第二章-汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及零件強(qiáng)度.ppt

第二章汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及零件強(qiáng)度,汽輪機(jī)的構(gòu)成,1.靜止部分汽缸、噴嘴室、隔板、隔板套、靜葉柵、汽封、軸承、軸承座、滑銷系統(tǒng)等2.轉(zhuǎn)子部分主軸、葉輪（或轉(zhuǎn)鼓）、動(dòng)葉柵、聯(lián)軸器等,汽輪機(jī)的構(gòu)成,第一節(jié)葉片,一、葉片的分類和結(jié)構(gòu),葉片按用途可分為動(dòng)葉片（又稱工作葉片，簡稱葉片）和靜葉片（又稱導(dǎo)葉葉片）兩種。動(dòng)葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪（沖動(dòng)式汽輪機(jī)）或轉(zhuǎn)鼓（反動(dòng)式汽輪機(jī)）上，接受導(dǎo)葉葉柵射出的高速汽流，把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。靜葉片安裝在隔板或持環(huán)套上。在靜葉柵中，蒸汽的壓力和溫度降低，流速增加，將熱力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。,葉片的工作條件復(fù)雜工作中除受到靜應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力外，工作區(qū)域可能：高溫過熱區(qū)，兩相過渡區(qū)，濕蒸汽區(qū)高溫、高壓、腐蝕和沖蝕.因此葉片的結(jié)構(gòu)，材料，加工和裝配質(zhì)量對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行意義重大,設(shè)計(jì)制造葉片的原則：1葉片要有足夠的強(qiáng)度2良好的型線，以提高汽輪機(jī)的效率,第一節(jié)葉片,葉片一般由葉根、工作部分（或稱葉身、葉型部分）、葉頂連接件（圍帶）或拉筋組成。,葉片結(jié)構(gòu),一、葉片的分類和結(jié)構(gòu),葉片的組成,葉根、葉型部分葉頂連接件（主要是圍帶或拉筋）,(一)葉根,葉根是將葉片固定在葉輪或輪轂上的連接部分,葉根和輪緣的固定要求：牢靠，任何運(yùn)行工況不松動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便，并使輪緣的軸向尺寸盡可能縮短,T型葉根2菌型葉根3叉型葉根4樅樹型葉根,葉根常用的結(jié)構(gòu)型式,1T型葉根,T型葉根的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配方便，工作可靠承受相對(duì)較小的離心力，適合于受力不大的短葉片外包單T型葉根和外包雙T型葉根特點(diǎn)：加大了葉根的受力面積，適合中等長度葉片國產(chǎn)20萬機(jī)組高中壓各級(jí)采用此型式（調(diào)節(jié)級(jí)除外）,2菌形葉根,葉根和輪緣的載荷分配比T型葉根合理,強(qiáng)度提高，但加工復(fù)雜，應(yīng)用不如T型葉根廣泛。東方汽輪機(jī)廠600MW高中壓葉片采用菌形葉根。,T型葉根和菌形葉根的裝配方式,2叉型葉根,叉型葉根的特點(diǎn)輪緣兩側(cè)部首偏心彎矩，避免T型葉根在輪緣兩側(cè)的彎應(yīng)力，隨葉片離心力增大，叉數(shù)可以增多，加工簡單，拆裝方便，但裝配費(fèi)時(shí)。國外850mm的叉型葉根有7個(gè)叉，另外國外大功率汽輪機(jī)末級(jí)采用叉型葉根或樅樹型葉根叉型葉根的安裝,3樅樹型葉根,軸向裝入單獨(dú)的葉根槽內(nèi)，裝拆方便葉根采用尖劈形，葉根輪緣承載面接近于等強(qiáng)度，因此，在同樣尺寸條件下，樅樹型葉根承載力最高。