技术规范（3）第三节：汽轮机热力特性（6）第二章：汽轮机本体结构（16）第一节：汽缸（16）第二节：喷嘴组、隔板及隔板套（24）第三节：汽缸结合面螺栓（25）第四节：转子及联轴器（29）第五节：动叶片（37）第六节：通流部分间隙和汽封结构（43）第七节：轴承及轴承座（56）第八节：汽缸的支撑和滑销系统（63）第三章：汽轮机调节和保护（70）第一节：汽轮机调节（70）第二节：汽轮机保护（81）第三节：汽轮机应力监控（83）第四章：汽轮机组的运行导则（88）第一节：汽轮机启动（88）第二节：汽轮机运行（101）第三节：汽轮机停机及事故处理（105）第五章：汽轮机供油系统及盘车装置（107）第一节：抗燃油系统（107）第二节：润滑油系统（109）第三节：顶轴油系统（112）第四节：盘车装置（113）第六章：高压、低压旁路系统（121）第一节：；旁路系统的功能（121）第二节：旁路系统选型（122）第三节：旁路系统容量选择（123）第四节：旁路系统部件结构（127）第五节：旁路系统布置要求（131）第六节：旁路系统控制要求（132）第七章：凝汽设备（145）第一节：凝汽设备的作用（145）第二节：凝结器（146）第三节：水环机械真空（152）第四节：凝汽设备的运行（160）第八章：回热系统及其加热设备（167）第一节：回热系统的作用及其设计（167）第二节：低压加热器（168）第三节：高压加热器（172）第四节：凝结水系统及水位调节（178）第九章：除氧器及贮水箱（181）第一节：除氧器的作用及除氧原理（181）第二节：除氧器性能及其结构（183）第三节：除氧器低位布置运行安全性分析（188）第四节：除氧运行通则（193）第十章：给水泵组（196）第一节：给水系统的功能及其设备选择（196）第二节：前置泵（199）第三节：主给水泵（201）第四节：液力偶合器（207）第五节：给水泵组系统及其运行（220）附录：（224）附表一：主要汽水管道管径、流速一览表（224）附表二：汽轮机主要部件材料（225）附表三：汽轮机主要部件的重量和尺寸（226）附表四：汽轮机通流部分（最大工况）设计数据表（227）附图一：汽轮机通流部分纵剖面图（228）附图二：汽轮机原则性热力系统图（229）附图三：330MW汽轮机调节液压系统图（230）后记（231）主要参考资料（231）第一章汽轮机概况法国通用电气阿尔斯通公司生产的30万千瓦级汽轮机，设计特点是优化汽轮机组结构，部件标准化、模块化。
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 - 结构
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.
汽轮机主要零件结构
式中， n----- 转速； fh n z
（6—47）
z ---- 级内喷嘴数。
当部分进汽度e < 1 时，则有
fh n z' z' z
式中， z ' ——为当量喷嘴数。
e
11
三 叶片振动的基本振型
叶片振动的基本形式有弯曲振动和扭转振动。而弯曲振动又分切向振动和轴向振 动：
❖ 绕叶片截面最小主惯性轴（Ⅰ—Ⅰ轴）的弯曲振动称为切向振动； ❖ 绕叶片截面最大主惯性轴（Ⅱ—Ⅱ轴）的弯曲振动称为轴向振动； ❖ 沿着叶片长度方向绕通过截面型心轴线往复作转过一角度的振动称为扭转振
7
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
8
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
3
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
4
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。
上述几种情况产生的激振力，都会使动叶片每旋转一周，就要受到一 次（或几次）激振力的作用，故称为低频激振力。
汽轮机原理
P1
