汽轮机及辅 助设备常家芳汽轮机一2.docx
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汽轮机及辅助设备常家芳汽轮机一2
第三章汽轮机基本结构
图1-45汽轮发电机组布置形式示意图
3.1布置形式
汽轮发电机组的布置,从单轴单缸到多轴多缸,有多种形式,如图1-45所示。
容量较小的汽轮机组(50MW以下)一般为单缸形式(见图1-45a)。
随着机组容量的增大,当其排汽流量难以在单流末级叶片通过时,出现了双流(分流)机组,分流机组一般从汽缸中间进汽,此时采用两只汽缸——高压缸和双流式低压缸(见图1-45b)。
当机组容量更大时,例如某些中间再热机组,采用高、中、低压缸,其高、中压缸“对头”布置,以抵消转子间的轴向推力。
我国125MW汽轮机组则将高压缸与中压缸合并成一只缸(见图1-45e),这样做的优点是缩短机组的总长度;但缺点是汽缸的结构变得复杂,机组的热效率也受到一些影响。
随着机组容量继续增大,高、中压缸也采用双流,而低压缸则采用双缸、三缸甚至四缸(见图1-45c及d)。
大多数汽轮机组是采用单轴的,但是,当汽缸数太多、整台机组太长时,也有采用双轴的,即用两根平行布置的轴系,如图1-45f所示。
3.2典型结构
3.2.1总体结构
汽轮机的结构由以下三个基本部分组成:
(1)静止部分——包括汽缸、喷管静叶、隔板、汽封及轴承等部件;
(2)转动部件——包括动叶片及转子(叶轮、主轴)等部件;
(3)附属设备——包括主汽阀、调节阀、调节系统、主油泵、辅助油泵及润滑装置等。
下面以200MW超高压中间再热凝汽式汽轮机为例,介绍汽轮机的总体结构。
该汽轮机的型号为N200-12.75/535/535,以下简称N200型。
其中,“N”表示凝汽式,“200”表示机组容量为200MW;“12.75/535/535”表示进入高压缸的新蒸汽参数为12.75Mpa、535℃,经再热后进入中压缸的再热蒸汽温度为535℃。
N200型汽轮机采用一次中间再热,也就是新蒸汽由锅炉过热器出来,经过汽轮机高压缸作功后再回到锅炉再热器加热。
在额定工况下,高压缸排汽压力为2.44Mpa、316℃;经过再热器后,压力降为2.05Mpa、温度升高到535℃,加热后的再热蒸汽进入中压缸继续作功。
中间再热的优点,主要是提高机组的热效率。
在同样的初参数下,再热机组比非再热机组的热效率一般要提高4%左右。
而且,由于末级蒸汽湿度比非再热机组大大降低,因此对防止汽轮机组末级叶片水蚀特别有利。
但是,中间再热机组的热力系统比较复杂。
N200型汽轮机全长为21m,宽为10.8m,高(至运行层平台)为4.7m,本体的重量约为500t;汽轮发电机组的总长为36.3m。
机组的外貌见图1-46。
N200型汽轮机为单轴、三缸、三排汽,其纵剖面见图1-47。
该汽轮机的通流部分由高、中、低压三部分组成,共有37级。
高压部分有1个单列调节级和11个压力级;中压部分有10个压力级;低压部分为三分流式,每一分流有5个压力级,其中一个分流布置在中压缸后部,另外两个分流对置在低压缸中。
该汽轮机采用喷管调节,四个喷管组分布于全周。
进入高压缸的新蒸汽由两个高压自动主汽阀和四个高压调节阀控制,一个主汽阀与两个调节阀连在一起,并分别布置在机组两侧的基础上,四个调节阀分别用四根进汽管与高压缸相连接。