外形復(fù)雜，裝配面多，為保證各對(duì)齒接觸良好，加工精度及材料要求極高，工藝復(fù)雜。齒端易引起較大的應(yīng)力集中適用場(chǎng)合：承載較高的調(diào)節(jié)級(jí)和汽輪機(jī)的末級(jí)。,樅樹型葉根的特點(diǎn),樅樹型葉根的裝配,葉片沿軸向裝入輪緣相應(yīng)的樅樹槽內(nèi)底部打入相應(yīng)的楔形墊鐵，使葉片向外脹緊在輪緣上相鄰兩葉片有半圓槽，再用斜劈的半圓銷子對(duì)插入圓槽內(nèi)，使葉片沿周向脹緊。,(二)葉型,葉片的橫截面形狀稱為葉型，工作部分必須：滿足氣動(dòng)特性要求強(qiáng)度和加工工藝要求減少損失，提高效率,幾點(diǎn)說明1沖動(dòng)式和反動(dòng)式葉片葉型不同2等截面葉片變截面葉片（扭葉片）3濕蒸汽區(qū)工作的葉片，為提高抵抗水滴沖蝕的能力，葉片上部進(jìn)汽邊強(qiáng)化處理方法有：鍍鉻烙，焊硬質(zhì)合金變截面扭葉片,(三)葉頂連接部分（圍帶和拉筋）,圍帶的作用減少漏汽增加葉片的抗彎剛度整體圍帶多用于短葉片鉚接圍帶3-5mm厚的扁平鋼帶鉚接或鉚接加焊在葉片頂部考慮到熱膨脹，各成組葉片圍帶間留有1mm間隙拉筋的作用調(diào)整葉片的自振頻率增加葉片振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼5-12mm金屬絲或金屬管但拉筋存在一定影響，流動(dòng)效率和降低葉片的剛度末級(jí)可選自由葉片，但葉頂削薄，減輕葉片質(zhì)量，改善葉片自振頻率,葉片的受力分析：分為兩種，葉片本身和與其連接的圍帶、拉筋所產(chǎn)生的離心力；汽流的作用力。,二、葉片的強(qiáng)度,葉片的拉應(yīng)力：葉型部分離心力引起的拉應(yīng)力和圍帶、拉筋離心力引起的拉應(yīng)力。,葉片的彎應(yīng)力汽流作用引起的彎應(yīng)力和離心力產(chǎn)生的彎應(yīng)力,葉片的自振頻率,三、葉片的振動(dòng),引起葉片振動(dòng)的激振力：高頻激振力和低頻激振力,影響葉片自振頻率的因素：葉片的抗彎剛度，葉片的高度，葉片的質(zhì)量，葉片的頻率方程，葉片的連接剛度，工作溫度，離心力，葉片成組。,葉片陣型：A型振動(dòng)和B型振動(dòng),改變?nèi)~片自振頻率常用的調(diào)頻方法。,第二節(jié)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總稱，它擔(dān)負(fù)著把噴嘴葉柵出來的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功及傳遞功率的重任，是汽輪機(jī)最重要的部件。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為轉(zhuǎn)輪式和轉(zhuǎn)鼓式兩種基本類型：轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子具有安裝動(dòng)葉片的葉輪，一般由主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器構(gòu)成；而轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子則沒有葉輪，動(dòng)葉片直接裝在轉(zhuǎn)鼓上。通常沖動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子；反動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子為避免軸向推力過大而采用轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子。,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子可分為套裝轉(zhuǎn)子、整鍛轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子和組合轉(zhuǎn)子四大類。