汽輪機設(shè)備及運行講義(全部).doc

汽輪機設(shè)備及運行講義265第一篇 汽輪機的結(jié)構(gòu)與性能第一章 概 述 第一節(jié) 汽輪機的基本工作原理汽輪機是一種以具有一定溫度和壓力的水蒸氣為工質(zhì)， 將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的回轉(zhuǎn)式原動機。它在工作時先把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動能，然后再使蒸汽的動能轉(zhuǎn)變成機械能。與其他熱力原動機相比，它具有單機功率大、轉(zhuǎn)速高、效率較高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和使用壽命長等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛的應用。一、汽輪機在熱力發(fā)電廠中的作用 汽輪機的主要用途是作為熱力發(fā)電用的原動機。在以煤、石油和天然氣為燃料的現(xiàn)代常規(guī)火力發(fā)電廠、核電站和地熱電廠中，都采用以汽輪機為原動機的汽輪發(fā)電機組。其發(fā)電量約占總發(fā)電量的80左右。汽輪機的排汽或中間抽汽可以用來滿足生產(chǎn)和生活的供熱需要。這種既供熱又供電的熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機，在熱能的綜合有效利用方面具有較高的經(jīng)濟性。由于汽輪機能夠變速運行，故可以用它直接驅(qū)動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。在生產(chǎn)過程有余能、余熱的各種工廠企業(yè)中，可以利用各種類型的工業(yè)汽輪機，使不同品位的熱能得到合理有效的利用，從而提高企業(yè)的節(jié)能和經(jīng)濟效益。 汽輪機必須與鍋爐、加熱器、凝汽器、給水泵等機械設(shè)備組成熱力系統(tǒng)，才能進行工作。熱力發(fā)電廠是能量轉(zhuǎn)換的工廠。鍋爐將燃料化學能轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱能，汽輪機將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。因為我國原煤總產(chǎn)量居世界第一位，根據(jù)國家的燃料政策，我國是以煤炭為主要燃料的國家，所以燃煤火力發(fā)電廠在目前及以后相當長的時間內(nèi)仍處于我國電能生產(chǎn)的主導地位。因此，作為原動機拖動發(fā)電機的汽輪機，顯然在我國電力工業(yè)中占有十分重要的地位。 二、汽輪機發(fā)展概況和我國汽輪機的發(fā)展特點 1汽輪機的發(fā)展概況 汽輪機的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個時期：1883年瑞典工程師拉瓦爾首先發(fā)明、制造了世界上第一臺單級沖動式汽輪機。1884年英國柏生氏發(fā)明了多級反動式汽輪機。1900年法國拉托教授發(fā)明了多級沖動式汽輪機；幾乎與拉托同時，美國工程師寇蒂斯發(fā)明了雙列速度級汽輪機。1912年瑞典的密克斯托萊姆兄弟發(fā)明了輻流式汽輪機。 至今，汽輪機的發(fā)展已逾百年。目前世界上已投運的化石燃料電站汽輪機，其最大單機功率有1300MW（24.2Mpa,538538）的雙軸機組和1200MW的單軸機組。核電站汽輪機的單機功率將保留在1300MW水平上。 2我國汽輪機的發(fā)展特點 新中國建立時，我國沒有汽輪機制造業(yè)。建國后相繼建成了上海、哈爾濱和東方三大汽輪機廠，它們主要生產(chǎn)大功率的電站汽輪機，并于1955年由上海汽輪機廠制造了國產(chǎn)第一臺中壓6000kw沖動式汽輪機。此后，我國汽輪機制造工業(yè)得到迅速發(fā)展，已經(jīng)陸續(xù)生產(chǎn)中壓12MW、25MW，高壓50MW、100MW，超高壓中間再熱125MW、200MW，以及亞臨界參數(shù)300MW、600MW的汽輪機。此外還建立了北京重型電機廠，武漢和青島汽輪機廠，以及生產(chǎn)工業(yè)汽輪機和燃氣輪機為主的杭州汽輪機廠和南京汽輪發(fā)電機廠。從而使我國的汽輪機制造業(yè)形成了獨具特色的一套完整的生產(chǎn)體系。 隨著科學技術(shù)的進步，汽輪機的制造技術(shù)日益完善?，F(xiàn)在，站在新的世紀之初展望未來，我國汽輪機發(fā)展將有如下特點： （l）大力發(fā)展再熱式大功率機組。大功率汽輪機的主要優(yōu)點是：降低單位功率的金屬消耗量及成本；提高機組經(jīng)濟性、安全可靠性、負荷適應性和自動化水平；節(jié)約電廠占地面積，降低電廠建設(shè)投資，加速電廠建設(shè)速度；減少運行人員，從而降低機組運行、管理費用。 （2）提高蒸汽初參數(shù)。提高蒸汽初參數(shù)，可以提高火力發(fā)電機組的循環(huán)熱效率。但參數(shù)的提高又受到金屬材料熱力機械性能的限制。