高压缸的排汽经逆止阀进入中间再热器,蒸汽再热后经过两个中压主汽阀和四个中压调节阀进入中压缸。
自第22级叶轮后的中压缸排汽分三路进入低压部分。
其中三分之一流量进入中压后汽缸,其余三分之二流量经过两根连通管进入低压缸。
在连通管上装有特制的波纹管和平衡鼓,用于热膨胀的补偿。
蒸汽经过中压后汽缸和低压缸后排入三台凝汽器。
汽轮机的负荷变化主要靠高压调节阀进行调节。
在低于额定负荷35%时,中压调节阀才参与调节,在其他工况时中压调节阀保持全开状态。
主汽阀和调节阀能全部、全速关闭,迅速切断汽轮机供汽,以防止在紧急情况下造成汽轮机超速事故。
该汽轮机的结构特点是,高压缸为双层缸体结构,以便降低汽缸壁的压差和温度差;而中、低压缸为单层、隔板套式结构;与凝汽器的连接为刚性焊接结构。
高、中压缸通流部分为反向布置,而低压缸为对称分流式。
为了满足调峰机组快速启动的需要,高、中压缸都设有法兰、螺栓加热装置,而且,采用较大而合理的通流间隙。
汽缸的前、后轴封、隔板汽封都采用梳齿式汽封。
高压转子为整锻式;中压转子为整锻加套装结构,即从第20级起采用套装叶轮;低压转子则为全部套装结构。
高、中压两转子采用刚性联轴器连接,由三个轴承支承。
中、低压两转子分别通过接长轴用刚性联轴器连接,而低压转子与发电机转子则采用半挠性联轴器连接。
低压转子有两个轴承支承,该机总共有五个支持轴承。
其中2号轴承为推力支持联合轴承,该轴承设在高、中压缸之间的中轴承箱内,推力轴承为摆动瓦块结构,即密切尔式推力轴承。
各个轴承均有测轴承合金的WZCM-001型端面铜热电阻,各轴瓦下部都设有高压油顶起油袋,供机组启动盘车前顶起转子用。
新型的汽轮机采用低速盘车装置,可使汽轮机在停用任何时间后能再次启动。
在机组启动前和停止后均要投入盘车装置,以避免汽轮机大轴产生热弹性弯曲和永久性弯曲。
为了减小盘车的启动转矩从而减小盘车装置电动机的功率,以及避免转子轴颈与轴承合金的磨损,汽轮机配有一套顶轴装置,以供给各个轴承的顶轴油压,可使大轴抬起0.04—0.06mm。
主油泵为离心式油泵,布置在前轴承箱,经齿形联轴器由汽轮机主轴带动。
正常运行时,主油泵除了供给调节系统用油外,还供给两台射油器所需的工作用油。
主油泵的入口进油来自1号射油器,而2号射油器则供给润滑系统用油。
汽轮机的油系统采用组合式油箱,低位布置。
三台立式辅助油泵,即高压启动油泵、交流润滑油泵、直流事故油泵以及两台射油器均安装在组合油箱盖板上。
在油系统中还装有三台冷油器,其中两台运行,一台备用。
另外设有排烟装置、油净化装置等。
该机组的调节系统有纯机械液压调节和电-液结合调节,这两套系统可以通过电、液切换阀切换,以控制机组的运行。
液压调节系统通过调整油动机反馈滑槽的斜率,并借助节流阀可使调节系统的速度变动率在3—5%范围内进行无级调整。
迟缓率能做到不大于0.3%。
机组允许参加一次调频。
在负荷变动时,机组能迅速适应电网负荷的变化;当机组甩全负荷时,系统能维持汽轮机空转。
当转速超过额定转速的11—12%(3300—3600r/min)时,危急遮断器立即动作,使自动主汽阀及高、中压调节阀迅速关闭,从而切断汽轮机的供汽。
当汽轮机甩全负荷后转速上升时,如危急遮断器没有动作,转速继续升高超过额定转速14.5%(3435r/min)时,附加保安油口动作,使汽轮机停机,进一步保证汽轮机不发生重大的飞车事故。
