第21课时单元_电厂热力设备及运行_第10章_多级汽轮机（课件）.ppt

华北电力大学环境科学与工程学院,电厂热力设备及运行,任课教师：杨官平,二○一一年一月,封面,5.汽缸的支撑,要求： 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、静部分同心状态不变或变动很小 内容： 外缸在轴承座和基础台板(座架、机架等)上的支承 内缸在外缸中的支承 方式： 猫爪支承：高、中压缸采用 台板支承：低压缸采用5.汽缸的支撑-台板支承,定义：通过排汽室伸出的撑脚支承在台板上，基础台板又用地脚螺栓固定在基础上 轴向两端预埋入基础的固定板确定了低压缸的轴向位置 虽然低压缸的支撑面比汽缸中分面低，但因排汽缸温度低，膨胀小，故影响不大5.汽缸的支撑-台板支承,图10-38 台板支承,5.汽缸的支撑-猫爪,猫爪：就是从下（或上）汽缸两侧水平法兰延伸出两个爪子（或在前后伸出四个爪子），搭在轴承箱上，而轴承箱坐落在基础台板上 种类： 上猫爪：由上汽缸水平法兰延伸的猫爪 下猫爪：由下汽缸水平法兰延伸的猫爪5.汽缸的支撑-下猫爪支撑,工作猫爪/支承猫爪：下猫爪在高压缸的下缸前后各有两只猫爪，分别支承在高压缸前后的轴承座上 分类： 非中分面支承：承力面与汽缸水平中分面不在一个水平面内，在汽缸温度变化时会影响汽缸中心线。

中分面支撑：承力面与汽缸水平中分面在一个水平面内，在汽缸温度变化时不会影响汽缸中心线5.汽缸的支撑-下猫爪支撑,图10-39 下缸猫爪非中分面支承方式 1-下缸猫爪;2-压块;3-支承块; 4-紧固螺栓;5－轴承座,缺点：承力面与汽缸水平中分面不在一个水平面内，当猫爪受热（由法兰传来）而膨胀时，将汽缸中分面抬高，使汽缸和转子的中心线偏离，从而改变动、静部分的径向间隙，严重时动、静部分产生摩擦，造成事故 优点：安装方便，温度不高的汽缸可采用这种支承方式5.汽缸的支撑-下猫爪支撑,图10-40 下缸猫爪中分面支承方式 1-下缸猫爪;2-螺栓;3-平面健; 4-垫圈;5-轴承座,特点： 可以保证机组运行中转子和静止部分膨胀的时候还能正确对中，不会导致动静碰摩 可以减小汽缸中分面螺栓的受力5.汽缸的支撑-上猫爪支撑,图10-41 上缸猫爪中分面支承方式 1-上缸猫爪;2-下缸猫爪;3-安装垫片; 4-工作垫片;5-水冷垫铁;6-定位销; 7-定位健;8-紧固螺栓;9-压块,优点：可以保证机组运行中转子和静止部分膨胀的时候还能正确对中，不会导致动静碰摩 缺点： 支承方式比较麻烦 下汽缸通过水平法兰的螺栓悬吊在上汽缸上，使螺栓受力增加。

5.汽缸的支撑-内缸的支撑,图10-42 内缸的支撑 1-内下缸;2-内缸连接螺栓;3-内上缸; 4-外下缸;5-外缸连接螺栓;6-外上缸; 7-轴承座;8-支承垫片,外缸：上猫爪中分面支承方式 内缸：上猫爪中分面支承方式6.汽缸的定位-滑销系统,滑销：布置在汽缸台板上的能让汽缸顺畅膨胀、收缩的部件 滑销系统：为了使汽缸在长、宽、高几个方面上膨胀自如，保证汽轮机与发电机转子与静止部分以及轴承座中心一致，避免因膨胀不均匀造成不应有的应力和变形及伴同而生的振动，在汽缸与基座或轴承座上设有一系列的滑销所构成的系统 滑销的类型：根据滑销的构造、安装位置和不同的作用，滑销可分为纵销、横销、立销、角销和斜销等6.滑销系统-滑销系统的作用,保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力引起变形 保证汽缸和转子的中心一致，避免因机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或动静之间摩擦 使转子和静子轴向与径向间隙符合要求6.滑销系统-纵销,位置： 轴承座底部和台板之间 结构：轴承座底部和台板开矩形纵向槽，中间装入长条形销（键） 作用：限制轴承座横向运动，确保轴承座在汽缸膨胀推动下严格地沿纵向移动图10-43 纵销,6.滑销系统-横销,轴承座底部横销： 位置：轴承座底部和台板之间。

