汽轮机原理(第六章)
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（2）结构与固定方式
隔板套的结构与固定方式如图6－15 所示。 隔板固定在隔板套中，隔板套再固定 在汽缸上。
图6-15 隔板套 1—上隔板套；2—下隔板套；3—连接螺栓；4—上汽缸；5— 下汽缸；6—悬挂销；7—垫片；8—平键；9—定位销；10—顶开螺钉
3.静叶环和静叶持环
静叶环相当于冲动式汽轮机的隔板， 静叶持环相当于冲动式汽轮机的隔板套。 如图6－16,6-17所示。
第六章 汽轮机主要零件结构与 振动
汽轮机本体包括:静止部分和转动部分
静止部分：汽缸、隔板、隔板套、喷 嘴、汽封、滑销系统、法兰、 螺栓等。
转动部分：轴、叶轮、叶片、联 轴器、盘车装置等。
第一节 汽轮机静止部分结构
一、汽缸
1.作用 汽 轮机的外壳，其作用有两
个：封闭作用；支承、固定作用。
2.分类
（1）按汽缸进汽参数：高压缸，中压缸，低 压缸。
①围带 作用：增加叶片抗弯刚度,降低叶片中汽流产
生的弯应力,调整叶片频率以提高其振动安全性; 构成封闭的汽流通道,减小叶顶漏汽损失。
结构形式：常见的结构形式有整段围带、铆 接围带、弹性拱形围带，如图6－34所示。
②拉金
6－34 常见围带结构形式 (a)整体围带 (b)铆接围带 (c)拱形围带
图6-7 高中压内下缸外形图
图6-8 高中压内上缸外形图
图6-9 高中压外下缸
6.滑销系统 （1）滑销系统的作用
保证汽缸能定向自由膨胀或收缩，并保证 汽缸膨胀或收缩时，汽缸与转子的中心一致。 （2）滑销的种类
主要由纵销、横销、竖销（立销）、猫爪 横销、角销等组成。
（3）汽缸的膨胀死点
纵销的中心线与横销中心线的交点。
三、轴承
分两大类：径向支持轴承；轴向推力 轴承。 （一）轴承的工作原理 如图6－18，6－19所示。
（二）径向支持轴承
1.作用 支承转子的重量及转子旋转时产生
的不平衡离心力，并确定转子的径向位 置。 2.种类
（1）圆筒形轴承
如图6－20所示。
（2）椭圆形轴承 如图6－21所示。
（3）三油楔轴承 如图6－22所示。
（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
采用双层缸，如图6－2, 6－3所示。
4.300MW汽轮机汽缸简介
图6－2 优化引进型300MW机组汽轮机高中压内外缸蒸 汽冷却（加热）系统结构
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方式，轮式 转子又分为： ①套装转子
叶轮等部件加工好后“红套”在主轴上， 如图6－26所示。
优缺点：（简述） 适用场合：常用于低压转子。
②整锻转子 将叶轮等部件与主轴一起锻造加工而成。
如图6－27所示。
优缺点：（简述） 适用场合：常用于大功率汽轮机高中压转子。 注：目前300MW、600MW机组高、中、低压 转子广泛采用整锻转子。
（4）可倾瓦轴承 如图6－23所示。
（二）推力轴承
1.作用 承受转子的轴向推力，并确定转子
的轴向位置。 2.结构及工作原理
如图6－24,6－25所示。
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）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。
（4）国产优化引进型300MW汽轮机滑销系统 如图6－10所示。
图6－10 300MW汽轮机滑销系统
二、隔板、隔板套和静叶环、静叶持环
1.隔板 （1）组成与作用
主要由隔板体、静叶片和隔板外缘 组成，如图6－11，6－12所示。 其作用是：固定喷嘴；分隔汽室。
图6－11 隔板结构示意图
图6-12 600MW汽轮机第9、10、11级隔板结构图
矩。 2. 叶轮的结构
叶轮由轮缘、轮面和轮骰 三部分组成，如图6－30所示。