目前廣泛采用的珠光體熱強鋼一般適用于580以下，進一步提高溫度就必須采用奧氏體鋼，這種鋼不但價格昂貴，而且許多工藝性能都不如珠光體鋼。因此，目前300MW容量等級機組采用亞臨界參數(shù)（16 216 7MPa，535540）較為合適。600MW容量等級機組常采用亞臨界和超臨界（23524MPa，560570）兩種參數(shù)，超臨界參數(shù)機組的熱經(jīng)濟性可以提高約2?？梢?，蒸汽初參數(shù)的提高已趨于穩(wěn)定。 （3）發(fā)展大功率供熱機組。為提高火電廠的經(jīng)濟性以及節(jié)能和保護環(huán)境，應因地制宜地發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，研制各種類型的供熱機組。 （4）采用先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高機組的負荷適應性。這主要是采用雙層汽缸和圓筒型汽缸；加大動靜部分間的軸向間隙；汽缸采用窄法蘭及柔性較好的雙頭螺栓等。 （5）采用無中心孔轉(zhuǎn)子及焊接轉(zhuǎn)子。 （6）研制汽輪機末級長葉片。采用較長的末級葉片，可以減少汽輪機排汽缸的數(shù)目或在相同排汽缸個數(shù)時增大機組的容量。 （7）采用適合于我國的電液控制系統(tǒng)。 （8）發(fā)展核電站用的汽輪機。發(fā)展核電，是我國解決能源不足問題的主要途徑。目前，我國的秦山核電站和大亞灣核電站均已正常運行，單機容量分別為300MW和900MW。 三、汽輪機本體 （一）汽輪機的工作原理 蒸汽對汽輪機轉(zhuǎn)子作功一般有兩種方式，即依據(jù)沖動作用原理或反動作用原理。 1沖動作用原理 當運動物體碰到另一個靜止的或速度較低的物體時，就會受到阻礙而改變其速度，同時給阻礙它運動的物體一個作用力，這個作用力稱為沖動力。如圖（a）所示，蒸汽在噴嘴4中產(chǎn)生膨脹，壓力降低、速度增加，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為蒸汽的動能。高速汽流沖擊葉片3由于汽流方向的改變，蒸汽對葉片產(chǎn)生一個沖動力，該沖動力對葉片作功，使葉輪2旋轉(zhuǎn)，從而將蒸汽的動能轉(zhuǎn)換成軸旋轉(zhuǎn)的機械能。這種利用沖動力作功的原理，稱為沖動作用原理。圖1（b）為蒸汽對葉片的沖動作用原理圖。假設(shè)汽流在圓弧形流道內(nèi)的流動為理想流動，汽流微團從噴嘴出口以速度C進入動葉片，作勻速圓周運動，最后以速度C，（與C的速率相等，方向相反）流出流道。因為汽流微團受流道約束而運動，所以每一微團都直接或間接地受到流道內(nèi)弧表面的彈力作用，這個彈力就是汽流微團作圓周運動的向心力。與此同時，根據(jù)牛頓第三定律，葉片內(nèi)弧表面受到汽流微團的壓力作用，此壓力在效果上屬離心力。圖1（b）中、F分別表示汽流微團作用在、各點的壓力。這些壓力又都可以分解為沿圓周方向的周向力u和沿轉(zhuǎn)軸方向的軸向力F。將作用于葉片上的全部周向力相加，其合力為uu而軸向力由圖上左右對稱點可見，兩兩大小相等、方向相反，故其軸向合力為零。周向力即為沖動力。如果葉片旋轉(zhuǎn)的速度為U，則在單位時間內(nèi)汽流周向力所作的功為PU。這就是沖動作用原理。沖動作用原理的特點是，蒸汽的沖動力對動葉所作的功等于熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機轉(zhuǎn)子機械能的數(shù)量。蒸汽在動葉道中不膨脹。圖單級沖動式汽輪機 （a）結(jié)構(gòu)簡圖；（b）沖動作用原理1一軸，2一葉輪；3一葉片；4一噴嘴在實際汽輪機中，從噴嘴流出的汽流方向與動葉柵的運動方向成一夾角，因而動葉形狀不能做成半圓形，但工作原理卻與上述完全相同。2反動作用原理 火箭在宇宙空間中運動，是利用燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體以很大的速度從尾部向后噴出的，火箭就向前飛去（見圖2）。根據(jù)動量守恒定律，火箭受到的推力與火箭向后噴出氣流相對于火箭的速度成正比，推力方向與汽流速度方向相反，這種運動稱為反沖運動。由反沖運動產(chǎn)生的作用力稱為反動力；利用反動力作功的原理，稱為反動作用原理。 在反動式汽輪機中，進入噴嘴的蒸汽產(chǎn)生膨脹，壓力由降至；，出口汽流達到較高速度C。汽流流進動葉后，一方面由于速度方向改變而產(chǎn)生一個沖動力，另一方面蒸汽同時在動葉道內(nèi)繼續(xù)膨脹，壓力由P降到，汽流加速產(chǎn)生一個反動力，見圖3。動葉則在蒸汽的這兩種力的合力作用下向左運動。圖1-2 反動作用原理的特點為，蒸汽的沖動力和反動力同時對動葉片作功，其所作的功等于熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機轉(zhuǎn)子的機械能的數(shù)量。顯然，反動式汽輪機是同時利用沖動和反動作用原理工作的。 3蒸汽在級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程在汽輪機中，一列靜葉柵（噴嘴）和其后的動葉柵，（動葉片），組成將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換成機械能的基本工作單元，稱為汽輪機的級。