蒸汽在喷嘴中从压力p 蒸汽在喷嘴中从压力p0膨胀 到出口压力 p1，以速度c1流向 ，以速度c 动叶栅。当蒸汽通过动叶时， 一般还要继续膨胀，压力由p 一般还要继续膨胀，压力由p1 降到p 降到p2.如图所示级的热力过程， 则此时级的滞止理想比焓降 ∆ht*为：
* ∆ht = ∆hn + ∆hb *
汽轮机上汽缸
第二节：转子
转子是由合金钢锻件整体加工出来的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴 转子是由合金钢锻件整体加工出来的。 连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。 连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。 所有转子都被精加工，并且在装配上所有的叶片后，进行全速转动试验和精确动平衡。 所有转子都被精加工，并且在装配上所有的叶片后，进行全速转动试验和精确动平衡。 转子分类： 转子分类： 套装转子：叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后，热套在阶梯型主轴上的。 套装转子：叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后，热套在阶梯型主轴上的。 各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动，并用 各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动， 键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。 键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。套装转 子在高温下，叶轮与主轴易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。 子在高温下，叶轮与主轴易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。 整锻转子：叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成，无热套部分， 整锻转子：叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成，无热套部分， 这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、 这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、中 压转子。结构紧凑，对启动和变工况适应性强，宜于高温下运行，转子刚性好， 压转子。结构紧凑，对启动和变工况适应性强，宜于高温下运行，转子刚性好，但是 锻件大，加工工艺要求高，加工周期长，大锻件质量难以保证。 锻件大，加工工艺要求高，加工周期长，大锻件质量难以保证。 焊接转子：汽轮机低压转子质量大，承受的离心力大， 焊接转子：汽轮机低压转子质量大，承受的离心力大，采用套装转子时叶轮内孔在运 行时将发生较大的弹性形变，因而需要设计较大的装配过盈量， 行时将发生较大的弹性形变，因而需要设计较大的装配过盈量，但这会引起很大的装 配应力，若采用整锻转子，质量难以保证，所以采用分段锻造，焊接组合的焊接转子。 配应力，若采用整锻转子，质量难以保证，所以采用分段锻造，焊接组合的焊接转子。 它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成。焊接转子质量轻，锻件小，结构紧凑， 它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成。焊接转子质量轻，锻件小，结构紧凑，承 载能力高，与尺寸相同、有中心孔的整锻转子相比，焊接转子强度高、刚性好， 载能力高，与尺寸相同、有中心孔的整锻转子相比，焊接转子强度高、刚性好，质量 但对焊接性能要求高，这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制。 轻，但对焊接性能要求高，这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制。 组合转子：由整锻结构套装结构组合而成，兼有两种转子的优点。 组合转子：由整锻结构套装结构组合而成，兼有两种转子的优点。