,套裝轉(zhuǎn)子,整鍛轉(zhuǎn)子,整鍛轉(zhuǎn)子的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，裝配零件少，可縮短汽輪機(jī)軸向尺寸。（2）沒有紅套的零件，對(duì)啟動(dòng)和變工況的適應(yīng)性較強(qiáng)，適于在高溫條件下運(yùn)行。（3）轉(zhuǎn)子剛性比較好。整鍛轉(zhuǎn)子缺點(diǎn)是鍛件大，工藝要求高，加工周期長，大鍛件質(zhì)量難以保證，且檢驗(yàn)比較復(fù)雜，不利于材料的合理使用。,現(xiàn)在的大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子普遍采用的是整鍛式無中心孔轉(zhuǎn)子。,無中心孔轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)：（1）工作應(yīng)力低；（2）安全性能好；（3）有利于使用更長的葉片；（4）可以延長機(jī)組的使用壽命；（5）有利于改善機(jī)組的啟動(dòng)性能，縮短啟動(dòng)時(shí)間；（6）造價(jià)便宜。,組合轉(zhuǎn)子,焊接轉(zhuǎn)子,焊接轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)：（1）焊接式轉(zhuǎn)鼓型轉(zhuǎn)子為中空腔室結(jié)構(gòu)，其熱應(yīng)力和離心應(yīng)力較低，啟動(dòng)靈活并能適應(yīng)負(fù)荷的快速變化，使用壽命長。（2）每個(gè)轉(zhuǎn)子是用多塊小鍛件組合焊接的，各段的質(zhì)量可以得到保證，探傷比較徹底，即使個(gè)別段發(fā)生質(zhì)量問題，處理也比較方便。（3）小塊鍛件，熱處理淬透性好，殘余應(yīng)力低，材質(zhì)均勻。（4）材料可按需要靈活選用。,鼓式轉(zhuǎn)子,鼓式轉(zhuǎn)子冷卻,轉(zhuǎn)子上的主要零部件,1、葉輪2、聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器與半撓性聯(lián)軸器,轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,在汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到某一數(shù)值時(shí)，機(jī)組將發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，而越過這一轉(zhuǎn)速后，振動(dòng)便迅速減弱；當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到這一轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子又強(qiáng)烈振動(dòng)，再繼續(xù)降低轉(zhuǎn)速，振動(dòng)又迅速減弱。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到另一更高值時(shí)，又可能出現(xiàn)同樣現(xiàn)象。這些機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子,汽缸是汽輪機(jī)的外殼，是汽輪機(jī)最重要的部件之一。也是汽輪機(jī)中重量大，形狀和受力狀態(tài)復(fù)雜的一個(gè)部件。,汽缸的作用是將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔開，以形成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的封閉汽室。并在其內(nèi)部支承固定噴嘴組、隔板套（靜葉持環(huán)）、隔板（靜葉環(huán)）、汽封等靜止部件。