只有一個級的汽輪機，稱為單級汽輪機：有若干個級的汽輪機，稱為多級汽輪機。圖1-4為單級沖動式汽輪機示意圖。它由汽缸、噴觜、前葉片、 圖1-3蒸汽對反動式汽輪機葉片的作用力葉輪和軸等部件組成。蒸汽流過噴嘴時，壓力由P。降至P1，流速則從C0增至C1。將熱能轉(zhuǎn)換為動能；在動葉片中，蒸汽按沖動原理給動葉片以沖動力，使葉輪旋轉(zhuǎn)而輸出機械功，將大部分蒸汽動能轉(zhuǎn)換為葉輪的機械能。 圖1-4 單緩沖動式汽輪機示意圖1一軸，2一葉輪；3一動葉片; 4一噴嘴；5一汽缸；6一排汽口圖1-5為級中蒸汽在h-s圖上的熱力過程線。0點是級前的蒸汽狀態(tài)點，即噴嘴進口處的蒸汽壓力為P。，溫度為t。，流速為C。滯止狀態(tài)點為0*。0*點就是假想汽流被等熵地滯止到P1、P。分別為噴嘴和動葉出口壓力。若不考慮損失時，h1為噴嘴的理想比焓降*；h1*為噴嘴的滯止理想比焓降；h2為動葉片的理想比焓降（h2/h2）；ht為級的理想比焓降；ht*為級的滯止理想比焓降。實質(zhì)上，蒸汽在級內(nèi)的流動過程中有能量損失，所以實際熱力過程線為012曲線。 為判定蒸汽在動葉片中膨脹的程度，通常采用反動度來衡量，它等于蒸汽在動葉片中的理想比焓降與級的滯止理想比焓降之比，即 =h2/ht* (1-1)式（1-1）說明，h2越大，則越大，蒸汽對動葉片的反動力也越大。因而，根據(jù)反動度的大小，汽輪機的級具有不同的形式。 (1)純沖動級。反動度=0的級稱為純沖動級，如圖16所示。級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點是，級的滯止理想比焓降ht*全部在噴嘴中轉(zhuǎn)換為蒸汽的動能，蒸汽在動葉片中無膨脹，只改變速度方向，僅有沖動力對動葉片作功。因此，P1=P2，h2=0，h1*=ht*.它的結(jié)構(gòu)特點為，動葉葉型近似于對稱彎曲，流道不收縮。純沖動級的比焓降較大（即工作能力大），效率比較低。 圖15 級的熱力過程（2）反動級。反動級是指蒸汽在噴嘴和動葉中的理想比焓降相等的級。在反動級中，=0.5，P1P2，h1 =h2=0.5h如圖1-7所示。級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點是，級的理想比焓降ht有一半在噴嘴中轉(zhuǎn)換為蒸汽的動能，對動葉片施以沖動力，另一半在動葉片中繼續(xù)膨脹加速，產(chǎn)生反動力，二者一起對動葉片作功。它的結(jié)構(gòu)特點為，動葉片與噴嘴的葉型完全相同，流道均為收縮型。反動級的比焓降比較小，效率比沖動級高。圖16純沖動級中蒸汽 圖17反動級中 圖18帶反動度的 壓力和速度變化示意圖 蒸汽壓力和速度 沖動級中蒸汽壓力和速度變化 l一靜葉；2一動葉； 變化示意圖 示意圖 l一靜葉；2一動葉； 3一隔板 4一葉輪； 3一隔板 4一葉輪；5一軸（3）帶反動度的沖動級。為了提高汽輪機級的效率，通常使沖動級帶有一定的反動度，一般取=005020。這樣的級既具有沖動級的特點，又有反動級的因素，簡稱為沖動級，如圖18所示。級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換特點是，蒸汽對動葉片的作功以沖動力為主，以一小部分反動力為輔，即P1P2，h1h2。在結(jié)構(gòu)上，其葉型（噴嘴、動葉片）介于)純沖動級與反動級之間。它的作功能力比反動級的大，效率比純沖動級的高，即具有沖動級工作能力大和反動級效率高的特點。 （二）汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 汽輪機的種類很多，就級數(shù)而言，有單級與多級之分。由于單級汽輪機功率小，不能適應大量生產(chǎn)電能的需要，因而采用多級汽輪機。所謂多級汽輪機，就是將若干級依次疊置于一根主軸上，也就是即使每級的比焓降都不大，但整機的比焓降卻很大，因此汽輪機的功率就可以做得很大，并且其適應蒸汽的參數(shù)也高。多級汽輪機與多級汽輪機的類型亦很多，就作用原理而論，有多級沖動式汽輪機和多級反動式汽輪機兩種。這二者的作用原理雖然不同，但就基本結(jié)構(gòu)來說，都可分為轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子）和靜止部分（靜子）。轉(zhuǎn)動部分主要包括主軸、葉輪、動葉片和聯(lián)軸器等。轉(zhuǎn)子的作用是匯集各級動葉柵的旋轉(zhuǎn)機械能，并將其傳遞給發(fā)電機。靜止部分主要包括進汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、端汽封及軸承等。汽缸的作用是包容蒸汽在其中流動和轉(zhuǎn)子在其中旋轉(zhuǎn)，并支持裝于汽缸內(nèi)的其他部件。當然，僅有靜止和轉(zhuǎn)動部分，汽輪機尚不能工作，汽輪機本體上還必須設(shè)置各種工作系統(tǒng)，其中包括汽水系統(tǒng)、汽封系統(tǒng)、滑銷系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和保護裝置等，只有在各系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的條件下，汽輪機才能有效地工作?