汽轮机本体结构
• 中压缸剖面图
• 中压外缸
• 中压内缸
中压缸的冷却
• 3.低压缸 • 大机组由于蒸汽的容积流量大，排汽真空高，因此，低压缸尺寸很大。 目前，缸体的强度已不是什么重要问题，而如何保证缸体的足够刚度 和合理的排汽通道则是大机组低压缸的关键问题。为了改善低压缸的 热膨胀，600MW 机组低压缸采用三层缸结构，将通流部分设在内缸 中，使体积较小的内缸承受温度变化，而外缸及庞大的排汽缸则均处 于排汽低温状态，使其膨胀变形较小，这种结构还有利于设计成径向 排汽。以减小排汽损失，缩短轴向尺寸。为了减少汽轮机的余速损失， 尽可能将末级动叶排出的蒸汽动能转念为压力能，在末级动叶的出口 处设置了一种上下对称的扩压导流环，扩压导流环的型线是按照空气 动力学的要求设计的。在空负荷及初负荷情况下，不希望排汽缸过热， 为此，在末级出口处的扩压导流环上，设有一组减温水喷头，设计承 载转子的转速达到600rpm以上时自动投入，并在机组负荷15%前连 续运行。如果温度超过80℃，则必须通过增加负荷或改善真空逐步地 降低排汽缸的温度。排汽缸的极限温度为121℃，如果达到这一温度， 则应停机并排除故障。每个排汽缸的最上部设有Φ880mm 的大气安 全门，它是真空系统的安全保护措施。当凝汽器循环水突然中断时， 它能防止缸内蒸汽压力过高，保护排汽缸和凝汽器。 • 低压外缸提供向凝汽器排汽的通道。在外缸的内部装有两个内缸，它 将内缸的反作用力矩传递至基础上，并承受所有安装于外缸上部件的 结构重量。此外，低压外缸还必须承受真空负荷，因此需要具有足够 的强度和刚度，使其不产生过大的变形，以避免影响动、静部分间的 间隙。#1和#2低压外缸结构基本相同，均为是碳钢板的大型焊接件。 它们是汽轮机本体中尺寸最大的部件(图5-1-7)。
高压内缸(图5-1-2)亦为Cr钼合金钢铸件，为一具有中分面的鼓状圆筒 结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓联接固定。 高压内缸用固定于下半缸的支撑键支托于外缸水平中分面的下垫片处， 并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。其轴向定位 是借助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定 位的。这样，既能保持内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。在高 压内缸装有高压蒸汽室(喷嘴室)，高压平衡活塞汽封和高压隔板套。高压 蒸汽室和高压平衡活塞汽封与内缸的支撑方式亦为支撑键。高压隔板套 之电机端以凹槽与高压内缸上之凸缘相连，靠近中部通过支撑键支撑于 高压外缸上。为防止高压隔板套安装时的前倾趋向，在其电机端有一辅 助支撑，支撑于高压内缸的中分面上。内缸的中分面螺栓、支撑键、垫 片和定位销均采用不锈钢材料。在内缸的两端端部都开有孔，以供现场 需作动平衡时，向转子上安装平衡螺塞用。内缸下半底部开有疏水孔， 通过环形挠性疏水管穿过外缸引出，用来排去内缸进汽腔的积水。在高 压内缸部分有个需注意的特殊结构，就是在开启高压内缸上半时，一定 要装上吊住蒸汽室上半的专用螺钉，以防止因摩擦而将蒸汽室上半带起， 在起吊移动过程中落下损坏。而在扣好高压内缸后，则一定要拆下该螺 钉。
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
汽轮机介绍之给水泵汽轮机结构