汽缸外部還連接有進(jìn)汽、排汽、回?zé)岢槠笆杷裙艿?，以及與低壓缸相連的支承座架等。,第三節(jié)汽缸,不同機(jī)組的汽缸有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它受機(jī)組容量、新汽參數(shù)、排汽參數(shù)、是否采用中間再熱以及制造廠家的制造方法、工藝水平等各方面的影響。例如，根據(jù)進(jìn)汽參數(shù)的不同，可分為高壓缸、中壓缸和低壓缸；按每個(gè)汽缸的內(nèi)部層次可分為單層缸、雙層缸和三層缸；按通流部分在汽缸內(nèi)的布置方式可分為順向布置、反向布置和對(duì)稱分流布置；按汽缸形狀可分為有水平接合面的或無水平接合面的，圓筒形、圓錐形、階梯圓筒形或球形等等。,汽缸的結(jié)構(gòu),（一）高、中壓缸,（1）由于汽缸內(nèi)的蒸汽壓力、溫度都很高，致使汽缸內(nèi)、外壓差和溫差很大，則缸壁和法蘭需做得較厚。為保證中分面的汽密性，連接螺栓必須有很大預(yù)緊力，故其尺寸很大，因此需要設(shè)置加熱（或冷卻）裝置。,A.單層缸結(jié)構(gòu)的問題：,（3）由于法蘭比汽缸壁厚得多，在汽輪機(jī)啟、停和變工況運(yùn)行時(shí)，會(huì)因溫度分布不均勻而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，這對(duì)設(shè)備安全和工作壽命極為不利。,（2）整個(gè)高壓缸需用耐高溫的貴重合金鋼制造，提高了造價(jià)。,雙層缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：（1）把汽缸所受的蒸汽總壓力分?jǐn)偨o了內(nèi)、外兩層汽缸，減少了每層缸的壓差和溫差，缸壁和法蘭可以相應(yīng)減薄。在機(jī)組啟停和變工況時(shí)，其熱應(yīng)力也相應(yīng)減小，有利于縮短啟動(dòng)時(shí)間和提高汽輪機(jī)對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性，具有較強(qiáng)的調(diào)峰能力。（2）內(nèi)缸主要承受高溫及部分蒸汽壓力作用，且其尺寸較小，故可以做得較薄，耗用的貴重耐熱金屬材料相對(duì)減少。而且在內(nèi)缸和外缸之間有蒸汽流動(dòng)，因此在正常運(yùn)行時(shí)外缸得到冷卻，使外汽缸溫度降低，故可采用較便宜的合金鋼制造。,（3）外缸的內(nèi)外壓差比采用單層汽缸時(shí)降低了許多，因此減少了漏汽的可能性，能更好地保證汽缸接合面的嚴(yán)密性。,雙層缸結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比單層缸復(fù)雜，零部件增多，故加工工時(shí)、安裝和檢修等方面的工作量都有所增加。,B.汽輪機(jī)高中壓缸的布置有兩種方式：（1）高中壓合缸（2）高中壓分缸,哈汽600MW超臨界機(jī)組高中壓缸,高中壓合缸反向布置的優(yōu)點(diǎn)是：新蒸汽及再熱蒸汽的進(jìn)汽部分均集中在高、中壓汽缸的中部，可減少汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和汽缸的軸向溫差及熱應(yīng)力；高、中壓汽缸中溫度最高的部分布置在遠(yuǎn)離汽輪機(jī)軸承的地方，使軸承受汽封溫度的影響較小，軸承的工作溫度較低，改善了軸承的工作條件，還可平衡一部分高、中壓汽缸內(nèi)的軸向推力。同時(shí)因?yàn)榍昂筝S端汽封均處于高中壓缸排汽部位，使軸封長度顯著減少。此外，高、中壓合缸型式還減少了一至二個(gè)徑向支持軸承，縮短了高、中壓轉(zhuǎn)子的長度。