汽轮机原理及构造

1.汽轮机工作原理
无论在常规火电厂 还是在核电站中， 都是采用汽轮机来 驱动发电机的。由 于汽轮机亦可变速 运行，所以还可用 它来驱动各种泵、 风机、压气机和船 舶的螺旋桨等。
1.汽轮机工作原理
近代大功率汽轮机都是由若干个级构成的 多级汽轮机。"级"是汽轮机中最基本的工 作单元。在结构上它是由静叶栅(喷嘴栅) 和对应的动叶栅所组成。从能量观点上看， 它是将工质(蒸汽)的能量转变为汽轮机机 械能的一个能量转换过程。工质的热能在 喷嘴栅中(也可以有部分在动叶栅中)首先 转变为工质的动能，然后在动叶栅中再使 这部分动能转变为机械能。
8.汽封 （PDG）
在汽轮机工作时，转子高速旋转，而汽缸、 隔板等部件都是固定不动的。因此转子和 固定部分之间必须保持一定的间隙，以保 证彼此间不发生相互碰擦。蒸汽的绝大部 分在喷嘴和叶片的通道中流动做功，但一 小部分将会从间隙中泄漏而不做功。此外 转子穿出汽缸处也必须留有间隙，因而也 会有蒸汽外漏，或空气内漏。
12.联轴器
联轴器又称靠背轮， 用来连接汽轮发电机 组中的各个转子，并 把汽轮机的功率传递 给发电机。在汽轮发 电机组中常用的联轴 器形式有三种：固定 式联轴器，半固定式 联轴器和挠性联轴器。
东热电厂1#机汽轮机概述
1、新蒸汽经主汽门后分两部进入汽轮机， 新蒸汽在汽机内膨胀作功，至第二级压力 为二路，一路抽出供工业抽汽，一路经低 压调速器进入低压段通流部分继续作功， 作功后的蒸汽由后汽缸排入凝汽器，在冷 凝器内被凝结水后由凝结水泵排出，经过 两级射汽抽汽器、汽封加热器、低压加热 器后进入除氧器，再由给水泵抽出，经过 高压加热器，送至锅炉。
1.25 Mpa （17）本机组除上述主要保护外，还有热膨胀监视器、轴瓦推力瓦
温度监视等。
（18） 本机组装有盘车装置，盘车转速为 18r/min
六、油系统：
1、机组正常运行时，主油泵供整个润滑系统、调节保安系 统用油。
2、油系统设有两台注油器，采用并联形式，一台注油器供 主油泵进口用油，另一台供各个轴承润滑用油。
9.轴承
推力轴承的作用是 承受蒸汽作用在转 子上的轴向力和发 电机传来的轴向力， 并确定转子的轴向 位置，以保证通流 部分保持合理的轴 向间隙。
10.叶轮
叶轮是一个圆盘型部件，由轮缘、轮 面和轮毂三部分组成。轮缘是用来固 定叶片，其几何形状与叶片根部结构 有关。轮面是叶轮的中间部分，它把 轮缘和轮毂联为整体。套装叶轮和主 轴套装的部分称为轮毂，它是受力最 大的部位。
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3、转子 转子为套装式柔性转子，各级叶轮间
由汽封套筒隔开，叶轮及汽封套筒配套于 主轴上，与轴间装有轴向平键，转子前部 有主油泵体、轴向位移挡油盘、转速传感 器发讯齿轮，后部有刚性联轴器与发电机 直联，汽机端半联轴器带有盘车齿轮。
4、 固定部分
汽缸是由前汽缸、中汽缸、后汽缸组成，后汽缸尾部设有 汽缸导板，作后汽缸轴向导向，后汽缸上有圆柱销线和导板平键 中心线的交点作为后缸的死点，前汽缸与前轴承座采用下猫爪结 构联结，后汽缸与冷凝器是直接连接的，在后汽缸的上半部装有 一个薄膜式安全阀。高低压喷嘴组为焊接式结构，低压段3～7级 采用铸造隔板，其余采用带焊式结构。低压蒸汽室与汽缸分为两 体。前轴承座为铸造结构，内装有推力轴承、主轴承、转速表及 传动机构、调节器、危急遮断油门、轴向位移遮断油门、磁力断 路油门、轴向位移传感器、轴承温度计、轴瓦测温铜热电阻出线 插头座，前轴承座安装在前座架上，结合面上有纵向滑销，可以 沿轴向在前座架上滑动，以使汽缸膨胀时自由伸长，机头装有热 膨胀指示器，可显示汽缸热膨胀数值及报警。后轴承座与后汽缸 一体为铸造结构，内有汽轮机后轴承、发电机前轴承、盘车装置 、联轴器护罩、轴承温度计、轴瓦测温铜热电阻电线插头座。轴 承分前后轴承，直径为Φ200，汽机推力轴承和前轴承组成球面 联合轴承，推力轴承为摆动瓦块式，主推力瓦块10块，副推力瓦 块10块。主推力瓦回油处设有二个调节针阀，可根据回油温度调 节油流量。前后轴承为椭圆轴承，轴瓦上装有小型铜热电阻。