结构：轴承座底部和台板开矩形横向槽，中间装入长条形销（键） 作用：限制轴承座纵向运动，和横销共同锁死轴承座图10-44 轴承座 底部横销,6.滑销系统-横销,汽缸支撑横销：猫爪横销 位置：轴承座上端面、汽缸两端 结构：轴承座上端面开矩形横向槽，汽缸两端支撑处加工成横向长条形或开槽，配销 作用：引导汽缸横向膨胀，限制汽缸、轴承座之间的纵向相对运动确保膨胀中不发生纵向偏斜6.滑销系统-立销,位置：轴承座纵向内端面中心处（横向）、汽缸两端中心处（横向） 结构：轴承座纵向内端面中心处（横向）焊T形销、汽缸前端中心（横向）处焊U形槽 作用：保证汽缸的垂直定向自由膨胀，并与纵销共同保持机组的正确纵向中心线图10-45 立销,6.滑销系统-角销,位置：前轴承座底部纵向凸出边沿上 结构：类似角铁状，压在轴承座底部纵向凸出边沿上 作用： 防止前轴承座纵向滑动过程中翘起，确保座底面与台板紧密接触，轴承中心线与地面平行，转子中心线与地面平行图10-46 角销,6.滑销系统-斜销,位置：低压缸撑脚和基座之间 结构：撑脚和基座开槽，配销 作用：引导低压缸横向、纵向膨胀的叠加图10-47 斜销,6.滑销系统-死点,定义：纵销中心线与横销中心线的交点。

作用：汽缸只能以死点为中心向前后、左右进行膨胀 对凝汽式汽轮机来说，死点多布置在低压缸排汽口的中心或附近这样在汽轮机受热膨胀时，对庞大笨重的凝汽器影响较小 有些大功率汽轮机具有多个死点6.滑销系统-胀差（相对膨胀）,定义：转子与汽缸之间的轴向热膨胀之差当汽轮机启动加热或停机冷却以及负荷变化，汽缸和转子都会产生热膨胀或冷却收缩由于转子的受热面积比汽缸大，且转子的质量比汽缸小，因此在相同的条件下，转子的温度变化比汽缸快，使转子与汽缸之间存在膨胀差简称胀差,或称相对膨胀大多数情况都是转子比汽缸膨胀伸长的多，这时的胀差称为正胀差，反之称为负胀差 危害：动、静部分轴向间隙减小 计算：△l相对=△l转子-△l汽缸,6.滑销系统-举例,图10-48 N100-90/535型汽轮机的台板布置和滑销系统图,6.滑销系统-举例,前箱（前轴承箱）：放置在前台板上，用两个纵销确定其中心线位置，为防止前箱因受力不均而硗起，在前台板的四角布置四个角销 高压缸：高压缸的支承台上，用猫爪横销固定高压缸与前轴承座的轴向相对位置由高压缸两个立销确定它们的横向相对位置 低压缸：通过其排汽室周围的十个撑脚放置在十块台板上，在两侧的中间台板上对称布置两个横销，固定低压缸的轴向位置，在其两端的中间台板上各布置一个纵销（纵销的中心线 也在汽缸的中垂面内），确定低压缸的横向位置。

死点：低压缸台板上两个横销的中心线与中垂面的交点在膨胀中位置不变，称为膨胀死点 膨胀方向：低压缸的前半部分和高压缸沿轴向往前膨胀，通过猫爪横销推动前箱移动，因此前箱的轴向移动量最大定义：汽轮机各级的间壁 位置：上下两半装在汽缸内或隔板套内 主要作用： 用来固定静叶栅 把多级汽轮机的各个压力级隔开六、隔板,组成： 由隔板体、喷嘴叶栅和外缘三部分组成 隔板通过外缘直接安装在汽缸或隔板套内专门的凹槽中 由于安装的需要，隔板从汽缸水平中分面对分为上、下两半，称为上隔板和下隔板上、下两半通过法兰螺栓连接 为了使上、下隔板对准并防止漏气，在水平中分面加装密封键和定位销在隔板体的内孔壁有安装汽封环的槽道 类型：根据制造工艺的不同分为两类： 焊接隔板 铸铁隔板,六、隔板,六、隔板,图10-49 隔板,1.焊接隔板,定义：喷嘴叶栅和隔板体、隔板外缘焊成一体的隔板 焊接过程： 轧制成型的喷嘴叶片1先焊在预先冲好型孔的内、外围带2、3上 然后再焊上隔板外缘4和隔板体5而成图10-50 焊接隔板 (a)隔板组成；(b)隔板断面 1-喷嘴叶片;2、3-喷嘴叶片的内外围带; 4-隔板外缘;5-隔板体;6-焊接处,1.焊接隔板,特点： 焊接隔板具有较高的强度和刚度。