,其缺點(diǎn)是：（1）推力軸承常位于前軸承箱中，使機(jī)組的脹差不易控制；（2）合缸后汽缸形狀復(fù)雜，孔口太多；（3）汽缸、轉(zhuǎn)子的幾何尺寸較大，重量太重；（4）管道布置較擁擠；（5）機(jī)組相對(duì)膨脹較復(fù)雜，使機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性較差；（6）安裝、檢修復(fù)雜。,高壓缸剖面圖,中壓缸剖面圖,單流圓筒型高壓缸,高壓內(nèi)缸,上汽超超臨界機(jī)組中壓缸,中壓缸外型結(jié)構(gòu),中壓缸剖面圖,低壓缸包括低壓通流部分和排汽室。低壓缸一般采用分流式布置。每個(gè)低壓缸正、反向各有5-7個(gè)沖動(dòng)式壓力級(jí)，對(duì)稱布置。,為了減少溫度梯度，低壓汽缸設(shè)計(jì)成兩層、三層缸結(jié)構(gòu)。,每個(gè)低壓缸兩端的汽缸蓋上裝有兩個(gè)大氣閥，其用途是當(dāng)?shù)蛪焊椎膬?nèi)壓超過其最大設(shè)計(jì)安全壓力時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行危急排汽。,（二）低壓缸,在汽輪機(jī)啟動(dòng)、空負(fù)荷及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，蒸汽流量小，不足以帶走鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的熱量，為防止排汽溫度過高，裝有噴水減溫裝置。,低壓缸剖面圖,排大氣安全閥,排大氣安全閥1-承壓板；2-壓環(huán)；3-螺釘；4-螺釘；5-薄膜環(huán)；6-環(huán)形墊片；7-閥蓋,高壓缸的前端及從調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)級(jí)噴管這段區(qū)域是汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分。,（三）進(jìn)汽部分,它包括蒸汽室、噴管室。是汽輪機(jī)中承受壓力和溫度最高的部分。,由于受強(qiáng)度的限制，要采用噴嘴調(diào)節(jié)，則必須采用分流式調(diào)節(jié)級(jí),高壓缸全周進(jìn)汽剖面圖,高壓外缸進(jìn)汽部分,高壓外缸排汽部分,高壓進(jìn)、排汽示意圖1-轉(zhuǎn)子；2-高壓內(nèi)缸進(jìn)口段；3-高壓缸排汽部分；4-高壓內(nèi)缸,（四）汽缸法蘭、螺栓加熱裝置,為了減小汽缸、法蘭及連接螺栓間的溫差，縮短機(jī)組啟、停時(shí)間，國產(chǎn)大功率汽輪機(jī)的高、中壓缸一般設(shè)有法蘭螺栓加熱裝置，在機(jī)組啟停過程中對(duì)法蘭和螺栓進(jìn)行補(bǔ)充加熱或冷卻,1.貓爪支承,（1）下缸貓爪支承,1）非中分面貓爪支承,承力面與汽缸水平中分面不在一個(gè)平面內(nèi)。,汽缸的支撐,2）中分面貓爪支承,汽缸法蘭中分面（中心線）與支承面一致。,（2）上缸貓爪支承,中分面支承方式,內(nèi)缸在外缸上的支承,2.臺(tái)板支承,低壓外缸外形尺寸較大，一般都采用下缸伸出的搭腳直接支承在基礎(chǔ)臺(tái)板上。,A.汽缸膨脹,滑銷系統(tǒng)一般由立銷、縱銷、橫銷、角銷以及貓爪（橫銷的一種）和聯(lián)系螺栓等部件組成，通過安裝在不同部位，來控制汽輪機(jī)的膨脹方向。,B.轉(zhuǎn)子膨脹,在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子加熱快，膨脹大于汽缸，產(chǎn)生的膨脹差值稱脹差，轉(zhuǎn)子膨脹值大于汽缸的，為正脹差。反之，開機(jī)參數(shù)選擇不當(dāng)（過低）及滑參數(shù)停機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子冷卻較快，它收縮的比汽缸快，于是出現(xiàn)負(fù)脹差。,推力軸承工作面就是轉(zhuǎn)子和汽缸的相對(duì)死點(diǎn)。,滑銷系統(tǒng),C.滑銷的種類,（1）橫銷。