该机组还装备了轴向位移保护装置、低真空保护装置和防火保护等各种保安设施。
图1-46N200型汽轮机组的外貌
图1-46机组外貌
3.2.2汽缸
N200型汽轮机具有高压、中压和低压三个汽缸,中压缸带有一个排汽口,低压缸带有两个排汽口。
蒸汽在高压缸和中压缸内流动的方向是相反的,在低压缸内是从中间进汽向两侧对称流动的,采用这种布置可以减小汽轮机总的轴向推力。
由于工作条件不同,高压、中压和低压缸具有不同的结构特点,分别介绍如下。
3.2.2.1高压缸
高压缸的工作特点是汽缸内所承受的压力和温度都很高。
因此,在高压缸的高温部分采用了双层汽缸的结构,如图1-48所示。
因此,内外层缸壁的厚度都比单层缸的薄。
在启动、停机和变负荷运行时,缸壁内外表面之间的温差较小,因而缸壁的热应力也较小,有利于缩短启动时间和提高汽轮机对负荷变化的适应性。
高压缸的内缸中包括四个喷管室。
四个喷管室的进汽短管是按辐射方向布置的,从而使内缸的受热具有良好的轴对称性,有利于高压进汽管的工作。
外缸一段抽汽口位置在内缸的出口处,使第9级后的一段抽汽能就近从抽汽口抽出。
在内缸的外表面上铸有挡汽板5,与外缸上对应的凸缘形成一个挡板,将内外缸之间的夹层分隔成两个空间,即高温区Ⅰ和低温区Ⅱ。
这两个区的温度与通流部分中相应位置的汽流温度较接近,所以内缸的内外壁温差不大。
又因外缸温度相应提高,对减少外缸与转子的膨胀差也是有利的。
每个喷管室中各装有一个喷管组,每组喷管的进汽各有一个调节阀控制,喷管组的排列次序如图1-49所示。
每组喷管中的喷管数为ZⅠ=13、ZⅡ=13、ZⅢ=12、ZⅣ=14。
其中,第Ⅰ、Ⅱ组喷管是同时进汽的,而且设置在内缸的下半部,目的是在部分负荷时,汽缸受热均匀。
喷管组采用一种焊接结构,见图1-50。
其中静叶片是铣制的,它和喷管组的内环同属一个锻件,静叶片的外侧盖以隔叶体3。
隔叶体从外侧焊到静叶片2上,然后焊上喷管组的外环4。
喷管组从汽缸的中分面处穿进喷管室的环形槽里,并在一端用三只密封销5固定,靠近中分面的另一端用一个П密封键6封住。
密封销和密封键既能防止蒸汽从喷管室漏到调节级汽室中,在热膨胀时,喷管组又能以密封销一端为死点,向密封键一端自由膨胀。
高压内缸固定方法
图1-48高压缸的结构
1-高压外缸;2-高压内缸;3-进汽管漏汽接管;4-上下滑键;5-挡汽板;6-段轴汽口;
7-喷管室;8-球面高垫圈;9-导向滑键;10-喷管室进汽短管;12-调节级后压力测点
图1-49喷管组排列次序图1-50喷管组结构
3.2.2.2高压进汽管
图1-51高压进汽管
1-抽汽接头;2-螺旋旋遮热管;3-进汽管连接法兰;4-外缸;5-活塞环;6-内缸;
2-7-活塞环固定套筒;8-外套管;9-内套管
由于高压缸采用了双层结构,运行中,内、外缸有相对膨胀,为此采用了滑动密封式的连接结构,见图1-51。
进汽管上的法兰3通过螺栓固定在外缸4上。
因受外缸材料的限制,进汽管法兰处的温度不允许太高,因而采用双层套管式结构。
即,在内套管9的外面有一层外套管8,进汽管连接法兰3与外套管8为一体。
在内、外套管之间有螺旋遮热管2,用流动的汽流遮挡内套管对外套管的辐射热。
内、外缸夹层中的蒸汽在螺旋遮热管2与外套管之间流过,从接头1抽出,以冷却外套管。
内套管的一端插入喷管室的进汽短管中,并用活塞环5来密封。
3.2.2.3中压汽缸