给水泵汽轮机结构一、汽缸、蒸汽室喷嘴定汽轮机的汽缸属组合式汽缸，其结构简单。
汽缸沿水平法兰分为上、下两半缸。
汽缸又在第5压力级后垂直中分为前、后两部分，前部分汽缸称前汽缸，后部分汽缸称后汽缸。
前、后汽缸间的垂直中分面法兰用螺栓相接，上、下缸各用三只骑缝圆柱销定位，检修中不需拆开。
前汽缸采用碳素钢铸件制造。
低压蒸汽室和低压喷嘴室与前汽缸上半铸为一体，低压调节汽阀装在低压蒸汽室内，高压喷嘴室采用耐热合金钢铸件制造，一端与前汽缸下半的一侧面采用法兰方式用螺栓相接，另一端定位和支承在前汽缸下半的另一侧面，能让高压喷咀室在热态时自由膨胀，又能保持与汽缸的轴向相对位置。
前汽封各档腔室的壳体与前汽缸铸为一体。
前汽缸下半前部通过半圆法兰与前轴承座用螺栓相接，并用三只骑缝圆柱销定位和支承在前轴承座上。
后汽缸的后汽封各档腔室的壳体和后轴承座与后汽缸下半铸为一体，后轴承座内置有后径向轴承、回转设备和联轴器等部套。
后汽缸通过其下半的两侧支承于后座架上，支承面与汽缸中分面距离较近，因而后汽缸在垂直方向上受热膨胀时对水平中心的影响很小。
汽缸的绝对死点位于后汽缸下半的排汽口中心线与后汽缸下半的两侧支承面的中心线交点处。
汽缸纵向是通过与固定在基础上的后座架和后汽缸下半的两侧支承面间，位于中心处的左右两横向圆柱销定位，并能保证后汽缸受热后横向向两侧自由膨胀。
横向中心定位是通过后汽缸下半与固定在基础上的后汽缸导板和前轴承座与固定在基础上的前座架之间的纵向键定位，能保证汽缸与相接的前轴承座一起轴向自由膨胀。
二、通流部分1、转子为适应汽轮机采用的不同参数的蒸汽，高转速运行的情况，转子体采用符合QDZW102-84技术标准的高强度合金钢整锻加工制造。
该钢种具有较低的脆性临界转变温度，能适应急剧的负荷变化和快速起动。
由于转子体直径较小，因此无中心孔。
转子体上共有七只叶轮盘，顺汽流方向依次为单列调节级，第1至第6压力级叶轮。
各级叶轮均装有动叶片，轴的前端装有磁阻发送器，机械式危急遮断器和径向推力联合轴承，推力盘由转子体整体加工而成，轴的后端装有后径向轴承和联轴器的盘车齿圈等，总长3483mm，总重2740kg。
汽轮机结构：第一节汽缸说课讲解
（3）中压联合汽阀
概述 a.中压主汽阀与中压调节汽阀组合成一体就称为中 压联合汽门，简称中联门。 b.中压主汽阀属保护装置，它不参与负荷调节，其 阀门位置只有全开和全关两个位置，汽轮机复位后 即可开启该阀。 c.中压调节汽阀只在蒸汽旁路系统投入的情况下， 调节中压缸的进汽量，高负荷下旁路系统关闭时， 中压调节汽阀处于全开状态不参与调节，以避免引 起蒸汽节流损失。
（3）在双层缸的内、外缸夹层中可以通以 一定压力和温度的蒸汽来加热和冷却外缸 （内缸主要承受压力变化，起压力容器的作 用；外缸主要承受温差的变化）。
（4）采用双层缸优点：
1）每层汽缸承受的压差和温差减少，汽缸 壁和法兰的厚度减薄；
2）加快了启、停速度，有利于改善机组变 工况运行的适应性；
3）外缸的材料可以比内缸低一个等级而节 约了优质耐热合金钢。
2、解决方法
（1）低压缸一般采用钢板焊接结构和对 称分流（来满足大排汽通道的要求）， 并用加强筋加固。 （2）排汽室采用径向扩压结构，减小 排汽损失，保证有良好的流动性。 （3）低压缸采用双层或三层缸结构（内 缸承受高温，外缸接触的是排汽温度）。
3、低压缸的结构
（1）双层 结构的低压 缸
1-内缸；2-外缸； 3-排汽室；4-扩压 器；5-汽轮机后轴 承；6-隔板及隔板 套；7-扩压管斜前 壁；8-进汽口；9低压转子
（4）大功率汽轮机都设计成多缸结构。 如原国产300MW机组为四缸结构（高压 缸、中压缸、低压缸A与B），国产引进 型300MW机组为两缸结构（高中压合缸 与低压缸）；
国产亚临界600MW机组为四缸结构，即 由高压缸、中压缸、低压缸A与B组成； 国产超临界600MW机组为三缸结构，即 由高中压合缸、低压缸A与B组成；超超 临界600MW机组为两缸结构，即由高中 压合缸、低压缸组成。
汽轮机本体知识讲解
汽轮机本体知识讲解第一节汽缸结构与布置汽缸是汽轮机的外壳，是汽轮机最重要的部件之一。
