2014热能与动力工程专业外语-第三章SteamTurbine详解.ppt

3.6.2 汽轮机发展趋势 240bar/565oC/580oC的蒸汽参数被认为是先进电厂蒸汽参数的标准，随着设计和材料的进步，有更高效率目标的新电厂可达600oC。电厂发展的主要推动力是允许更高蒸汽参数的材料。没有这些新材料的使用，要想获得蒸汽参数更进一步的发展是极不可能的。 对于锻造的汽轮机转子和叶片以及铸造阀门和汽缸需要蠕变强度提高的铁素体钢。美国（如美国电力研究院，EPRI）、日本(EPDC)和欧洲（如欧盟科技联合体COST）都已开始着手研究适合于600oC或更高温度的蠕变强度大大改善的钢材。最近开始的EC-THERMIE项目资助的‘700’工程的目的是到2013年进行蒸汽参数达到700oC的运行，其中部分采用了基于镍的合金钢。 尽管高压汽缸保持了双层缸为主流的设计，但是三层或部分三层汽缸设计正在积极地考虑中，从而有助于汽缸承压和避免过度的壁厚。对于最热部分的隔热和冷却蒸汽的设计也在发展中。 给水加热循环的优化也得到了发展。采用更高给水温度的趋势导致了加热器个数的增加，以及从高压缸抽汽的可能性增加。由于传统的管板式加热器设计需要厚壁部件，并且在较高的温度和压力下易于产生裂纹，加热器还有转向采用联箱式高压加热器的趋势， 对于每个新建电厂，锅炉给水泵在给水加热管路中的位置需要优化，需要在驱动给水泵耗功和增加额外的高压给水加热器的成本间寻求平衡。 目前，基于经济性角度考虑难以证明采用两次再热是合理的，还没有确定采用两次再热的趋势。尽管制造商能根据具体要求提供“预订”设计，但是一次再热设计有望保持为标准设计。 3.3.4 转子平衡 在装配好叶片后，需要对转子进行动平衡和静平衡。对于套装转子，在装配前须先对装好叶片的叶轮单独进行平衡。 静平衡是指转子重量均匀地置于轴心周围。将转子置于水平放置的刀刃支撑上，滚动转子可进行静平衡检测。 动平衡是指针对任一个轴承支撑，沿轴向方向转子不平衡重量的动量之和达到零。动平衡试验是将转子置于弹性支撑面上，转动转子同时测量振动，并且通过添加或减少重量一直到振动可忽略为止。 3.3.5 临界转速 支持在两个轴承之间的静止转子存在一个自振频率，自振频率的大小取决于转子的直径和轴承间距。如果转子转速对应于它的自振频率，残余的不平衡力会被放大并可能达到危险的程度。 临界转速可高于运行转速，也可低于运行转速，这和转子结构有关。如果临界转速低于运行转速，我们称之为挠性轴。对于这种轴在启动时需要多加小心，以确保临界转速尽可能快地通过。 随着转子长度增加，转子直径下降，临界转速会降低。现代大型机组的趋势是提供刚性转子（临界转速高于运行转速）。因为大型机组的转子长度增加（安装所需的动叶级数需要），随着转子直径的增大，达到了一定的刚性。 大型机组的转子利用实心联轴器连接，因此可能由几个单独的转子组成的轴应该作为一个整体来对待。每个转子都支撑在两个轴承上，这些轴承支撑不是简单的支撑。轴承中的油膜有机动性，这会大大影响轴的临界转速。 3.3.6 联轴器 由于锻造转子长度的有限性和在不同温度和应力条件下，需要采用不同的转子材料，故在转子系统中采用了联轴器。大型汽轮发电机的多缸结构也需要采用一个由联轴器连接的轴系。 联轴器实质上是传递扭矩的设备，但是它们也可能不得不允许相对的角不对中，传递轴向推力，并且确保轴向定位或允许相对的轴向位移。它们可分为挠性、半挠性和刚性联轴器三种。小型汽轮发电机上(如，最高达到120 MW)常采用挠性和半挠性联轴器，而对于大型机组，实际中通常采用刚性联轴器。 3.4 汽轮机叶片3.4.1 冲动级  动叶片---零部件及结构 在冲动级中，这种冲动级由Rateau专家发明，大部分焓降发生在静叶中，级的驱动力来源于通过动叶的蒸汽动量的改变。冲动级设计的优点是紧凑，而且由于动叶中发生的压降小，对动叶的间隙相对不敏感。然而，动叶易于受到喷嘴尾迹扰动的影响，所以必须避免共振并维持低的蒸汽弯曲应力，而且由于动叶中动量改变相对高，故要求动叶强度高而且可能重。因此在实际中，经常把单独制造好的叶片利用叉形叶根安装到轮盘上，叉形叶根与在轮缘上机加工出的轴向凸肩相配合。 动叶的外端留有一个或多个凸肩。这些凸肩穿过围带上的孔，同时围带依次装入叶片外机加工出的槽中。当把这些凸肩用铆钉铆好后，就能把围带固定住。围带可用于汽封并且可支撑叶片从而减小振动。每一部分围带将一小部分叶片连在一起并且可和下一部分连在一起或搭接，从而形成了强度非常高的结构。因为在所有冲动级叶片的顶部，反动度增加到一定程度，所以在动叶围带上有与之一体的轴向汽封片。 静叶---零部件及结构 静止喷嘴叶片有两种制造方法。焊接叶片由一整体钢板铣制而成，（和冲有叶型孔槽的内、外围带）共同焊成环形叶栅，（然后再将它焊在隔板体和隔板外缘之间）