经过中间再热后的蒸汽进入中压缸工作,再热蒸汽的温度与新汽温度相同,但压力较低,约为新汽压力的1/6左右,所以仅在中压缸的高温区用较好的材料。
中压缸采用典型的隔板套和单层缸结构,见图1-52。
中压缸由前、中、后三部分组成。
中压缸前部2用ZG20CrMoV合金钢铸成。
在前端的上部和侧部焊有四个相同材料铸成的蒸汽室1和3。
中压缸中部5用HT200灰铸铁铸成。
上半部开有两个蒸汽分流口4,2/3的蒸汽从此口通过,流往低压缸。
中压缸后部6采用钢板焊接的排汽缸,1/3的蒸汽经过此缸排往凝汽器。
图1-52中压汽缸
1-侧部蒸汽室;2-中压缸前部;3-上部蒸汽室;4-蒸汽分流口;
5-中压缸中部;6-中压缸后部;7-横键
图1-53低压汽缸
1-低压缸中部;2-排汽缸;3-不对称扩压管;4-轴承座;5-大气安全门;6-横键
3.2.2.4低压缸
图1-54大气安全阀
1-阀座;2-网盖;3-压紧阀;4-石棉橡胶板;5-限程罩;6-临时压板
低压缸为对称分流式,中间进汽,两侧排汽。
该汽缸由三段组成,见图1-53。
低压缸中部1用HT200灰铸铁铸成。
两侧为钢板焊制的排汽缸2。
低压缸的两个排汽缸与中压缸的排汽缸的结构和尺寸完全相同。
排汽缸的任务是将末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器。
为了使蒸汽在这段流动过程中能量损失减小,排汽缸要有足够大的通道截面积。
由于排汽压力很低,只有0.005Mpa,相应的蒸汽比容很大,因此排汽缸的尺寸必然很大。
为了减小汽轮机的余速损失,在紧接末级动叶的出口处,设置了一种上下不对称的扩压管3,使末级动叶排出的蒸汽的动能尽可能转变成压力能。
为了缩短转子轴承中心跨距,提高转子的刚性,后轴承座4直接焊在扩压管的洼窝中。
该机组采用向下排汽、单层结构的排汽缸。
凝汽器位于汽轮机的下面,排汽缸出口与凝汽器进口直接焊在一起,成刚性连接。
每个排汽缸的最上部有两个大气安全门3,它是真空系统的安全保护设施。
当凝汽器中冷却水突然中断时,它能防止排汽缸内蒸汽压力过高,保护排汽缸和凝汽器。
大气安全门的结构见图1-54。
大气安全门由灰铸铁铸造的阀座1、阀盖2、压紧圈3以及装在压紧圈和阀盖之间的石棉橡胶板4和限程罩5组成。
石棉橡胶板厚1mm,在正常情况下被大气向里压在阀盖上。
当排汽缸内压力升高到0.118—0.137Mpa时,排汽缸内蒸汽压力作用在阀盖上,后者和压紧圈形成的剪切力把石棉橡胶板顶破,从而让蒸汽排至大气。
大气安全门上装有限程罩,在安全门动作时,可防止阀盖和石棉橡胶板飞出。
3.2.3隔板与隔板套
汽轮机的隔板用以固定导向叶片(简称导叶),并把汽缸分成若干个汽室,使蒸汽压力、温度逐级下降,其热能在导叶组成的汽道中被转换成动能。
工作时,隔板承受前后蒸汽压差产生的均布载荷。
该机共有36级隔板,根据隔板所处不同的蒸汽温度区,采用不同的材料和结构。
汽轮机高、中压部分的钢隔板采用焊接结构,如图1-55所示。
导叶3嵌装在带有叶型孔槽的内、外围带2和4上,焊成环形导叶栅,然后再将它与隔板外环1、隔板体5焊在一起。
在隔板外环的出汽边焊有径向汽封6,其上镶嵌汽封片,构成动叶栅围带顶部的汽封。
第2—4级隔板的汽道高度较小,为了减少汽道上、下端部的二次流损失,采用了较窄的导叶,如图1-52(b)所示。
隔板上的载荷由导向作用的加强筋8来承受。