，F(xiàn)就多級沖動式和多級反動式汽輪機的具體結(jié)構(gòu)和工作特點概述如下。1多級沖動式汽輪機圖1-9所示為一臺多級沖動式汽輪機，它由4級組成，第一級稱為調(diào)節(jié)級（該級的實際通流面積將隨負荷變化而改變，故稱為調(diào)節(jié)級），其余三級稱為壓力級。調(diào)節(jié)級一般做成部分進汽，其噴嘴分組裝于蒸汽室中。來自鍋爐的新蒸汽經(jīng)過自動主汽閥流入依次開啟的幾個調(diào)節(jié)閥，隨之蒸汽便進入對應而彼此分隔的噴嘴組中。一個調(diào)節(jié)閥控制一個噴嘴組，來調(diào)節(jié)汽輪機進汽量，以適應外界負荷的要求。蒸汽在每一級中膨脹，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)作功。對于多級汽輪機的某一中間級，它上一級的排汽參數(shù)就是這一級的進汽參數(shù)。蒸汽如此逐級行進作功。顯然，各級功率之和就是整個汽輪機的功率。由于流經(jīng)各級的蒸汽壓力逐漸降低，比體積逐漸增大，則蒸汽的體積流量逐漸增大。為了使蒸汽順利通過，通流面積應逐漸增大。最后，作過功的蒸汽排入到凝汽器中。汽輪機轉(zhuǎn)子的中心部分是一根軸，軸上疊置若干個葉輪（如圖1-9所示汽輪機為4個葉輪），葉輪外緣上鑲嵌一列動葉柵。轉(zhuǎn)子的工作特點是在高溫介質(zhì)（蒸汽）中高速旋轉(zhuǎn)并承受巨大的轉(zhuǎn)矩，以及由溫差引起的熱應力。汽輪機的靜止部分主要是汽缸。汽缸按水平中分面分為上下兩部分（上下汽缸）。上下汽缸中裝有按同一水平中分面分開的上下隔板，隔板位于每兩個葉輪之間，把汽缸分隔成若干個汽室，以形成各級。在隔板外圓弧上嵌有噴嘴葉柵。每一級都由隔板及其后的葉輪組成，也就是說，汽輪機的級數(shù)等于靜葉列數(shù)或動葉列數(shù)。在隔板內(nèi)圓弧上裝有隔板汽封；在汽缸兩端，轉(zhuǎn)子軸由汽缸穿出來的地方裝有軸封；在動葉頂部設(shè)有葉頂汽封，以減少漏汽損失。轉(zhuǎn)子由軸承支承，軸圖1-10反動式多級汽輪機通流部分示意圖 承分為支持軸承和推力軸承。支持軸承保證靜l.鼓型轉(zhuǎn)子；2.動葉片；3.靜葉片； 對轉(zhuǎn)子的支承作用，并確定轉(zhuǎn)子與靜子的相對4.活塞；5.汽缸；6.蒸汽室；7.連接管 徑向位置。推力軸承保證轉(zhuǎn)子在軸向推力的作用下，仍舊能夠維持相對于靜子的正確軸向位置?？傊?，多級沖動式汽輪機總體結(jié)構(gòu)的特點是汽缸內(nèi)裝有隔板和輪式轉(zhuǎn)子。2多級反動式汽輪機圖1-10所示為多級反動式汽輪機。與沖動式汽輪機相比，多級反動式汽輪機總體結(jié)構(gòu)的特點是，汽缸內(nèi)無隔板或裝有無隔板體隔板，以及采用了鼓式轉(zhuǎn)子。靜葉柵裝在汽缸內(nèi)部圓周的表面上或隔板上，隔板固定在靜葉持環(huán)上。動葉柵直接嵌裝在鼓式轉(zhuǎn)子的外線上，葉片與汽缸或噴嘴葉柵與動葉柵之間形成很小的間隙，可在葉片端部附加一條圍帶，以形成汽封。由于反動級動葉前后壓差很大，所以動葉片上將產(chǎn)生很大的軸向推力。為此高壓端軸封還設(shè)有平衡活塞4，用蒸汽連接管7與凝汽器相通，使平衡活塞上產(chǎn)生一個與汽流的軸向力方向相反的平衡力，當活塞的面積選擇適當時，可平衡軸向推力。全機共4級。來自鍋爐的新蒸汽由蒸汽室6進入第一級膨脹作功，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，然后順次進人后面各級，重復上述過程。第二節(jié) 汽輪機的分類與型號汽輪機不僅用于火電廠，也被廣泛應用于其他行業(yè)，因而汽輪機的類型繁多。實際應用中，常按下列方法來對汽輪機進行分類。一、汽輪機的分類1、按工作原理分類 （1）沖動式汽輪機：按沖動作功原理工作的汽輪機稱為沖動式汽輪機。它工作時，蒸汽的膨脹主要在噴嘴中進行，少部分在動葉片中膨脹。 （2）反動式汽輪機：按反動作功原理工作的汽輪機稱為反動式汽輪機。它工作時，蒸汽的膨脹在噴嘴、動葉片中各進行大約一半。 （3）沖動反動聯(lián)合式汽輪機：由沖動級和反動級組合而成的汽輪機稱為沖動反動聯(lián)合式汽輪機。 2、按熱力過程分類 （1）凝汽式汽輪機：進入汽輪機做功的蒸汽，除少量漏汽外，全部或大部分排入凝汽器的汽輪機。蒸汽全部排入凝汽器的汽輪機又稱純凝汽式汽輪機；采用回熱加熱系統(tǒng)，除部分抽氣外，大部分蒸汽排入凝汽器的汽輪機。稱為凝汽式汽輪機。 （2）背壓式汽輪機：蒸汽在汽輪機中做功后，以高于大氣壓的壓力排出，供工業(yè)或采暖使用，這種汽輪機稱為背壓式汽輪機。若抽汽供給中、低壓汽輪機使用時，又稱為前置式汽輪機。 （3）調(diào)整抽汽式汽輪機：將部分做過功的蒸汽在一種或兩種壓力（此壓力可在一定范圍內(nèi)調(diào)整）下抽出，供工業(yè)或采暖用汽，其余蒸汽仍排入凝汽器，這類汽輪機叫調(diào)整抽汽式汽輪機。調(diào)整抽汽式汽輪機和背壓式汽輪機統(tǒng)稱為供熱式汽輪機。 （4）中間再熱式汽輪機：將在汽輪機高壓缸部分做過功的蒸汽，引至鍋爐再熱器再次加熱到某一溫度，一然后再重新返回汽輪機的中、低壓缸部分繼續(xù)做功，這類汽輪機叫中間再熱式汽輪機。其再熱次數(shù)可以是一次、兩次或多次，但一般多采用一次中間再熱。 3、按蒸汽初參數(shù)分類 （1）低壓汽輪機：新蒸汽壓力為1.1761.47MPa。 （2）中壓汽輪機：新蒸汽壓力為1.963.92MPa。 （3）高壓汽輪機：新蒸汽壓力為5.889.0MPa。 （4）超高壓汽輪機：新蒸汽壓力為11.7613.72MP8。 （5）亞臨界壓力汽輪機：新蒸汽壓力為15.6817.64MPa。 （6）超臨界壓力汽輪機：新蒸汽壓力在22.06MPa以上。 4、按蒸汽流動方向分類 （1）軸流式汽輪機：蒸汽流動總體方向大致與軸平行。 （2）輻流式汽輪機：蒸汽流動總體方向大致與軸垂直。 （3）周流式汽輪機：蒸汽大致沿葉輪輪周方向流動。 此外，還有一些分類方法，例如按汽缸的數(shù)目分為單缸、雙缸、多缸汽輪機，按汽輪機轉(zhuǎn)軸數(shù)目分為單軸、雙軸汽輪機等。二、汽輪機的型號 表示汽輪機基本特性的符號叫汽輪機的型號。我國目前采用漢語拼音和數(shù)字來表示汽輪機的型號，其表示方法由三段組成： -/-第一段表示汽輪機型式（見表1-1）及額定功率（MW）第二段表示蒸汽參數(shù)，第三段表示機組型號.第二章 汽輪機靜止部分的結(jié)構(gòu)第一節(jié) 汽 缸 汽輪機的汽缸是用來將調(diào)節(jié)汽室及噴嘴、隔板、汽封、滑銷等連成一體，與汽輪機轉(zhuǎn)子組成通汽部分，從而保證蒸汽在汽輪機內(nèi)做功過程的基礎(chǔ)部件。一、汽缸的結(jié)構(gòu)中小型汽輪機都是單層汽缸。整體呈圓柱形，由中分面將汽缸分為上下兩部分。上半部叫上汽缸，又稱為汽缸蓋。下半部叫下汽缸。上下汽缸在接合面處用大螺栓連成一體。每半汽缸又分為高壓缸（前汽缸）、低壓缸（后汽缸）兩部分，兩者在垂直接合面處用螺栓連成一體。有的汽輪機在垂直接合面處還采用密封焊，以保證結(jié)合的嚴密性。垂直接合面在發(fā)電廠檢修中一般不進行分解。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，汽輪機的調(diào)節(jié)汽室有的和上汽缸鑄成一體，如圖21所示。該圖為C63.430.49、B33.430.49等型汽輪機上汽缸的結(jié)構(gòu)。有的調(diào)節(jié)汽室單獨成一部套，組合在上汽缸上，如31一12型、B258.830.98型等。都是這種結(jié)構(gòu)形式。由于調(diào)節(jié)汽室在上汽缸，所以進汽管道和上汽缸相連，而油汽管道、汽缸疏水管等和下汽缸相連。如圖2l所示，在汽缸的前端有前軸封的搪孔，被稱為前軸封洼窩7，在汽缸的后部，有后軸封的汽缸搪孔，被稱為后軸封洼窩8。在制造中，汽封洼窩的尺寸及粗糙度要求都很嚴格。圖21 汽輪機上汽缸1調(diào)節(jié)汽室；2前汽缸；3后汽缸；4垂直結(jié)合面；5水平接合面；6隔板槽；7前軸封洼窩；8后軸封洼窩汽輪機在安裝就位時，以前后軸封洼窩為基準，校正軸承座和發(fā)電機的中心位置。中小型汽輪機的汽缸多經(jīng)鑄造而成。對上、下汽缸水平接合面的嚴密性要求比較嚴格，當上下汽缸合在一起時，一般要求在水平接合面處0.05mm塞尺不能塞入，在緊固部分螺栓后，要求0.03mm塞尺不能塞入。若隙大，嚴密性不好，水平接合面處則容易漏汽。大中型汽輪機的低壓缸和排汽室，有的采用焊接結(jié)構(gòu)。這是因為，隨著機組功率的增大，低壓汽缸的尺寸及質(zhì)量也相應增大，鑄造困難，質(zhì)量不易保征。采用焊接結(jié)構(gòu)，易于制造。為提高汽缸的強度，保證接合面的嚴密性，降低機組啟動、停止和工況變動時的熱應力，高壓汽輪機及次高壓汽輪機的隔板是通過隔板套與汽缸相連的。汽輪機啟停運行方式不當、停機檢修時在較高溫度下揭缸、檢修工藝不當?shù)榷紩茐慕雍厦娴膰烂苄?。若在制造過程中消除應力不充分，汽缸在經(jīng)過長時間運行后，其水平接合面會產(chǎn)生變形。在不緊固螺栓時，其間隙有時可達0.250.35mm，甚至更大。如果汽缸水平接合面漏汽量較大，則會聽到漏汽聲。輕微的漏汽，可用冷鐵板或玻璃板檢查，即把它們貼近漏汽處，檢查其表面上是否出現(xiàn)水珠。如果汽缸漏汽，則在汽輪機大修中分解汽缸后。會在接合面處發(fā)現(xiàn)漏汽沖刷的痕跡。汽缸在鑄造時存在缺陷，處理得不徹底，出廠檢查時又不仔細，經(jīng)過數(shù)年后缺陷擴展為裂紋，也會發(fā)生汽缸漏汽。二、進汽部分汽缸前部從調(diào)節(jié)汽閥到調(diào)節(jié)級噴嘴這段區(qū)域稱為進汽部分。它包括調(diào)節(jié)汽閥的汽室和圖22 單層汽缸進汽部分結(jié)構(gòu)（a）整體結(jié)構(gòu)（b）螺栓連接結(jié)構(gòu) （c）焊接結(jié)構(gòu)1調(diào)節(jié)汽閥汽室；2汽缸；3噴嘴室噴嘴室，是汽缸中承受壓力、溫度最高的區(qū)域。一般中、低參數(shù)的汽輪機進汽部分與汽缸整體澆鑄為一體，如圖22（a）所示。這樣加工較容易，但工作時，噴嘴室和汽缸由于存在較大的溫度差會產(chǎn)生較大的熱應力，且材料利用不合理。