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2、通流部分与转子结构： 机组的通流部分是以抽汽口为界，分为高压
段和低压段，高压段有一个双列调节级和二个压 力级，低压段有一双列调节级和七个压力级，各 级动静叶均有轴向和径向汽封，除低压段后两级 为扭叶片外，其余均为直叶片。高压加热器由工 业抽气抽出。除氧器用汽从低压段第三压力级后 抽出，低压加热器从第六压力级后抽出（为不可 调抽汽）
3、系统中设有一台滤油器，可单侧也可双侧运行。 4、为了启动、停机及事故情况下油系统工作正常，系统中 还设有三台辅助油泵，一台高压交流油泵和两台（交流直流） 润滑油泵，
5、系统中设有两台冷油器，允许单独一台或两台并列运行。 6、系统中有一个容积为5M3 的主油箱。
学无止境
表）
机械，两种保护动作，停机。
当轴向位移增大至 0.4 mm时 发出声光报警信号 当轴向位移增大至 0.7 mm时 停机（电保护）
（11）危急遮断器和轴向位移遮断器： 两装置均为机械、手动两用保护装置，任一动作都会造成
停机。
（12）磁力断路油门： 当任一停机电保护动作时或手按停机按钮后，都将使该
油门电磁铁电路接通，使磁力断路油门动作，关闭自动
主蒸汽压力（MPa) 0.12~1.5 2~4 6~10 12~14 16~18 >22.1 >32
二、汽轮机型号的表示方法
汽轮机型号的组成为：
型式 额定功率
Δ XX - XX - XX
变型设计次序 蒸汽参数
例：N150-13.2/535/535
1500MW凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为13.2MPa，温度为 535ºC,再热蒸汽温度535ºC。
8.汽封 （PDG）
不论哪种间隙，都 会因漏汽而造成损 失，降低汽轮机的 效率。为了减少上 述漏汽损失，设置 了汽封装置。汽封 可分为三大类，通 流部分汽封、隔板 汽封和轴端汽封 （简称轴封）。
9.轴承
轴承在汽轮机中 可分成支持轴承 和推力轴承两种。 支持轴承的作用 是支撑转子的重 力，确定转子的 径向位置，保证 转子与固定部分 保持同心度。
主汽门、调速汽门、抽汽逆止门。
（13）本机组在任何情况下停机时，自动主汽门、调速汽门、抽汽 逆止门均会同时关闭。抽汽逆止门也可单独关闭。
（14）自动主汽门关闭时间： ≤ 1 秒 （15） 本机组后气缸装有一个薄膜式排大气安全阀，动作压力 0.1
Mpa （16）在可调抽汽管道上装有一套杠杆脉冲式安全阀，动作压力
6.喷嘴
喷嘴又称静叶片， 蒸汽流经喷嘴时， 产生膨胀，压力降 低，速度增大，把 蒸汽的热能转换成 动能，并以一定的 角度进入叶片，完 成蒸汽在汽轮机中 的能量转换。
7.隔板、隔板套
隔板的作用 是固定喷嘴， 并把汽缸分 成若干个汽 室，使蒸汽 的压力和温 度逐级降落。
7.隔板、隔板套
为了便于拆装，隔板都制成水平对分的两 个半圆板体，并将数块隔板固定在隔板套 中，再将隔板套固定在汽缸内壁，以简化 汽缸的几何形状。隔板套常以抽汽点为分 段，以形成抽汽腔室。
2.东热电厂汽轮机的型号