也是汽轮机中重量大，形状和受力状态复杂的一个部件。
汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽热能转换为机械能的封闭汽室。
并在其内部支承固定喷嘴组、隔板套（静叶持环）、隔板情争叶环）、汽封等静止部件。
汽缸外部还连接有进汽、排汽、回热抽汽及疏水等管道以及支承座架等。
汽缸应具有足够的强度和刚度，以承受工作时汽缸内外的压力差、蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力和各种连接管道热状态时对汽缸的作用力。
同时，能承受各零件的自重和管道的安装拉力，以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均而引起的热应力。
特别是在快速启动、停机区!工况变化时，将引起很大的温度变化,会在汽缸和法兰中产生很大的热应力和热变形。
不同机组的汽缸有不同的结构特点，它受机组容量、新汽参数、排汽参数、是否采用中间再热以及制造厂家的制造方法、工艺水平等各方面的影响。
例如，根据进汽参数的不同，可分为高压缸、中压缸和低压缸：按每个汽缸的内部层次可分为单层缸、双层缸和三层缸：按通流部分在汽缸内的布置方式可分为顺向布置、反向布置和对称分流布置：按汽缸形状可分为有水平接合面的或无水平接合面的和圆筒形、圆锥形、阶梯圆筒形或球形等等。
本汽轮机为反动式、单轴、二缸、二排汽结构，设有一个高中压缸和一个低压缸，其中高压缸由1级单列调节级和11级压力级组成，中压缸有8级，低压缸有2x6级，轴系转子联轴器采用刚性连接。
主蒸汽从锅炉经2根主蒸汽管分别到达汽轮机两侧的主汽门和调节汽阀，并由4根挠性导汽管进入设置在高压缸内。
在高压缸做功后从下部排出回到锅炉再热器；从锅炉再热器出来的再热蒸汽到达汽轮机两侧的再热主汽门与再热调节汽阀，并从上、下部两侧进入中压缸。
在中压缸做功后向上排汽经中低压连通管导入低压缸内，在低压缸做功后分别流向二端排汽口进入下部凝汽器。
图1汽缸剖切图第二节阀门本汽轮机的阀门主要有主汽门、调节汽阀、再热主汽门及再热调节汽阀，各阀门分别装于高中压缸两侧。
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（二）汽缸结构整体概述
（1）一般为水平中分形式，上、下两个 半缸通过水平法兰用螺栓紧固。 （2）为便于加工和运输，汽缸也常以垂 直结合面分成几段，并通过法兰螺栓连 接（大机组主要用于低压缸）。 （3）汽缸通过猫爪或撑脚支承在轴承座 或基础台板上，汽缸的外部连接有进汽、 排汽、抽汽等管道。
（4）大功率汽轮机都设计成多缸结构。 如原国产300MW机组为四缸结构（高压 缸、中压缸、低压缸A与B），国产引进 型300MW机组为两缸结构（高中压合缸 与低压缸）； 国产亚临界600MW机组为四缸结构，即 由高压缸、中压缸、低压缸A与B组成； 国产超临界600MW机组为三缸结构，即 由高中压合缸、低压缸A与B组成；超超 临界600MW机组为两缸结构，即由高中 压合缸、低压缸组成。
1、滑销系统的组成
组成：主要由横销、纵销、立销、角销 组成。
横销——引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起定 位作用。高、中压缸猫爪与轴承座之间设有横 销；低压缸搭脚与台板之间设有横销，左右各 一个成对出现。 纵销——引导轴承座和汽缸沿轴向滑动，并限 制轴向中心线横向移动。安装在轴承座底部与 台板之间及低压缸两端与台板之间（低压轴承 座与低压外下缸一体时）。
（5）根据每个汽缸的工作条件不同，汽缸 可以设计成单层缸（大机组还要有隔板套， 主要用于中压缸）、双层缸（反动式汽轮机 还可以有静叶持环，高、中、低压缸都可以 采用）和三层缸（主要是低压缸）。 （6）汽缸的形状大体上可分为圆筒形、圆 锥形和阶梯圆筒形。
（三）汽缸的受力与要求