所以高參數(shù)汽輪機進汽部分是將汽缸、蒸汽室分別澆鑄好以后焊接在一起或用螺栓連接在一起，如圖2-2(B)所示。這樣不但能簡化汽缸形狀，減小工作時的熱應力，而且對高參數(shù)的汽輪機還可以更合理的利用材料。三、汽缸及其螺栓的材質(zhì)汽缸選用什么材質(zhì)，主要取決于它的工作溫度。低壓缸的工作溫度低，可采用焊接結(jié)構(gòu)或鑄鐵件。溫度在250以下時,可采用HT28-48、HT25-40、HT30-54、合金鑄鐵HT28-48CrM0等；溫度高時，灰鑄鐵會產(chǎn)生蠕脹現(xiàn)象，因此不能使用。溫度不超過320時可采用QT455球墨鑄鐵。溫度在400450時，可采用鑄鋼ZG25。但這種鑄鋼的熱處理淬透性差，不能滿足薄壁汽缸的強度要求。所以實際多用在不高于300350的情況下。當溫度在400500時，一般采用鑄鋼，牌號為ZG22Mn。溫度在400535時，普遍采用ZG20CrMo或ZG20CrMoV，如B3343049的前汽缸就是 ZG20CrMo。對于溫度低于250300的汽缸螺栓，一般采用35或45號優(yōu)質(zhì)碳鋼。當工作溫度在400以內(nèi)時，采用中碳鉻鉬鋼35CrMO。當工作溫度在510以內(nèi)時，可采用中碳鉻鋁釩鋼25CrMV。當工作溫度在550以內(nèi)時，可采用25CrZMo1V。螺母的選材應比螺栓低一個檔次，如螺栓選用35CrMoA，螺母采用20CrMoA。不同的材質(zhì)，熱膨脹系數(shù)不同，為防止因螺栓長期受力而咬死，要求螺母的硬度要比螺栓低2040HB，這樣可減少破損，并便于拆卸。四、汽缸的支承和熱膨脹中小型汽輪機的高壓缸，多采用垂直的半圓法蘭與前軸承座連成一體，如圖23所示。在法蘭面上，采用一只立銷2和兩只橫銷1定位，使其在汽缸受熱面變形后，仍能和軸承座之間保持準確的中心位置。而低壓缸的低壓側(cè)和汽輪機的中軸承箱鑄成一體，低壓后部由左右兩個支承腳支在低壓缸的座架上，如圖24所示。C124.90.98及C63.430.49型汽輪機屬于這種類型。汽缸和軸承座的連接支承方式很多，除上述支承方式外，還有以下幾種：高壓缸與前軸承座以半圓垂直法蘭連接，而低壓缸用低壓缸伸出的左右兩只搭爪圖23 汽缸的半圓法蘭連接形式1橫銷；2立銷；3前軸承座；4高壓缸圖24 低壓缸支承腳示意圖 圖25 貓爪支承示意圖1貓爪；2前軸箱；3支承塊；4壓塊；5螺栓；6墊片習慣稱為描爪，支承在后軸承座上，如B33.430.981、B3-3.430.49型汽輪機。貓爪支承如圖25所示。 高壓缸以貓爪支承在前軸承座上，而低壓缸以左右側(cè)伸出的支承腳支承在低壓缸座架上，如CC123.430.980.49型汽輪機就是這種情況。無論采用哪種支承連接方式，完全是根據(jù)機組結(jié)構(gòu)設(shè)計和機組熱膨脹的要求而定的。如圖25所示的貓爪支承形式，其結(jié)構(gòu)特點是構(gòu)造簡單。但由于貓爪處溫度較高，在a、bc、d各方向均留有膨脹間隙，一般情況下 a0.040.06mm，b=0. 04008mm，c=23mm，d=3mm左右。如果檢修中間隙調(diào)整不當，汽缸熱膨脹受阻，會造成軸封間隙變化，引起動靜摩擦。汽輪機在運行中的工作溫度很高，引起的軸向膨脹量很大。而在調(diào)速級處噴嘴與葉輪的間隙只有1.01.5mm左右，因此汽輪機在運行中必須使汽缸和轉(zhuǎn)子能按正確的方向自由膨脹，保證動靜部分不被碰摩。為此在汽缸上設(shè)置一套引導汽缸按預定方向膨脹的滑銷系統(tǒng)。 四、汽缸的滑銷系統(tǒng) 就每臺汽輪機的滑銷系統(tǒng)而言，都有一個點（多缸汽輪機可有兩個），不管汽輪機的汽圖26 汽輪機的滑銷系統(tǒng)1縱銷；2橫銷；3前缸立銷；4后缸立銷；5貓爪橫銷缸怎么向前后左右膨脹，這個點的相對位置卻不變，這個點叫做汽缸膨脹的死點。汽輪機的滑銷系統(tǒng)如圖26所示。在該系統(tǒng)中有縱銷、立銷、橫銷等。縱銷位于軸承座滑動接觸面上，導引軸承座和汽缸沿軸方向膨脹；橫銷位于軸承座、汽缸座架滑動接面及貓爪處，導引軸承座或汽缸沿橫向膨脹，并與縱銷配合決定汽缸膨脹的死點；立銷位于汽和軸承座連接處,引導汽缸沿垂直方向膨脹。 各滑銷與其槽的配合上，要求有一定的間隙，并且在精密加工之后，由鉗工精研配制?；瑒用嬉蠊鉂?，無銹斑及毛刺，以保證自由定向膨脹?；N系統(tǒng)發(fā)生故障，會妨礙機組的正常膨脹，嚴重時會引起機組的振動，甚至使機組無法正常運行，這在發(fā)電廠的運行史中是有案可查的。汽輪機的滑銷系統(tǒng)是一個簡單又易被忽視的環(huán)節(jié)，但其利害關(guān)系卻舉足輕重。圖26中，O點為汽缸膨脹的死點，該死點位于低壓下汽缸與基礎(chǔ)臺板間，由兩個橫銷2和后缸立銷4所確定。汽缸在受熱時以O(shè)為死點向前膨脹，通過兩個貓爪橫銷5推動前軸承座，使其沿縱銷1向前滑動。汽缸在橫方向以O(shè)為死點，按橫銷2導引的方向，向左右膨脹。汽缸在垂直方向上，在立銷3和4的導引下上下膨脹。這里順便提一下，汽輪機轉(zhuǎn)子是以推力軸承定位。沿軸方向膨脹的。 