,橫銷的作用是保證汽缸在允許間隙的范圍內(nèi)可以沿橫向自由膨脹，并限制汽缸沿軸向的移動(dòng)。,（2）貓爪。,貓爪一般有上貓爪支撐和下貓爪支撐兩種形式。它既起著橫銷推力鍵的作用，又對(duì)汽缸有支承作用。,它的作用是：保證汽缸在橫向的定向自由膨脹，同時(shí)隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮，推動(dòng)軸承座向前或向后移動(dòng)，以保持轉(zhuǎn)子與汽缸的軸向相對(duì)位置不變。,（3）縱銷。,所有縱銷均位于汽輪機(jī)的縱向中心線上，一般縱銷安裝在低壓缸的兩端支撐面（軸承底部）或前、中軸承座的底部等和基礎(chǔ)臺(tái)板的結(jié)合面間。,縱銷可以保證汽缸沿軸向的自由膨脹，并限制汽缸橫向膨脹，確保汽缸中心線不作橫向移動(dòng)。,縱銷中心線和橫銷中心線的交叉點(diǎn)就形成了整個(gè)汽缸的絕對(duì)膨脹死點(diǎn)。,不同制造廠生產(chǎn)的汽輪機(jī)，其絕對(duì)死點(diǎn)的設(shè)置不同，有單死點(diǎn)、雙死點(diǎn)，甚至三個(gè)死點(diǎn)。,（4）立銷。,作用是保證汽缸在垂直方向上的定向自由膨脹，限制汽缸的縱向和橫向移動(dòng)。,（5）角銷。,作用是保證軸承座與基礎(chǔ)臺(tái)板的緊密接觸，防止產(chǎn)生間隙和軸承座的翹頭現(xiàn)象。,（6）聯(lián)系螺栓。,聯(lián)系螺栓的作用是保證汽缸與基礎(chǔ)臺(tái)板之間緊密結(jié)合，防止下缸在運(yùn)行中由于熱變形而被頂起。另外，聯(lián)系螺栓的螺栓與螺栓孔之間留有充分的膨脹間隙，保證汽缸能自由膨脹。,大型汽輪機(jī)高壓缸的進(jìn)汽端一般設(shè)立單獨(dú)的噴嘴汽室，因而第一級(jí)噴嘴就不像其他壓力級(jí)那樣裝在隔板或靜葉環(huán)上，而是直接固定在噴嘴室上。,沖動(dòng)式汽輪機(jī)采用隔板和葉輪結(jié)構(gòu)，各級(jí)噴嘴葉柵則固定在隔板上。反動(dòng)式汽輪機(jī)是將噴嘴葉柵直接固定在持環(huán)套或汽缸內(nèi)壁的環(huán)形槽道中。為了區(qū)別，通常將反動(dòng)級(jí)的噴嘴葉柵和其內(nèi)外環(huán)稱為靜葉環(huán)，或?qū)~環(huán)，而固定靜葉環(huán)的部套稱為靜葉持環(huán)套。,第四節(jié)噴嘴組及隔板,一、噴嘴室,采用噴嘴室結(jié)構(gòu)可以將汽缸與最高參數(shù)的蒸汽相接觸的部分限制在最小的范圍內(nèi)，可以使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子以及除進(jìn)汽室第一級(jí)噴嘴組以外的缸體等靜止部件僅與降壓后的蒸汽相接觸，降低汽缸的整體機(jī)械應(yīng)力，有利于汽輪機(jī)的安全，并使得汽缸的結(jié)構(gòu)簡單，缸體較薄，提高了機(jī)組對(duì)工況的適應(yīng)性。另外，由于整體噴嘴汽室的結(jié)構(gòu)降低了軸端漏汽，可以簡化軸端汽封的結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)組的整體效率。,噴嘴室,噴嘴組,噴嘴剖面圖（600MW汽輪機(jī)）,二、隔板和隔板套,隔板的作用是把汽缸的內(nèi)部空間分成若干個(gè)蒸汽參數(shù)不同的腔室，汽輪機(jī)從第二級(jí)以后的各級(jí)噴嘴葉柵都安裝在隔板上。蒸汽通過噴嘴葉柵，其壓力、溫度逐級(jí)下降，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能以很高的速度進(jìn)入動(dòng)葉片。,隔板由隔板體、噴嘴葉柵和隔板外緣組成。持環(huán)由外環(huán)、靜葉柵和內(nèi)環(huán)組成。由于安裝和拆卸的需要，隔板和持環(huán)從水平中分面分為上下兩半，分別稱為上隔板和下隔板。