【汽轮机都有哪些结构组成,各有什么特性?】汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,同时对外作功 。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备,也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中 。
汽轮机的结构部件组成:
由转动部分和静止部分两个方面组成 。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等 。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等 。
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,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道 。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构 。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式 。单层缸多用于中低参数的汽轮机 。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机 。分为高压内缸和高压外缸 。高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上 。高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上 。猫爪由下缸一起铸出,位于下缸的上部,这样使支承点保持在水平中心线上 。
中压缸由中压内缸和中压外缸组成 。中压内缸在水平中分面上分开,形成上下汽缸,内缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合,保持内缸在轴向的位置 。中压外缸由水平中分面分开,形成上下汽缸 。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上 。
低压缸为反向分流式,每个低压缸由一个外缸和两个内缸组成,全部由板件焊接而成 。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分,但在安装时,上缸垂直结合面已用螺栓连成一体,因此汽缸上半可作为一个零件起吊 。低压外缸由裙式台板支承,此台板与汽缸下半制成一体,并沿汽缸下半向两端延伸 。低压内缸支承在外缸上 。每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上 。低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定 。
2、转子
转子是由合金钢锻件整体加工出来的 。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接,此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构 。
所有转子都被精加工,并且在装配上所有的叶片后,进行全速转动试验和精确动平衡 。
套装转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后,热套在阶梯型主轴上的 。各部件与主轴之间采用过盈配合,以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动,并用键传递力矩 。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构 。套装转子在高温下,叶轮与主轴易发生松动 。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子 。
整锻转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成,无热套部分,这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题 。这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子 。结构紧凑,对启动和变工况适应性强,宜于高温下运行,转子刚性好,但是锻件大,加工工艺要求高,加工周期长,大锻件质量难以保证 。
焊接转子:汽轮机低压转子质量大,承受的离心力大,采用套装转子时叶轮内孔在运行时将发生较大的弹性形变,因而需要设计较大的装配过盈量,但这会引起很大的装配应力,若采用整锻转子,质量难以保证,所以采用分段锻造、焊接组合的焊接转子 。它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成 。焊接转子质量轻,锻件小,结构紧凑,承载能力高,与尺寸相同、有中心孔的整锻转子相比,焊接转子强度高、刚性好,质量轻,但对焊接性能要求高,这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制 。
组合转子:由整锻结构套装结构组合而成,兼有两种转子的优点 。
3、联轴器
联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机 。现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式:刚性联轴器,半挠性联轴器和挠性联轴器 。
刚性联轴器:
这种联轴器结构简单,尺寸小;工作不需要润滑,没有噪声;但是传递振动和轴向位移,对中性要求高 。
半挠性联轴器
右侧联轴器与主轴锻成一体,而左侧联轴器用热套加双键套装在相对的轴端上 。两对轮之间用波形半挠性套筒连接起来,并以配合两螺栓坚固 。波形套筒在扭转方向是刚性的,在变曲方向刚是挠性的 。这种联轴器主要用于汽轮机-发电机之间,补偿轴承之间抽真空、温差、充氢引起的标高差,可减少振动的相互干扰,对中要求低,常用于中等容量机组 。
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