圖26 B343049型汽輪機滑銷系統(tǒng) 圖27前座架鎖緊螺母、螺栓間隙示意圖 l,前軸承座縱銷；2,后軸承座縱銷； l一螺栓；2一螺母；3一球面墊片；3,橫銷；4,后汽缸立銷；5,貓爪橫銷；6,死點 4一前軸承座；5一前軸承座導板圖26為 B33.430.49型汽輪機的滑銷系統(tǒng)，其汽缸膨脹的死點位于后軸承座中央。單缸汽輪機的推力軸承多在前軸承箱內(nèi)，因此汽輪機轉(zhuǎn)子的膨脹方向，是從高壓側(cè)向低壓側(cè)膨脹的。為保證軸承座及后汽缸的支承腳能沿規(guī)定方向膨脹，其固定螺栓與螺紋孔之間，以及緊定螺母與墊片之間，均留有一定的間隙。圖27所示是B63.430.49型汽輪機前軸承座架鎖緊螺母、螺栓膨脹間隙圖，其中d=0.080.02， e3， f7第二節(jié) 隔板和噴嘴組在沖動式汽輪機中，蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿倪^程是在噴嘴中發(fā)生的。蒸汽流過變截面的噴嘴汽道之后，體積膨脹，壓力降低，流速增加，然后按一定的噴射角度進入動葉片中做功。 汽輪機汽缸中的隔板是由隔板外緣、噴嘴、隔板體構(gòu)成的圓形板狀組合件，如圖28所示。汽缸內(nèi)一級隔板與其后的一級葉輪組成一個壓力級。隔板分為上下兩個半圓，在中分面上有定位鍵，以保障上下隔板組成一體。在汽輪機中，通常將裝在調(diào)節(jié)汽室上的噴嘴組合體簡稱為噴嘴組，如圖29所示。它是由噴嘴組外緣、噴嘴及噴嘴組內(nèi)緣所組成的。下邊將對噴嘴組及隔板進行詳細的講述。 圖29噴嘴組1噴嘴組外緣；2噴嘴；3噴嘴組內(nèi)緣圖28 隔板1隔板外緣；2隔板體；3噴嘴一、噴嘴組圖210所示為B33.430.49汽輪機的噴嘴組。該噴嘴組是用固定螺栓5緊固在調(diào)節(jié)汽室上。噴嘴與其后復速級第一列動葉片間的間隙僅為lmm。為了能調(diào)整噴嘴出口與第一列前葉片間的間隙，以及保證噴嘴組與調(diào)節(jié)汽室接合面的嚴密性，在噴嘴與調(diào)節(jié)汽室接合面間，加有l(wèi)mm厚的ICr18Ni9Ti不銹鋼墊片2。為防止固定螺栓5松動，在每只螺栓下均有舌狀止退墊片6，其材質(zhì)也為ICr18Ni9Ti。該噴嘴組由24個噴嘴組成，為了適應該機以四個調(diào)速汽閥控制負荷的需要，用分隔板將24個噴嘴分為四組，使每個調(diào)速汽閥控制一組噴嘴，如圖214所示。第一調(diào)速汽閥的蒸汽進入I室，它控制5個噴嘴；第二調(diào)速汽闊的蒸汽進入血室，它控制6個噴嘴；第三調(diào)速汽閥的蒸汽進入孤室，它控制7個噴嘴；第四調(diào)速汽閥的蒸汽進入IV室，它控制6個噴嘴。 汽輪機通過各個調(diào)速汽閥，控制各自的噴嘴，達到控制汽輪機進汽量的目的，從而使機組啟動時能平穩(wěn)地控制轉(zhuǎn)速，并入電網(wǎng)后穩(wěn)定地調(diào)整負荷。圖211 噴嘴組的分段圖210 B33.430.49汽輪機的噴嘴組1外環(huán)；2墊片；3外圍帶；4內(nèi)環(huán)；5固定螺栓；6止退墊；7噴嘴靜葉片；8內(nèi)圍帶不同形式的汽輪機，其噴嘴與調(diào)節(jié)汽室的連接方式也不同。如圖211所示噴嘴組直接裝在調(diào)節(jié)汽室上的方式，只用在小機組，其結(jié)構(gòu)簡單，但致命的缺點是變工況時噴嘴室產(chǎn)生較大的熱應力，墊片（見圖210中的2）處容易漏汽，噴嘴組長時間不拆卸，螺栓容易“咬扣”，而且螺母就在調(diào)節(jié)汽室上，一旦損壞，修理非常不便。大中型機組特別是高壓汽輪機組，每只調(diào)速汽閥和其控制的噴嘴各自組成一個和其它汽閥互不相通的汽道單獨的噴嘴室。如圖212所示。進汽室、噴嘴室與汽缸分開。進汽室、噴嘴室與對應的調(diào)速汽閥也分成四個單獨部分。這種結(jié)構(gòu)的噴嘴室，在制造時是先從汽缸內(nèi)裝入噴嘴室，調(diào)好位置，定好徑向、周向的導向鍵后，將噴嘴室和汽缸焊在一起的。這種結(jié)構(gòu)的特點是； （1）汽缸形狀簡單，便于鑄造和加工。（2）進汽室、噴嘴室沿圓周對稱布置，受熱均勻，減小了熱應力。（3）高溫高壓蒸汽只和進汽室、噴嘴室接觸，而汽缸承受的是調(diào)節(jié)級后的溫度、壓力，所以，汽缸可以用低一級的材料制造。圖212 高壓汽輪機的單獨噴嘴室1進汽室；2噴嘴室(4) 噴嘴室與汽缸間有徑向及周向的導向鍵，當噴嘴室受熱膨脹時，可按預定方向膨脹，而不影響噴嘴室和汽缸間的對中，也可避免噴嘴室和汽缸間產(chǎn)生的附加熱應力。 二、隔板汽輪機隔板按制造方法來分，可分為鑄造隔板、焊接隔板、組合式隔板三種。1、鑄造隔板鑄造隔板如圖213所示。根據(jù)使用的材料不同，鑄造隔板又可分為鑄鐵隔板和鑄鋼隔板。當工作溫度為230250時，使用鑄鐵隔板，使用的材料為HT18-36、HT21-40、HT24-44等；工作溫度不超過300時，可采用珠光體鑄鐵HT28-48或球墨鑄鐵QT45-5;當工作溫度為300350時，采用鑄鋼隔板，如ZG30、ZG40等。不論是鑄鐵隔板還是鑄鋼隔板，其靜葉片（也叫導葉）都是用銑制、冷拉、模鍛以及爆炸成型等方法制造的。鑄造隔板較難處理的是隔板的中分面，因為噴嘴要在中分面處被割開。鑄造隔板時，在中分面處鑄入的是一個完整的導葉。