為了使上下隔板對(duì)準(zhǔn)，并防止漏汽，在水平中分面上加裝有密封鍵和定位銷。,隔板結(jié)構(gòu)示意圖,隔板通常有焊接隔板和鑄造隔板兩大類。,焊接式隔板（a）普通焊接隔板（b）帶加強(qiáng)筋的焊接隔板1-隔板外環(huán)；2-外圍帶；3-靜葉片；4-內(nèi)圍帶；5-隔板體；6-徑向汽封；7-汽封槽；8-加強(qiáng)筋,1-外緣；2-靜葉片；3-隔板體,三、隔板和隔板套支撐和定位,隔板及隔板套的支撐方式有中分面支撐和非中分面支撐。,一、汽封的作用和工作原理,為減少汽輪機(jī)內(nèi)動(dòng)、靜間隙蒸汽泄漏和防止空氣漏入，汽輪機(jī)各間隙部位需加裝密封裝置，通稱為汽封；汽封只能減少漏汽量，而在軸端動(dòng)、靜間隙處，除加裝汽封（稱軸封）外，還要設(shè)置軸封系統(tǒng)，以阻止蒸汽漏出汽缸和空氣漏入汽缸。,常見的迷宮式汽封結(jié)構(gòu),第五節(jié)汽封及軸封系統(tǒng),1-汽封套；2-軸,蒸汽在迷宮式汽封中的膨脹過程,樅樹型汽封,J型汽封,二、通流部分汽封,靜葉汽封和通流汽封示意圖,2葉根汽封,葉根汽封設(shè)置在動(dòng)葉柵進(jìn)口側(cè)葉片根部附近，其作用是減小漏入或漏出動(dòng)葉流道的蒸汽量。一般僅高壓沖動(dòng)級(jí)采用葉根汽封。,1圍帶汽封,圍帶汽封設(shè)置在動(dòng)葉片圍帶和靜止部件的徑向間隙處，其作用是阻止蒸汽從動(dòng)葉柵的圍帶頂部間隙泄漏到級(jí)后。,600MW高壓級(jí)圍帶汽封,600MW中壓級(jí)圍帶汽封,3隔板（靜葉環(huán)）汽封,高壓級(jí)和中壓級(jí)采用高低齒汽封環(huán)，分別沿圓周分為12段和4段，通過T形外環(huán)嵌裝在靜葉環(huán)內(nèi)孔T形槽道內(nèi)，汽封環(huán)外壁面的彈簧片，一端用螺釘與汽封環(huán)聯(lián)結(jié)，一端由定位銷卡住，形成彈性支撐。,600MW高壓隔板汽封,600MW中壓隔板汽封,一、盤車裝置的作用,在汽輪機(jī)啟動(dòng)、沖轉(zhuǎn)以前或停機(jī)以后，轉(zhuǎn)子需要以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)一段時(shí)間。使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，稱為盤車裝置。,其作用是在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前或停機(jī)后使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，保證轉(zhuǎn)子均勻受熱或冷卻，從而避免轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲。啟動(dòng)前盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，可以檢查動(dòng)靜部件件是否有摩擦，潤滑油系統(tǒng)是否正常及主軸彎曲是否過大等。,汽輪機(jī)的盤車裝置，可以分為低速盤車（210r/min）裝置和高速盤車（4070r/min）裝置兩種。,第六節(jié)盤車裝置,盤車結(jié)構(gòu)圖,二、盤車裝置種類,可分為具有螺旋軸的電動(dòng)盤車和具有鏈輪渦輪蝸桿的電動(dòng)盤車。,一、軸承的工作原理,支持軸承用來承受轉(zhuǎn)子的重量、蒸汽不平衡的周向作用力和轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量的離心力，并確定轉(zhuǎn)子的徑向位置，以保證轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心和汽缸中心線保持一致。推力軸承用來承受汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力和發(fā)電機(jī)傳來的軸向力，并確定轉(zhuǎn)子在汽缸中的軸向位置，以保證汽輪機(jī)的通流部分軸向動(dòng)、靜間隙在允許范圍以內(nèi)。