为了减小蒸汽流过加强筋的阻力,每隔三个导叶设置一个加强筋。
图1-55焊接式隔板
(a)普通焊接隔板;(b)带加强筋的焊接隔板
1-隔板外环;2-外圈带;3-导叶片;4-内圈带;5-隔板体;6-径向汽封;7-汽封槽;8-加强盘
隔板体和隔板外环采用相同的材料,根据工作温度,第2—9级、第13—15级均采用ZG20CrMoV;第16—19级采用ZG20CrMo;第10—12级采用ZG25。
导叶的材料是,第2—6、13—16级采用Cr11MoV;第7—12、17—19级采用1Cr13。
汽轮机低压部分采用铸造隔板,见图1-56。
这种结构制造方便,成本低。
第20—22级隔板的最高工作温度在250—350℃之间,采用MoHT250的合金灰铸铁铸件;第23—37级隔板采用HT250的灰铸铁。
铸造隔板的导叶材料为1Cr13。
在额定工况下,蒸汽在第26(31、36)级导叶中膨胀时,已进入湿蒸汽区。
蒸汽中的水滴不但会降低汽轮机的效率,而且还会对动叶产生水蚀作用,缩短动叶的使用寿命,因此要尽可能地排除掉。
考虑到变工况时,湿蒸汽区会扩大,所以在第26(31、36)、27(32、37)级隔板外缘的进口边和出口边均铸有去湿槽,并与固定在汽缸上的去湿环组成去湿装置,如图1-57所示。
隔板进口边的的去湿槽是收集上一级动叶出口蒸汽中的水滴,并从吸汽口流出;第26级动叶出口和第27级导叶出口的水滴由去湿槽收集后均从低压缸下部的小孔疏往凝汽器。
为了简化汽缸的结构,将几块隔板固定在隔板套中,再将隔板套安置在汽缸中。
隔板套以给水加热器的抽汽点来分段,并与汽缸壁共同形成抽汽室。
该机共有八个隔板套。
高压缸的第2—9级隔板直接固定在高压缸中(内缸可看作一个大隔板套);第10—12级隔板装在一号隔板套中。
中压缸的第13—15级、第16—18级、第19—20级、第21—22级、第23——25级分别装在二—六号隔板套中。
低压缸的第29—30级、第34—35级隔板分别装在七、八号隔板套中。
由于抽汽点的分布和结构限制,中压缸的第26—27级、低压缸的第28、31、32级和第33、36、37级隔板不用隔板套,它们是直接固定在汽缸上的。
隔板套按其所处位置蒸汽的不同工作温度采用不同的材料。
二号隔板套材料为ZG20CrMoV,三、四号为ZG20CrMo,一、五号为ZG25,六—八号为HT200。
图1-56铸造式隔板图1-57隔板去湿装置
1-外缘;2-导叶片;3-隔板体 1、2-吸汽口;3-导叶片;4-动叶片
3.2.4汽封
汽轮机有静子和转子两大部分。
运行时,转子高速旋转,而静子固定不动。
因此,转子与静子之间必须保持一定的间隙,才能不使它们相互碰撞和磨擦。
蒸汽流过汽轮机各级工作时,压力、温度逐级下降,在隔板两侧存在着压差。
当动叶有反击度时,动叶片前后也存在压差。
蒸汽除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过作功外,一小部分将会从各处间隙中流过而不作功,成为一种损失,降低了汽轮机的效率。
转子必须穿出汽缸,支承在轴承上,此处也必然要留有间隙。
对于高压缸的两端和中压缸的前端,汽缸内蒸汽压力大于外界大气压力,蒸汽将会向外漏出,降低了效率,并造成部分凝结水损失。
在中压缸的排汽端及低压缸的两端,因汽缸内的蒸汽压力低于外界大气压力,在主轴穿出汽缸处的间隙中,将会有空气漏入汽缸内。
