电厂动力工程1.ppt

锅炉来的高温高压的蒸汽流经主汽阀、调节阀进入汽轮 机，在压力差的作用下蒸汽依次通过各级向排汽口处流 动。在流动中，蒸汽的压力、温度逐级降低，逐级将热能 转变为机械能能。压力、温度已很低的汽轮机的排汽(乏 汽)，进入凝汽设备，被冷凝成凝结水后送往低压加热器 加热，进入除氧器除去水中所含的气体，经给水泵升压再 由高压加热器加热后送回锅炉循环使用。此外，汽轮机的 调节系统用来调节进汽量，以适应外界负荷的变化，保证 供电的数量和质量。保护装置则用于监测汽轮机的运行， 在危急情况下保证汽轮机的安全。 调节系统和保护装置中用来传递信号和操纵有关部件的 压力油，以及用来润滑和冷却汽轮机各轴承的用油，都是 来自汽轮机的油系统。 三、汽轮机本体主要结构 汽轮机本体由静止、转动两大部分组成。 静子主要包括汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等 转子主要包括主轴、叶轮、动叶、联轴器等。 1．汽缸 汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流 部分与大气隔开，形成蒸汽进行能量转换的封闭汽 室。 汽缸的外观一般呈圆锥形或圆筒形，为便于加工、 安装、检修，汽缸一般从水平面(中分面)分成上下 两半，即上汽缸和下汽缸，上下缸之间通过法兰 (水平结合面)用螺栓连接。内部有喷嘴、隔板、汽 封等零部件，外部与进汽管、抽汽管、排汽管、疏 水管等相接。 运行时，汽缸要承受内外的压力差和温度差，缸 壁应有一定的厚度，保证其刚度和强度。随着参数 的提高，缸壁和法兰要做得很厚，汽轮机启停时会 产生较大的温差热应力。 因此大型汽轮机的汽缸采 用双层或多层结构，形成内缸和外缸，如图1—21 所示。 2．喷嘴与隔板 喷嘴也称静叶片，每两片组成喷嘴流道，蒸汽 在其中完成热能到动能的转换。第一级的喷嘴分成 4组或6组布置在对应的喷嘴室出口，由相应的调 节阀门分别控制进入汽轮机的蒸汽流量来调节功 率，就称该级为调节级，以后各级统称为压力级。 冲动级喷嘴装在隔板上并将各级分开，隔板同样分 成上下两半固定在上下汽缸内(如图l一22所示)。 3．转子 汽轮机的转动部分总称为转子。冲动式汽轮机 的转子为叶轮式结构由主轴、叶轮、动叶片等组 成；反动式汽轮机因在动叶中有较大的焓降，动叶 两侧有较大的压力差，不宜采用叶轮式转子而为转 鼓式结构，由转鼓和动叶片等组成，没有叶轮。 汽轮机转子按结构可分为套装转子、整锻转子 和焊接转子三种基本类型(如图1—23所示)。套装 转子(冲动式)的主轴和叶轮分别加工，工艺简单、 造价低，但在高温下叶轮有松脱的问题，可用于冲 动式汽轮机的中(低温段)、低压转子。现代高参数 大功率汽轮机， 一般采用合金钢整锻转子或轴向分段、整体锻造 再组合焊接在一起的转子，前者居多。整锻转子除 动叶片以外的主轴和叶轮或转鼓是用一个锻件整体 加工而成的，因此不存在高温下叶轮松脱的问题， 且结构紧凑，可使轴向长度缩短。但整锻转子的制 造工艺复杂、造价高。 目前，国产引进型300MW、600MW汽轮机的高、 中、低压转子均为整锻转子。 动叶片是汽轮机重要的工作部件，相邻的两个动 叶片构成一个动叶流道。由喷嘴射出的高速汽流进 入动叶流道，推动动叶片旋转，进而带动主轴旋 转，使蒸汽动能转变为机械功。 动叶片(见图1—24)由叶根、叶型(叶身或称工作 部分)和连接件(围带或拉筋)组成。许许多多的动 叶片以同样的间隔和角度通过叶根安装在叶轮的轮 缘或转鼓上，排列成动叶栅，形成汽轮机的一级动 叶流道。叶型则决定动叶流道的形状，冲动式叶型 之间构成的流道截面变化较小 由于蒸汽比容随其压力的逐渐降低而迅速增大， 蒸汽的容积流量也将逐渐增大，因而要求动叶长度 也随之逐级增大。这样，前几级叶片很短，末几级 叶片很长，通流部分呈渐扩形。对长叶片，所受到 的离心力较大且叶根与叶顶的圆周速度相差大，因 此为保证动叶强度以及蒸汽沿叶高各处有良好的流 动，长叶片均按等强度原理设计成变截面扭曲叶 片。短叶片可采用直叶片即等截面叶片，当然所有 叶片都采用扭叶片最合理。 4．汽封 汽轮机的动、静之间必须留有一定的间隙，在 压力差的作用下会形成漏汽，即漏汽损失。汽封就 是各动、静间隙处装设的密封装置，由很多薄金属 片与主轴的凹凸处形成多个曲折间隙，以减少漏 汽。隔板内孔与主轴间的汽封称为隔板汽封；动 叶片的顶部、根部与静子间的径向、轴向汽封称为 叶片汽封；转子穿出汽缸两端处的汽封称为轴端汽 封(轴封)，高压端轴封防止蒸汽外漏，低压缸排汽 端轴封防止空气漏入汽轮机。 5．轴承 轴承有支持轴承和推力轴承两种。支持轴承用 于支持整个转子的重量以及由于转子质量不平衡所 引起的离心力，并固定转子的径向位置，使转子中 心与汽缸中心保持一致；推力轴承则用于承受转子 上的轴向推力，并确定转子的轴