汽轮机本体

汽轮机本体

安徽电气工程职业技术学院动力工程系

Nuclear power plant turbine

汽轮机设备结构汽 轮 机 设 备 结 构 转动部分：称为转子，由主轴、叶轮、动 叶片、联轴器及装在轴上的其他部件；

静止部分：包括汽缸、隔板、喷嘴、进排 汽管、抽汽管道及装在汽缸上的其他部件。

动力工程系

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Nuclear power plant turbine

一、汽缸(一)汽缸的作用P63汽缸是汽轮机的外壳。

作用：隔离、支撑将汽轮机的通流部分与大气 隔开，形成蒸汽能量转换的封闭 汽室。

动力工程系

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Nuclear power plant turbine

汽缸的作用 中称静叶环、静叶持环)、喷嘴叶栅及转子

2.汽缸内安装着隔板、隔板套(反动式汽轮机

部件，共同构成汽轮机的通流部分；3.承受安装在内部各零件的重量，管道的安装 拉力，运行时汽缸内外的压差，汽缸内外温 度变化产生的热应力以及连接管道热状态改 变时对汽缸的作用力，起着支承定位的作用； 4.端部装有汽封，形成严密的汽室，防止蒸汽 外漏，在低压部分防止空气漏入；

5.汽缸上加工有抽汽口，与回热抽汽管道加热系统一起完成回热循环，加热给水，提高循 环热效率。1—蒸汽室；2—导汽管；3—上汽 缸；4—排汽管口；5—法兰；6— 下汽缸；7—抽汽管口动力工程系 安徽电气工程职业技术学院

Nuclear power plant turbine

结构特点：(1)参数不超过8.82MPa、535℃的汽轮机： 汽缸均采用单层缸结构。

垂直结合面

高压单缸凝汽式汽轮机汽缸外形动力工程系 安徽电气工程职业技术学院

Nuclear power plant turbine

(2)超高参数及以上汽轮机：

原因：由于高压缸内外压差大，汽缸壁及法兰都很厚，在汽轮机启停及工况变化时，将产生很大的热应力和热变形。

措施：采用双层缸结构，并在内、外缸夹层中通以一定压力和温度的蒸汽。

200MW汽轮机高压内外缸

动力工程系

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Nuclear power plant turbine

结构特点： (1)参数不超过8.82MPa、535℃的汽轮机：优点：(2)超高参数及以上汽轮机： ①每层汽缸承受的压差和温差大为减少，汽缸壁和法兰厚度减 薄，从而减小了启、停及工况变化时的热应力，加快了启停速 度，改善了机组变工况运行特性。

动力工程系

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Nuclear power plant turbine

结构特点： (1)参数不超过8.82MPa、535℃的汽轮机：优点：(2)超高参数及以上汽轮机：

②外缸的内、外压差比单层汽缸时降低了许多，因此减少了漏 汽的可能，汽缸的严密性能够得到保障。 ③内缸主要承受高温及部分蒸汽压力作用

,故可做得较薄，则 所耗用的贵重耐热金属材料相对减少。由于外缸受到夹层蒸汽 的冷却，温度较低，可采用较低等级的材料，节约了优质耐热 合金钢。

动力工程系

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Nuclear power plant turbine

结构特点： (1)参数不超过8.82MPa、535℃的汽轮机：优点：(2)超高参数及以上汽轮机：

④可减轻单个汽缸的重量，加工制造方便。

缺点：增加了安装、检修工作量。

动力工程系

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Nuclear power plant turbine

②引进型300MW汽轮机： 高、中压缸均为双层缸，内缸分开、外缸合并3—中压内缸 11—中压排汽

2高压内缸1—外缸

13—高压进汽 12—中压进汽动力工程系

15—H形梁安徽电气工程职业技术学院

14—高压排汽

Nuclear power plant turbine

②引进型300MW汽轮机：

结构布置特点：高、中压压力级反向布置，新蒸 汽和再热蒸汽从汽缸中部进入，做完 功后的蒸汽从汽缸两端排出。

优点：①高温部分集中在汽缸中部; ②采用双层缸，汽缸温度分布较均匀，减小了汽缸热应力；

③汽缸两端分别是高、中压排汽，压力温度均较低，漏汽量 较小，轴承受高温影响也较小；④高、中压转子间少了一个支持轴承，减少了轴承个数，还 缩短了机组长度。动力工程系 安徽电气工程职业技术学院

Nuclear power plant turbine

高、中压汽缸

结构特点：(1)参数不超过8.82MPa、535℃的汽轮机： 汽缸均采用单层缸结构。 (2)超高参数及以上汽轮机： 采用双层缸结构，并在内、外缸夹层中通以一定压 力和温度的蒸汽。(3)功率600MW以上的汽轮机： 很少采用高、中压合缸形式。 若采用合缸，会使汽缸和转子过大过重，转子两端 间轴承跨距太大，进、抽汽管道布置过于拥挤。动力工程系 安徽电气工程职业技术学院