汽轮机机组型号C12-4.9/0.98。机组由 青岛汽轮机厂制造。单缸、中温、次高压、 冲动冷凝式带有一段可调、二、三段不可调 抽汽汽轮机。
3.汽轮机本体结构
汽轮机本体结构分为固定部分和转 动部分。固定部分包括汽缸、滑销 系统、隔板、隔板套、喷嘴、汽封、 轴承以及一些紧固零件。转动部分 包括主轴、叶轮、叶片、拉筋、围 带、联轴器和紧固件。
11.叶片
叶片是汽轮机中数量 最多的零件，也是汽 轮机中最重要的零件 之一，是将蒸汽的动 能转换成机械能的主 要零件。叶片一般由 叶根、叶型（工作部 分）和连接件，即围 带或拉筋组成。
11.叶片
叶片通过叶根安装在轮缘 上。叶型决定叶栅流道的 形状。围带也称复环或包 箍，装在叶片的外圆柱面 处，其作用除加强叶片刚 度外，还可以减少漏气量。 拉筋穿装在叶型部分的拉 筋孔内，或自由穿过，或 与叶片焊牢，以调整叶片 的振动特性。
4.汽缸
汽缸是汽轮机的主 要部件之一，其作 用是将流经汽轮机 内的蒸汽与外界隔 绝，使蒸汽形成一 个封闭的流动空间， 以完成能量的转换。
4.汽缸
为了便于加工装配 和检修，汽缸一般 做成水平对分形式， 在水平法兰处用螺 栓紧固。汽缸内装 有喷嘴室、隔板、 隔板套和汽封等部 件。
5.滑销系统
汽缸和轴承座安装在基础台板上，为 了保证汽缸能定向膨胀，设置了滑销 系统。滑销系统由纵销、横销和立销 组成。纵销和横销的交点，确定了汽 缸的膨胀死点，立销则保证汽缸在垂 直方向的定向膨胀。
汽轮机原理 及构造
一、汽轮机的分类
1、按工作原理分
冲动式汽轮机 反动式汽轮机
2、按热力特性分
凝汽式汽轮机 背压式汽轮机 抽汽式汽轮机 抽汽背压式汽轮机 多压式汽轮机
3、按主蒸汽压力分
汽轮机类别 低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机 超超临界压力汽轮机
5、调节系统和保护装置： （1） 配汽方式：喷嘴调节形式(即群阀提板式) （2） 调节系统：采用二次放大全液压系统，本系统由调速和
调压两大部分组成，主要部件由径向钻孔离心式主油泵、同步 器、压力变换器、启动阀、错油门、油动机及调压器，等主要 部件组成。其速度变动率为 4.5% 迟缓率为 ≤0.5% （3）同步器： 调整范围 -4% +6% （4）调压器： 调整范围 10% 0.78～1.275 Mpa （5）启动阀：紧急停机时，能将调节汽阀完全关闭。另外检修 可自由控制调节汽阀的开度。
（6）飞锤式危急遮断器：动作转速为额定转速的10%—12%即 动作转速为3300—3360r/min 复位转速为 3000 r/min
（7）低油压保护：当润滑油压降至0.05Mpa时，发声光报警 信号当润滑油压降至0.04Mpa时启动交流事故油泵，当润滑 油压降至0.03Mpa时启动直流事故油泵当润滑油压降至 0.02Mpa时，停机（电保护）当润滑油压降至0.15Mpa时 停 盘车
汽轮机型式代号见下表：
代号 N B C CC
型式 凝汽式 背压式 一次调整抽汽式 两次调整抽汽式
代号 CB CY Y HN
型式 抽汽背压式 船用 移动式 核电汽轮机
三.汽轮机工作原理
汽轮机是一种将水 蒸气的热能转换成 机械功的高速旋转 式原动机，具有单 机功率大、效率高、 转速快、运转平稳 和寿命长的特点。
（8）低真空保护： 当冷凝器真空降至-0.087Mpa时， 发出声光报警信号 当冷凝器真空降至-0.06 Mpa时， 停机（电保护）
（9）高油温保护： 当润滑油温达 65℃时， 发出声光报警信号 当润滑油温wenku.baidu.com 75℃时， 停机（电保护）
（10）轴向位移增大和轴向位移油压低保护： 当轴向位移增大，油压低至0.245Mpa时，电气（油压