汽轮机的结构
汽轮机本体是由静止部分(静子)和转动部分(转子)组成的。静止部分包括汽缸、喷管、隔板、轴承、汽封等;转动部分包括大轴、叶轮、叶片、联轴器、盘车装置等。 静止部分(1)汽缸 汽缸是汽轮机的外壳,其主要作用是将汽轮机内部与大气隔开,形成封闭的汽室,以保证蒸汽在汽轮机中完成做功过程。 为了便于安装,汽缸一般沿水平面分成上下两半,用螺栓连接。 大容量汽轮机一般有多个汽缸,分开布置,用管道连接。国产300MW机组有三个汽缸,国产600MW机组有四个汽缸。多缸汽轮机又分为单轴和双轴式两种。国外有一些1000MW级大容量机组采用这种类型。为了减小启停及变工况时的热应力,节约贵重耐热合金材料,大容量汽轮机的汽缸采用双层缸,甚至三层缸结构。 汽轮机在启停和运行时,汽缸的温度变化较大,将沿长、宽、高几个方向膨胀或收缩。为了保证汽缸能定向自由膨胀,并能保证汽缸与转子中心一致,避免因膨胀不畅产生不应有的应力及机组振动,汽缸还设置有滑销系统。 (2)喷管与隔板多级汽轮机的第一级的喷管装在汽缸前端进汽室内,以后各级喷管装在隔板上,隔板用来隔离汽轮机的各个级。隔板分成上下两半,分别固定在上下汽缸内。 (3)轴承 轴承是汽轮机的重要部件,可使汽轮机动、静部分之间保持正常的间隙,防止动静之间产生碰撞。汽轮机轴承分为支持轴承和推力轴承两种:支持轴承用来支持大轴,承受转子的重量,确定转子的径向位置;推力轴承用来承受作用在大轴上的轴向推力,并确定转子的轴向位置。 (4)汽封 汽封是防止动静间隙之间漏汽(漏气)的密封装置,按其安装的位置不同可分为:轴端汽封、隔板汽封以及通流部分汽封。就结构形式而言,现代电站汽轮机普遍采用曲径式(又称迷宫式)汽封,如图所示。 转动部分(1)大轴与叶轮 大轴是传递机械能的转动部件,大轴上装有叶轮,叶轮上又装有叶片,它们共同组成转子。蒸汽对叶片的作用力通过叶轮对大轴产生力矩,并使大轴旋转,如图所示。 (2)叶片 叶片是汽轮机中极其重要的部件,叶片工作时承受很大的蒸汽作用力,它在汽轮机中又是数目最多的部件,它的工作对汽轮机的安全运行有重大影响。 由于蒸汽在汽轮机中逐级膨胀,体积越来越大,因此从前到后各级叶片越来越长。大容量汽轮机由于受叶片长度的限制,低压部分均采用多缸结构,将中压缸出来的蒸汽分成几路在几个低压缸中膨胀做功,然后分别排到凝汽器中。 低压缸的数目与末级叶片长度有关。
汽轮机运行中,由于过负荷、严重腐蚀等原因,均会造成叶片断裂,导致设备损坏,故应在运行中保持汽轮机运行正常,在检修中仔细清洗,检查叶片,及时处理缺陷。 (3)联轴器 联轴器是连接汽轮机各转子及发电机转子的重要部件,一般可分为刚性、半挠性和挠性三种。目前,大功率汽轮机各转子的连接普遍采用了刚性联轴器,而半挠性联轴器一般多用于汽轮机转子与发电机转子间的连接。挠性联轴器一般只用于中、小容量机组或机组主轴与主油泵的连接上。 (4)盘车装置 盘车装置的作用是在汽轮机启动冲转前或停机后,让转子以一定的转速连续转动,以保证转子均匀受热或冷却,从而避免转子产生热弯曲。此外,启动前盘车还可以检查汽轮机是否具备启动条件,如主轴弯曲度是否合格,有无动静摩擦等。也可通过盘车消除转子因长时间停置而产生的非永久性弯曲,以及驱动转子做一些现场的简易加工等。大、中型机组一般采用电动盘车装置,它们基本上都可以自动投入和切断。 |