受力： （1）承受本身和装在其内部零部件的重量。 （2）承受内外压差的作用力。 （3）承受沿汽缸轴向和径向温度分布不均 匀而产生的热应力。 （4）承受隔板前后压差的作用力和蒸汽通 过喷嘴时的反作用力。
（3）中压联合汽阀
概述 a.中压主汽阀与中压调节汽阀组合成一体就称为中 压联合汽门，简称中联门。 b.中压主汽阀属保护装置，它不参与负荷调节，其 阀门位置只有全开和全关两个位置，汽轮机复位后 即可开启该阀。 c.中压调节汽阀只在蒸汽旁路系统投入的情况下， 调节中压缸的进汽量，高负荷下旁路系统关闭时， 中压调节汽阀处于全开状态不参与调节，以避免引 起蒸汽节流损失。
6、连通管
连通管由钢板卷曲后焊接而成，为 了使汽流在管内流动时压损尽可能 小，在每个斜接的弯管中，装入一 组由多个叶片组成的导流叶片环， 以使汽流平稳的改变方向，减小汽 流流动阻力。上部有检查维修用的 人孔门。
3、国产引进型300MWቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮机
不设法兰螺栓加热装置。主要原因有：
（1）法兰螺栓直径小、节距密，且尽可能靠 近汽缸内壁。 （2）外缸两侧设计成温差大而压差小，可采 用较薄的缸壁和较窄的法兰；内缸两侧温差小 而压差大，主要承受压应力，而沿壁厚的温度 剃度减至最小。 （3）该机组的动、静间隙较大，可增大胀差 的限制值。
冲动式汽轮机——高压缸结构
中压缸结构
冲动式——高、中压合缸结构
（五）低压缸
包括：低压通流部分和排汽室。
1、低压缸的工作特点
（1）尺寸：大功率汽轮机低压缸的工作压力低， 但排汽容积流量很大，使低压缸的尺寸很大。 （2）排汽口：为了增大汽轮机的功率，排汽口 数目多。 （3）强度、刚度：低压缸内蒸汽的压力比较低， 但进出口温度差比较大，缸体强度一般没有什么 问题。其结构设计时的重要问题是保证刚度。 （4）流动性：保持良好的流动性，以减小排汽 损失；并将排汽动能转换成为压力能，降低排汽 压力，提高蒸汽作功能力。 （5）热膨胀：低压缸进排汽温差大，体积庞大， 热膨胀也是一个主要问题。
（2）低压缸
（3）国产引进型300MW汽轮机低压缸-三层
1-外缸；2-次内缸；3-内缸；4-静叶持环；5-静叶及静叶环；6-动叶
4、低压缸顶部的密封
低压缸进汽通道 与低压外缸及第 二层内缸之间采 用了顶部密封结 构，有利于补偿 低压三层汽缸之 间的相对膨胀和 中低压连通管的 膨胀。 1-进汽通道；2外缸；3-次内缸
（一）进汽部分的布置方式
1、阀门布置情况 高压联合汽阀：包括高压主汽阀和高压 调节汽阀。表示方法（TV，GV ）或 （ MSV，CV） 中压联合汽阀（CRV）：包括中压主汽阀 （RSV）和中压调节汽阀（IV）。
600MW超临界汽轮机高压进汽部分
高压联合阀
中联门
进汽喷嘴布置
（1）高压主汽阀
2、解决方法
（1）低压缸一般采用钢板焊接结构和对 称分流（来满足大排汽通道的要求）， 并用加强筋加固。 （2）排汽室采用径向扩压结构，减小 排汽损失，保证有良好的流动性。 （3）低压缸采用双层或三层缸结构（内 缸承受高温，外缸接触的是排汽温度）。
3、低压缸的结构
（1）双层 结构的低压 缸
1-内缸；2-外缸； 3-排汽室；4-扩压 器；5-汽轮机后轴 承；6-隔板及隔板 套；7-扩压管斜前 壁；8-进汽口；9低压转子
概述 a.大型机组为减小流动损失，在主汽阀前边 的蒸汽管道上不再装设电动主汽阀及其它阀 门，因此主汽阀就是汽轮机进汽的总阀门。 b.汽轮机正常运行时，主汽阀全开；汽轮机 停机时，主汽阀关闭。
C.主汽阀的主要功能是：运行中当汽轮机的 任一遮断保护装置动作时，主汽阀应能快速 关闭，实现停机；机组启动时用于预暖调节 阀腔室（预启阀开启进行预暖，也可以通过 设置旁路阀进行预暖）；另外还可以对汽轮 机的进汽量进行控制。 d.要求主汽阀完成关闭动作的时间＜0.2s。
中联门结构示意图
1-主汽阀阀杆； 2-阀杆套筒； 3-中联门阀壳； 4-主汽阀阀碟； 5-预启阀； 6-主汽阀阀座； 7-阀杆； 8-配汽杠杆； 9-阀杆套筒； 10-阀盖； 11-调节阀预启阀； 12-碟阀套筒； 13-调节阀阀碟； 14-滤网； 15、17-弹簧室； 16、18-油动机