3. 叶轮的分类
按照轮面的型线可分为：等 厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线 形叶轮和等强度叶轮，如图6－ 31所示。
三、 动叶片
1.叶片的结构与分类
叶片的结构示意图如图 6－32所示。
叶片分为三部分：叶型部分、叶根、叶顶
图6-32 汽轮机叶片结构图
（1）叶型
叶型为叶片的工作部分。按叶型沿叶高横 断面是否变化可分为：等截面叶片和变截面叶 片（扭叶片）。
（2）叶根 电厂汽轮机常用叶根主要
有T型叶根、叉型叶根和纵树叶 根，如图6－33所示。
说明各叶根的结构特点及适 用场合。
（3）叶顶
汽流通道的上表面，并通过围带的不同 结构起到调整叶片频率作用 。包括在叶顶 处将叶片连接成组的围带和在叶型部分将叶 片连接在成组的拉金。
③焊接转子 由若பைடு நூலகம்个叶轮和两个端轴拼焊而成。
如图6－28所示。
优缺点：（简述） 适用场合：常用于大功率汽轮机的低压转子。
④组合转子 由整锻转子和套装转子组合而成。
如图6－29所示。
适用场合：用于大功率汽轮机的中低压转子， 如国产200MW汽轮机的中低转子。
二、 叶轮
1. 叶轮的作用 安装叶片，并传递汽流力作用在叶栅上的扭
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。
2.隔板套 （1）优缺点
优点：便于拆装；有利于抽汽口的布置； 缩短了汽轮机的轴向尺寸；简化了汽缸 形状；有利于机组的启停和负荷变化。 缺点：增大了汽缸的径向尺寸，使相应的 法兰厚度增加，延长了机组的启停时间。
图6－3 优化引进型300MW机组汽轮机高中压缸纵剖面 图
（3）低压缸 采用三层缸，如图6－4所示。
图6－4 优化引进型300MW机组汽轮机低压缸纵剖面图
附：图6－3, 6－4标注。
5.300MW汽轮机进汽部分 如图6－5所示。
图6－5 喷嘴室横断面图
图6－6 喷嘴组－蒸汽室－调节阀布置
附：国产600MW汽轮机汽缸结构
隔板套的结构与固定方式如图6－15 所示。 隔板固定在隔板套中，隔板套再固定 在汽缸上。
图6-15 隔板套 1—上隔板套；2—下隔板套；3—连接螺栓；4—上汽缸；5— 下汽缸；6—悬挂销；7—垫片；8—平键；9—定位销；10—顶开螺钉
3.静叶环和静叶持环
静叶环相当于冲动式汽轮机的隔板， 静叶持环相当于冲动式汽轮机的隔板套。 如图6－16,6-17所示。
第六章 汽轮机主要零件结构与 振动
汽轮机本体包括:静止部分和转动部分
静止部分：汽缸、隔板、隔板套、喷 嘴、汽封、滑销系统、法兰、 螺栓等。
转动部分：轴、叶轮、叶片、联 轴器、盘车装置等。
第一节 汽轮机静止部分结构
一、汽缸
1.作用 汽 轮机的外壳，其作用有两
个：封闭作用；支承、固定作用。
2.分类
（1）按汽缸进汽参数：高压缸，中压缸，低 压缸。
①围带 作用：增加叶片抗弯刚度,降低叶片中汽流产
生的弯应力,调整叶片频率以提高其振动安全性; 构成封闭的汽流通道,减小叶顶漏汽损失。
结构形式：常见的结构形式有整段围带、铆 接围带、弹性拱形围带，如图6－34所示。
②拉金
6－34 常见围带结构形式 (a)整体围带 (b)铆接围带 (c)拱形围带
图6-7 高中压内下缸外形图
图6-8 高中压内上缸外形图
图6-9 高中压外下缸
6.滑销系统 （1）滑销系统的作用
保证汽缸能定向自由膨胀或收缩，并保证 汽缸膨胀或收缩时，汽缸与转子的中心一致。 （2）滑销的种类
主要由纵销、横销、竖销（立销）、猫爪 横销、角销等组成。
（3）汽缸的膨胀死点
纵销的中心线与横销中心线的交点。
三、轴承
分两大类：径向支持轴承；轴向推力 轴承。 （一）轴承的工作原理 如图6－18，6－19所示。
（二）径向支持轴承
1.作用 支承转子的重量及转子旋转时产生
的不平衡离心力，并确定转子的径向位 置。 2.种类
（1）圆筒形轴承