由于空气在凝汽器中不能凝结,使汽轮机背压升高,降低了蒸汽的作功能力。
为了减少上述各处间隙中的漏汽(或从外部漏入空气),又要保证汽轮机正常安全运行,特设置了各种汽封。
这些汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和汽缸前后汽封(也称轴封)三大类。
但从工作原理来说,这三类汽封都属于迷宫式汽封。
3.2.4.1通流部分汽封
通流部分汽封包括动叶围带处的径向、轴向汽封和动叶根部处的径向汽封、轴向汽封,见图1-58。
(1)叶顶部分
第一种是动叶顶部装有平围带,在围带上直接车出轴向汽封齿,在隔板汽封体上镶嵌汽封片,构成围带的轴向、径向汽封,用于第1—21、23、24、28、29、33、34各级。
第二种是动叶顶部一小段过渡成减薄片,同静子部分构成一个径向间隙,这种汽封用于低压部分的动叶片上,如第22、25、26、30、31、35、36各级。
第三种是末级动叶片上装有拱形围带,与汽缸上的槽相配,构成径向汽封,用于第27、32、37各级。
(2)叶根部分
第一种,在动叶根部车出一个轴向汽封齿,在静叶根部也车出一个径向汽封齿,构成叶根轴向、径向汽封,用于第1—19各级。
第二种,在动叶根部直接车出径向汽封齿,构成径向汽封,用于第23、24、28、29、33、34各级。
3.2.4.2隔板汽封
隔板内圆面与叶轮轮毂外圆面之间的汽封,用以限制级与级之间的漏汽,称为隔板汽封,见图1-59。
汽封装在隔板内径处的凹槽中,每圈汽封由六个弧段组成,每两个弧段之间的径向接触面都经过刮配,保持间隙不大于0.05mm。
每个弧段上装有两块平板弹簧片,弹簧片上有限位凸肩固定在汽封圈的规定位置,使它不至于沿着汽封圈的圆周移动。
除了弹簧片以外,也可利用蒸汽的压力把汽封圈压向中心。
为了达到这个目的,在每个隔板体内圆处的进汽侧上、下半部,各钻3个φ5小孔,蒸汽就通过这些小孔进入汽封圈与隔板体之间的空间。
图1-58通流部分汽封
3.2.4.3汽缸前后轴封
汽缸前、后轴封,其结构与隔板汽封相同,见图1-60。
在转子上车有凸台和凹槽,与汽封齿配合构成迷宫式汽封。
高、中压缸的高压侧端部,因汽缸温度较高,汽缸与汽封体之间的径向膨胀差较大,因而在汽封壳体与汽缸之间特设置一个整圈弹性环。
工作时,用弹性环的弹性变形来补偿膨胀差。
在两个汽封壳体之间,将漏出的一部分蒸汽通过汽缸上特制的孔抽出,送往相应压力的低压加热器,以加热主凝结水,回收部分漏汽损失。
中压缸的低压端汽封和低压缸的两端轴封,因转子与汽缸的相对膨胀差较大,采用了一个高齿与两个低齿组合的结构,与相应的隔板汽封圈相同。
图1-59各级隔板汽封
图1-60汽缸两端的轴封
3.2.5转子
3.2.5.1转子结构
汽轮机转子主要由主轴、叶轮、动叶片、联轴器等构成。
转子工作时,除了要转换能量,传送扭矩外,还要承受动叶片、叶轮和主轴上各零件质量所产生离心力、各部分的温差所引起的热应力,但更主要的是还要承受动应力,因此转子要有高强度和高韧性的金属材料制造。
在高温区工作的转子还要采用耐热的高强度材料。
N200型汽轮机的转子由高压转子、中压转子和低压转子三部分组成,
(1)高压转子
高压转子是指工作在高温、高压蒸汽区域的转子。
其特点是,由于蒸汽压力高,比容小,通流部分尺寸小,转子也可相应做得小些;又因蒸汽温度高,所以采用整体锻造式,其结构见图1-61。