二、汽缸
要求：
应保证汽缸有足够的强度和刚度、通流 部分有较好的流动性能、各部分受热时 能自由膨胀且中心不变、形状简单对称， 并尽量减小热应力。
（四）高中压缸的工作特点
（1）高、中压缸内温度很高，高压缸还 承受着蒸汽的高压作用（如超临界 600MW汽轮机的新蒸汽参数为24.2MPa、 560℃，调节级喷嘴出口参数可达为 16MPa左右、温度530℃左右）。 （2）高参数、大功率汽轮机的高压缸多 采用双层结构，有的机组甚至中压缸也 采用双层缸。
2、汽轮机各部位滑销
（a）立销；（b）猫爪横销；（c）横销、纵销；（d）角销
3、国产引进型300MW汽轮机滑销系统
1-纵销；2-猫爪横销；3-定中心梁；4-纵销；5-横销
复习思考题：
1、汽轮机本体有哪些部件组成？ 2、了解阀门的进起部分，熟悉阀门的名称和 英文简写。 3、清楚汽缸的作用，熟悉汽缸的结构。 4、高、中压缸和低压缸为什么要采用双层缸？ 低压缸喷水装置的作用是什么？ 5、汽缸的支承方式有哪些？怎样支承？ 6、滑销系统有哪些销子组成？其作用和位置 怎样？
二、
进汽部分与汽缸
一、进汽部分
汽轮机的进汽部分就是高压缸的前端， 即从调节汽阀到调节级喷嘴这段区域。 对多缸汽轮机包括：高压进汽部分和中 压进汽部分。 它主要包括蒸汽室（调节汽阀的）、主 蒸汽导汽管、导汽管与汽缸的连接部分、 阀门和喷嘴室，是汽轮机中承受蒸汽压 力和温度最高的部分。
导汽管：将通过调节汽阀的蒸汽送进汽轮机的 喷嘴室。 喷嘴室：将蒸汽送进汽轮机通流部分的直接部 套，上面固定有汽轮机的第一级喷嘴（组）。 调节汽阀：用来改变进入到汽轮机的蒸汽量， 调节汽轮机的转速或功率，并控制第一级的通 流面积（高压调节汽阀）。 主汽阀：汽轮机保护装置的主要执行元件，起 保护汽轮机安全的作用。
高压主汽阀结构示意图
1-阀盖； 2-预启阀； 3-阀碟； 4-阀杆； 5-阀壳； 6-阀杆套筒； 7-阀座； 8-阀座前疏水； 9-阀座后疏水； 10-阀杆漏汽； 11-弹簧室； 12-油动机
（2）高压调节汽阀
概述 a.各调节汽阀的出口通过导汽管分别与高 压缸的四个喷嘴蒸汽室相连接。 b.汽轮机正常运行时，通过调节汽阀来 改变进入到汽轮机的进汽量，从而改变 汽轮机的负荷。
三、汽缸的支承
单缸汽轮机的支承分为高压侧支承和低压 侧支承。 多缸汽轮机的支承分为高压缸支承、中压 缸支承或高中压缸支承、低压缸支承。不 仅有外缸支承，还有内缸支承。 外汽缸通过其外伸的搭脚（猫爪）支承在 轴承座或基础台板上。 内汽缸通过搭脚支承在外缸水平结合面的 凸台或凹槽上。
四、滑销系统
设置原因：汽轮机在启动、停机 和工况变化时，温度变化较大， 将产生膨胀和收缩。为了保证汽 缸能定向自由膨胀，并能保持与 转子中心一致，避免因膨胀不畅 产生不应有的应力及机组振动， 因而必须设置一套滑销系统。
（3）在双层缸的内、外缸夹层中可以通以 一定压力和温度的蒸汽来加热和冷却外缸 （内缸主要承受压力变化，起压力容器的作 用；外缸主要承受温差的变化）。 （4）采用双层缸优点： 1）每层汽缸承受的压差和温差减少，汽缸 壁和法兰的厚度减薄； 2）加快了启、停速度，有利于改善机组变 工况运行的适应性； 3）外缸的材料可以比内缸低一个等级而节 约了优质耐热合金钢。 缺点：增加了安装、检修工作量。
立销——引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与 纵销共同保持机组的轴向中心不变。安装 在汽缸与轴承座之间及低压缸尾部与台板 之间（低压轴承座与低压外下缸分离时）。 死点——纵销中心线与横销中心线的交点 为汽缸膨胀的固定点------死点。凝汽式汽 轮机的死点多布置在低压排汽口的中心或 附近。死点可以是一个、两个或三个等。
5、低压缸的喷水装置
设置原因：
汽轮机启动、空负荷及低负荷运行时， 由于蒸汽流量小，不能带走鼓风摩擦所 产生的热量，使排汽缸温度升高、汽缸 变形，引起机组振动或发生事故。