如图6－20所示。
（2）椭圆形轴承 如图6－21所示。
（3）三油楔轴承 如图6－22所示。
（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
采用双层缸，如图6－2, 6－3所示。
4.300MW汽轮机汽缸简介
图6－2 优化引进型300MW机组汽轮机高中压内外缸蒸 汽冷却（加热）系统结构
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方式，轮式 转子又分为： ①套装转子
叶轮等部件加工好后“红套”在主轴上， 如图6－26所示。
优缺点：（简述） 适用场合：常用于低压转子。
②整锻转子 将叶轮等部件与主轴一起锻造加工而成。
如图6－27所示。
优缺点：（简述） 适用场合：常用于大功率汽轮机高中压转子。 注：目前300MW、600MW机组高、中、低压 转子广泛采用整锻转子。
（4）可倾瓦轴承 如图6－23所示。
（二）推力轴承
1.作用 承受转子的轴向推力，并确定转子
的轴向位置。 2.结构及工作原理
如图6－24,6－25所示。
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）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。
（4）国产优化引进型300MW汽轮机滑销系统 如图6－10所示。
图6－10 300MW汽轮机滑销系统
二、隔板、隔板套和静叶环、静叶持环
1.隔板 （1）组成与作用
主要由隔板体、静叶片和隔板外缘 组成，如图6－11，6－12所示。 其作用是：固定喷嘴；分隔汽室。
图6－11 隔板结构示意图
图6-12 600MW汽轮机第9、10、11级隔板结构图
矩。 2. 叶轮的结构
叶轮由轮缘、轮面和轮骰 三部分组成，如图6－30所示。
3. 叶轮的分类
按照轮面的型线可分为：等 厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线 形叶轮和等强度叶轮，如图6－ 31所示。
三、 动叶片
1.叶片的结构与分类
叶片的结构示意图如图 6－32所示。
叶片分为三部分：叶型部分、叶根、叶顶
图6-32 汽轮机叶片结构图
（1）叶型
叶型为叶片的工作部分。按叶型沿叶高横 断面是否变化可分为：等截面叶片和变截面叶 片（扭叶片）。
（2）叶根 电厂汽轮机常用叶根主要
有T型叶根、叉型叶根和纵树叶 根，如图6－33所示。
说明各叶根的结构特点及适 用场合。
（3）叶顶
汽流通道的上表面，并通过围带的不同 结构起到调整叶片频率作用 。包括在叶顶 处将叶片连接成组的围带和在叶型部分将叶 片连接在成组的拉金。
③焊接转子 由若பைடு நூலகம்个叶轮和两个端轴拼焊而成。
如图6－28所示。
优缺点：（简述） 适用场合：常用于大功率汽轮机的低压转子。
④组合转子 由整锻转子和套装转子组合而成。
如图6－29所示。
适用场合：用于大功率汽轮机的中低压转子， 如国产200MW汽轮机的中低转子。
二、 叶轮
1. 叶轮的作用 安装叶片，并传递汽流力作用在叶栅上的扭
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。
2.隔板套 （1）优缺点
优点：便于拆装；有利于抽汽口的布置； 缩短了汽轮机的轴向尺寸；简化了汽缸 形状；有利于机组的启停和负荷变化。 缺点：增大了汽缸的径向尺寸，使相应的 法兰厚度增加，延长了机组的启停时间。
图6－3 优化引进型300MW机组汽轮机高中压缸纵剖面 图
（3）低压缸 采用三层缸，如图6－4所示。
图6－4 优化引进型300MW机组汽轮机低压缸纵剖面图
附：图6－3, 6－4标注。
5.300MW汽轮机进汽部分 如图6－5所示。
图6－5 喷嘴室横断面图
图6－6 喷嘴组－蒸汽室－调节阀布置
附：国产600MW汽轮机汽缸结构