第1—12级的叶轮和联轴器等与主轴整体锻
造成一体,材料为30Cr2MoV耐热合金钢。
为了便于加工,叶轮均为等截面,叶轮外圆车有装动叶的倒T型轮槽。
第2—12级叶轮中部φ620的圆周上有5个φ50均匀分布的平衡孔,以减小叶轮两边的压差引起的轴向推力。
在主轴前后和两叶轮之间的轴上均车有高压前汽封、高压后汽封和隔板汽封的凸台和凹槽。
前后汽封的外侧有与挡油环相对应的油封齿。
低压端的端面上有固定危急遮断器小轴用的一圈螺孔。
高压端是与中压转子相连接的半个刚性联轴器。
整锻式转子的优点:
a.转子轴向尺寸缩短,装配零件少,节省工时;
b.没有红套的零件,对启动和变负荷的适应性较强;
c.与套装转子相比,可以在较小的内孔应力下获得较好的刚性。
整锻式转子的缺点:
a.锻件尺寸大,工艺要求高;
b.转子各部分只能用同一种材料制造,材料的潜力得不到充分利用;
c.转子只能集中在少数机床上加工,制造周期较长,任何部位的缺陷都会影响到整个转子的质量。
(2)中压转子
中压转子的前部工作在经过中间再热的蒸汽区域,其特点是蒸汽压力不高,但温度很高,后部即为低压转子的分流之一。
所以采用整锻加套装的组合型式,其结构见图1-62。
第13—19级叶轮、与高压端相接的联轴器、推力盘等和主轴锻造在一起,材料为30Cr2MoV耐热高强度钢。
第19级以后的蒸汽温度已降低到350℃左右,所以低压侧的第20—27级叶轮、后汽封套筒、挡油环和联轴器等,均采用红套结构。
由于第13级动叶的离心力较大,经过中间再热的蒸汽温度又很高,所以叶轮做成锥形截面。
第14—19级的离心力虽然更大,但由于蒸汽温度下降,材料的强度相应提高,所以叶轮仍加工成等厚度截面。
第3—19级叶轮外圆车有装动
1-61-高压转子
叶的倒T型轮槽;第14—19级叶轮中部ф750圆周上有5个ф50均布的平衡孔。
中压转子的前后轴封和隔板汽封的结构与高压转子一样,在轴上车有凸台和凹槽,组成前后轴封和隔板汽封。
为了缩短转子长度,第13级隔板汽封的凸台在中压前汽封体上车出。
套装叶轮的隔板汽封的凸台在叶轮轮毂上车出。
后汽封的凸台在汽封套筒上车出。
(3)低压转子
低压转子工作于蒸汽温度和压力比较低的区域,因而采用全套装结构,见图1-63。
在主轴两边对称地各套装了五个叶轮、一个汽封套筒、一个挡油环和前后联轴器半部等。
低压转子的叶轮和汽封套筒与中压转子后半部相同,主轴材料为34CrNi3Mo。
套装转子的优点:
a.锻件尺寸小,质量容易保证;
b.各零件可以同时加工,缩短了制造周期;
c.不同部位的零件可用不同的材料制造,材料能充分利用。
套装转子的缺点:
a.装配零件多,装配工作量大;
b.红套结构要考虑因叶轮径向温差引起的松动,一般只在中低参数的汽轮机或高参数汽轮机的中低压部分才采用;
c.套装叶轮内孔应力较大。
3.2.5.2联轴器
汽轮机各转子之间以及汽轮机转子与发电机转子之间均用联轴器连接,用以传递扭矩和轴向力。
高、中压转子之间是用整锻的刚性联轴器,其结构如图1-64所示。
图1-64刚性联轴器
以刚性连接的两转子,在联轴器处径向和轴向上都不能有相对位移。
高、中压转子采用三个轴承支承的结构,即在高压转子上省去了一个支持
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