Nuclear power plant turbine

SIEMENS独特的圆筒型高压外缸排汽缸 进汽缸

高压缸整体发运。

高压缸采用双层缸设计。 外缸为桶形设计，由垂直 径向中分面分为进汽缸和 排汽缸。内缸为垂直纵向 平分面结构。由于缸体为 旋转对称，使得机组在启 动停机或快速变负荷时缸 体的温度梯度很小，热应 力保持在一个很低的水平。 内缸为垂直纵向平分面 结构，中分面螺栓应力也 很小，安全可靠性高。

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Nuclear power plant turbine

结构特点： (1)参数不超过8.82MPa、535℃的汽轮机：(2)超高参数及以上汽轮机： (3)功率600MW以上的汽轮机： (4)中分面无法兰结构上下缸之间用热套环形紧圈箍紧密封。 内缸无法兰，汽缸受热特性好，减小了启停和工况变化时汽缸壁

的热应力，缩 短了机组启、停时间，改善了机组负荷适应性。但汽缸安装、检修较困难。

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Nuclear power plant turbine

高 中 压 缸 的 布 置

高、中压合缸 布置方式 高、中压分缸

分缸与合缸布置各有优缺点，世界各国的汽轮机制造厂家都 有自己的习惯。一般讲，功率在350MW以上的机组不宜采 用合缸布置方案。这是因为机组容量进一步增大后，若采用 合缸，将使汽缸和转子过大过重，汽缸上进汽和抽汽口较多， 以致管道布置困难，机组对负荷变化的适应性也减弱。安徽电气工程职业技术学院

动力工程系

Nuclear power plant turbine

2、低压缸结构 低压缸就是单缸汽轮机的低压段及多缸汽轮机的排汽缸。 低压缸包括通流部分和排汽室。 大功率汽轮机的低压排气容量大(压力低、比容大),低压

缸尺寸也比较大，排气口数目多，是汽轮机最庞大的部件。

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Nuclear power plant turbine

国产300MW汽轮机低压缸为 双层缸结构：①通流部分设置在内缸中，使 体积较小的内缸承受温度变化。 ②庞大的外缸和排汽缸处于排 汽低温区，膨胀变形较小。8—进汽口

2—外缸

7—扩压管斜前壁1—内缸 4—扩压器 6—隔板套 3—排汽室 5—汽轮机后轴承 9—低压转子

结构：外缸和排汽室由钢板焊接而成 ，内缸因形状复杂、通道多，采 用铸造结构。

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Nuclear power plant turbine低压内缸

低压缸纵剖图轴封补偿器

端部汽封 低压外缸现场焊接，和凝 汽器刚性连接，减少了基础 载荷。 低压外缸通过轴封补偿器 和端部汽封弹性连接，轴封 补偿器可以吸收内外缸相对 膨胀。 从外缸伸入缸内的各部件 也均采用补偿器进行连接。

低压内缸横向固定装置

低压静叶持环 汽缸补偿器

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Nuclear power plant turbine

国产引进型300MW汽轮机低压缸为三层缸结构：①一个外缸和两个 内缸，通流部分布 置在两个内缸中， 低压缸较大的温差 在三层缸壁之间得 到合理分配。外缸 隔板 动叶 内缸 次内缸

静叶持环 四级静 叶环

二级静 叶环

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Nuclear power plant turbine

(三)汽轮机汽缸的支承与滑销系统 汽缸通过轴承座及本身的 搭脚支承在基础台板上， 汽缸的支承 基础台板又用地脚螺钉固 定在基础上。

汽缸的支承定位包括：汽缸的支承方式猫爪支承 下猫爪支承 台板支承

外缸在轴承座和基础台 板(座架、机架等)、 水泥基础上的支持定位

上猫爪支承

内缸在外缸中的支

持 定位，以及滑销系统 的布置等

非中分面猫爪支承 中分面猫爪支承动力工程系

汽缸的支承要平稳，因其自重而产生的挠度应与转子 的挠度近似相等，同时要保证汽缸受热后能自由膨胀， 而其动、静部分对中不变或变动很小。安徽电气工程职业技术学院

Nuclear power plant turbine

2)上缸猫爪支承：

中分面支承方式

支承方法：汽缸利用上缸前端伸出的 猫爪作为承力面，将汽缸支撑在汽轮 机高中压缸前后的两个轴承座上。

工作猫爪通过工作垫块支撑在前轴承箱上。动力工程系

1—上缸猫爪；2—下缸猫爪； 3—安装垫铁；4—工作垫铁； 5—水冷垫铁；6—定位销； 7—定位销；8—紧固螺栓； 9—压块

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