较好的汽密性 加工较方便 工作温度在300～340℃以上 应用范围： 广泛应用于中、高参数汽轮机的高中压部分2.铸铁隔板,定义：喷嘴叶栅注入隔板体和隔板外缘的隔板 铸造过程： 先用铣制或冷拉、模压、爆炸成型等方法将喷管叶片做好 然后在浇铸板体时将叶片放入其中一体铸出图10-51 铸铁隔板 1-隔板外缘;2-喷嘴叶片;3-隔板体,2.铸铁隔板,特点： 铸造隔板加工比较容易，成本低. 但表面粗糙度较大. 使用温度也不能太高，一般小于300oC 应用范围： 用于汽轮机的低压部分3. 隔板套（静叶持环）,定义：外缘嵌装在汽缸槽内，内槽安装多级隔板的中间支撑体 结构： 一个圆筒形的部件，相当于汽缸的一段 外圆柱面有定位环，嵌入汽缸内壁相应的槽道内 内壁有若干环形槽道，固定相应的隔板 水平中分面有法兰，用螺栓将上、下两半紧固3. 隔板套（静叶持环）,图10-52 隔板套,3. 隔板套（静叶持环）,优点： 简化汽缸结构，减小汽轮机轴向尺寸，有利于汽缸的通用 便于抽汽口的布置 还有机组启、停及负荷变化过程中，汽缸的热胀较均匀，减小了热应力和热变形 缺点： 会增加汽缸的径向尺寸 使水平法兰厚度增加 延长了汽轮机启动时间。

七、轴承,定义：支承相对旋转的轴的部件 位置：内部与轴接触，外部与轴承座接触 主要作用：用来承受转子的全部重量并且确定转子在汽缸中的正确位置 类型： 径向支持轴承：用于支持转子的重量以及由于转子振动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证转子与静子同心 轴向推力轴承：用于承受转子上的轴向推力，确定转子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件间合理的轴向间隙1.径向支持轴承,图10-53 径向支持轴承,油杯孔,轴承,轴承座,轴瓦,轴瓦,1.径向支持轴承,图10-54 径向支持轴承,1.径向支持轴承,图10-55 径向支持轴承工作原理图,工作原理：转子高速旋转时，将润滑油带入轴颈的下方，轴颈处于润滑油的包围中，转子被托起，摩擦阻力减小2.轴向推力轴承,图10-56 轴向推力轴承,2.轴向推力轴承,图10-57 轴向推力轴承工作原理图,,,,,,,,推力盘,,瓦块,,,进油,排油,,,,,,,,,进油,排油,,轴,,支点,工作原理：通常应用最广泛的推力轴承是密切尔式推力轴承，它是借助于轴承上的若干片瓦块与推力盘之间构成楔形间隙建立液体摩擦的八、盘车装置,定义：在汽轮机启动冲转前和停机后，使转子以一定的转速连续地转动，以保证转子均匀受热和冷却的装置。

位置：安装在汽轮机转子与发电机转子连接处的轴承箱上 主要作用： 在汽轮机启动冲转前，以检查汽轮机的动、静部件是否存在碰接和摩擦，主轴弯曲度是否正常等 汽轮机停机后，为使转子在上下温度不同的汽缸内受热均匀，避免转子冷却不均而产生过大弯曲，也要启动盘车，保持转子的低速转动 类型： 低速盘车：3～5转/分 高速盘车：40～70转/分,八、盘车装置,图10-59 盘车装置外观,八、盘车装置,图10-59 盘车装置内部结构,,第四节 汽轮机的轴封系统,轴封的作用及结构 轴封系统的作用 开式轴封系统 自动调节的闭式轴封系统,定义：装在各转子两端与汽缸之间的汽封，称轴端汽封，简称轴封 位置：轴两端穿出汽缸处 设轴封的原因：轴和缸存在径向间隙 结构：轴上挖环型槽，缸上装汽封片 主要作用： 高压端减少漏出蒸汽量 低压端防止漏入空气一、轴封的作用及结构,一、轴封的作用及结构,图10-60 轴封的外观,一、轴封的作用及结构,图10-61 齿形轴封,作用： 保证蒸汽不外泄、空气不内漏 回收泄漏蒸汽的热能（轴封加热器） 组织汽流冷却转子的轴端。

组成：由轴封、供汽母管及均压箱、轴封调节器、轴封加热器和轴封抽汽器等组成 特点： 轴封分成多段多室 与大气环境接近的腔室的压力由抽汽器或风机维持略低于大气压力 紧邻的腔室压力由压力调节器维持略高于大气压力。