,第七節(jié)軸承,1.滑動(dòng)軸承,滑動(dòng)軸承工作原理（a）軸心運(yùn)動(dòng)軌跡及油楔中的壓力分布（周向）；（b）油楔中的壓力分布（軸向）；（c）（d）不同轉(zhuǎn)速下軸頸與軸瓦相對(duì)位置l軸承的長度；d軸頸的直徑,油膜自激震蕩圖,軸承油膜振蕩引起的轉(zhuǎn)子振動(dòng)有以下三個(gè)特點(diǎn)：（1）若軸承失穩(wěn)，發(fā)生油膜振蕩前，轉(zhuǎn)子振動(dòng)中含有頻率約等于轉(zhuǎn)速一半的諧波；在發(fā)生油膜振蕩后，其主振頻率等于轉(zhuǎn)子的自振頻率，而與轉(zhuǎn)速無關(guān)；（2）油膜振蕩具有突發(fā)性，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近其臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時(shí)，突然出現(xiàn)強(qiáng)烈共振；（3）一旦出現(xiàn)油膜振蕩，在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，振幅維持不變，即油膜振蕩不消失，在一定的范圍內(nèi)提高或降低轉(zhuǎn)速，振幅不降低，只有轉(zhuǎn)速下降較多時(shí)，振幅才突然降至正常值，這是與不平衡離心力引起的共振明顯不同之點(diǎn)。,防止和消除油膜振蕩的發(fā)生，主要從改進(jìn)機(jī)組結(jié)構(gòu)入手，防止軸承失穩(wěn)。其具體方法包括：改進(jìn)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)，盡量提高轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速；改進(jìn)軸承的型式，軸瓦和軸頸配合的徑向間隙、比壓（軸承載荷/軸承長度軸頸直徑）、長徑比（軸承的長度/軸承內(nèi)徑）和潤滑油粘度等因素，使失穩(wěn)轉(zhuǎn)速盡量提高。目前，防止油膜振蕩的最佳途徑是采用多油楔可傾瓦軸承和橢圓軸承。,2.推力軸承,油膜潤滑原理,3軸承箱,軸承箱（座）的主要任務(wù)是放置、固定軸承。它主要由軸承支座、殼體、進(jìn)排油管道、滑銷等部件組成。此外，軸承箱（座）還可能承擔(dān)支承汽缸、放置主油泵或盤車裝置的任務(wù)。,二、支撐軸承的種類,支撐軸承可分為：圓筒形軸承、橢圓形軸承、三油楔軸承、可傾瓦軸承、袋式軸承。,橢圓型軸承，為上、下兩半，水平中分面結(jié)構(gòu)。,它主要由瓦枕與瓦塊組成。上、下兩半之間均用螺栓連接，瓦塊與瓦枕之間為球面結(jié)合，可以確保橢圓軸承的自位能力。它的軸承的垂直直徑間隙設(shè)計(jì)為軸承孔直徑的0.0013，而水平方向的直徑間隙設(shè)計(jì)為軸承孔直徑的0.0026。,橢圓瓦的上部軸瓦開有油槽，軸承的下部瓦塊上設(shè)有熱電偶，以測(cè)量瓦塊的溫度。為了便于調(diào)整，軸承的底座采用能夠很容易拆除或替換的墊片來保證在裝配時(shí)精確找中，并用止動(dòng)銷固定軸承殼體防止軸向竄動(dòng)。軸承上鑲有經(jīng)過嚴(yán)格控制、高質(zhì)量的巴氏合金塊，通過燕尾槽固到軸承上。,三油楔軸承,可傾瓦軸承,采用水平、上下、中分面、雙向可傾瓦結(jié)構(gòu)軸承。,可傾瓦軸承的優(yōu)點(diǎn)是：在工作時(shí)可傾瓦塊能隨轉(zhuǎn)速和載荷的不同而自由擺動(dòng)，在軸頸周圍形成多油鍥，它具有很高的油膜穩(wěn)定性和抗振蕩能力，并具有較大的承載能力。,缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造以及安裝、檢修較為麻煩，成本較高。,可傾瓦支持軸承結(jié)