在上下半隔板組合加工前，要將每半隔板中分面處多余的導葉切掉，這樣，在上下隔板中分面處便是由不同的導葉組成一個完整的汽道，這就難免有偏差和不吻合之處。如圖 213（b）所示，從圖中可以看出，噴嘴汽道吻合得不好，并且A所示的部位其牢固性也較差，如在運行中掉下來，則會造成事故。為克服這一缺點，在有些汽輪機中，不剖開隔板中分面處的噴嘴，而把中分面制成按噴嘴汽道分割的斜面，如圖9-13（C）所示。鑄造隔板的加工和制造比較容易，成本低，但汽道表面粗糙度高，汽流在噴嘴中摩擦損失大，因此鑄造隔板多用于汽輪機的低壓部分。2、焊接隔板最早在汽輪機中使用的都是鑄造隔板，我國生產(chǎn)焊接隔板還是在本世紀60年代。如果焊接工藝采用不當，隔板會產(chǎn)生變形。同時，在內(nèi)外圍帶上沖制具有靜葉形狀的孔眼時也很費力，參看圖214中AA剖面。但焊接隔板的汽道光滑，加工也比較容易，所以在現(xiàn)代汽輪機中獲得了廣泛的應用。如B33.430.49型汽輪機全部采用焊接隔板，C63.43049型汽輪機前幾級隔板也采用焊接隔板，CB124.91.180.17型汽輪機全部采用焊接隔板。焊接隔板的結(jié)構(gòu)如圖2-14所示，它是將經(jīng)過銑制、冷拉、模鍛、精密鑄造等工藝制造的導葉1，焊在內(nèi)外圍帶3和2之間。在圍帶上預先沖制成具有導葉的形狀。將焊制成的噴嘴弧焊在隔板體6和隔板外緣5上，這樣，就組成了焊接隔板。由于蒸汽壓力較高，比容較小，因此汽輪機高壓都分隔板的導葉的高度都不大，為了不使導葉相對高度Lb太?。↙為導葉高，b為導葉寬）而導致效率降低，在焊接隔板中采用寬度較小的靜葉片。由于結(jié)構(gòu)及強度上的要求，隔板又不能做得過分單薄，因此，隔板體便比導葉寬許多，這樣，就在隔板入口側(cè)沒有導葉的流道部分，設(shè)置一些導流筋，如圖215所示，這些導流筋可焊在隔板體與外緣間的汽道內(nèi)，如圖215（a），也可以和隔板體及外緣制成一體，如圖215（b）。B33.43049汽輪機的隔板就是這種結(jié)構(gòu)。雖然導流筋的數(shù)量遠比噴嘴少，但也對汽流有阻力。焊接隔板也有兩種結(jié)構(gòu)，圖214屬于導葉加內(nèi)外圍帶的組合焊接結(jié)構(gòu)，而圖215（b）屬于噴嘴與隔板體直接焊接的結(jié)構(gòu)。圖213鑄造隔板 圖214焊接隔板（a）鑄造隔板構(gòu)造；（b）具有傾斜中分面隔板； l靜葉片；2一外圍帶；3一內(nèi)圍帶；4一焊點；(C)具有水平中分面隔板 5一外線；6一隔板體；7一隔板汽封；8一汽封環(huán)形室3、組合式隔板這種隔板是將銑制的噴嘴鉚接在隔板體和外緣之間制成的。其優(yōu)點是噴嘴表面光潔，因此可以減少噴嘴損失，提高效率。但采用這種隔板加工成本高，隔板強度也不如焊接隔板，噴嘴與噴嘴間接合面嚴密性也較差。因此這種隔板的使用有較大的局限性。以上介紹了三種形式的隔板，從鑄造、組合到焊接隔板的演化過程中，無非是力求降低噴嘴的表面粗糙度，提高熱效率，從結(jié)構(gòu)上提高隔板的剛度和強度。但除制造上的原因外，影響隔板熱經(jīng)濟性的還有另外一些因素，如在汽輪機安裝及檢修中使隔板汽道和動葉汽道在徑向?qū)χ校员ＷC噴嘴和動葉片間有一個合理的重疊度；使汽流無撞擊地進入動葉片，不產(chǎn)生汽流的散射和渦流；按設(shè)計要求調(diào)整好隔板噴嘴與動葉片的軸向間隙；盡可能地消除上下隔板中分面處的漏汽，以及減少隔板汽封的漏汽。這里應注意，由于隔板汽封在燕尾槽處的密封性較好，有時會造成隔板汽封環(huán)形室（見圖214中8）中的汽壓低于汽封齒處的汽壓，在此壓差的作用下，汽封漏汽間隙增大。為克服這一毛病。在隔板汽封環(huán)形室的前側(cè)鉆一直徑為35mm的小孔（見圖214及圖215），使汽封塊內(nèi)外壓力均衡，保持合理的汽封間隙，減少漏汽。為保證上下隔板中分面的嚴密性，一般隔板中分面的寬度不小于3040mm。在安裝時，要求上隔板能自由下落到下隔板中分面上。在設(shè)計隔板時，要對隔板的強度和剛度進行校核。若隔板撓度大，對動靜間隙較小的汽輪機在安全運行上是一個威脅。隔板體的厚薄既決定于強度，也決定于剛度。但有時低壓隔板的厚度比按其強度和剛度要求的厚度大許多，這是因為兩級葉輪距離較大，用隔板充填過大的空間，以減少蒸汽的容積，降低摩擦損失。三、隔板在汽缸中的支承定位小型汽輪機的隔板多裝在汽缸內(nèi)的隔板槽中，為了保證隔板在受熱時能自由膨脹及拆裝方便，隔板在其槽的徑向及軸向都有一定的間隙。隔板上的噴嘴和動葉片間的軸向間隙都很小，為保證汽輪機安全地工作，對隔板的支承和定位，必須采取一些穩(wěn)妥的辦法。1、隔板采用銷釘支承定位隔板采用銷釘支承定位的情況如圖216所示。在隔板的外線上，輻向裝有68個圓形銷釘，使銷釘?shù)捻敳康衷诟舭宀鄣牡撞浚瑢⒏舭暹M行徑向定位。調(diào)整隔板徑向位置時，可以相應地增加或減小銷釘?shù)拈L度。在隔板上蒸汽的人口側(cè)，也裝有68個銷釘，其頂端支承在隔板槽的側(cè)壁上， 圖215焊接隔板導流筋將隔板進行軸向定位，調(diào)整此銷釘?shù)拈L （a）導流筋和隔板體分開（b）導流筋和隔板體成一體短，可調(diào)整隔板與隔板槽之間的軸向間隙。 圖216隔板采用銷釘支承定位銷釘直徑可根據(jù)其受力情況加以選擇，一般在 1020mm之間。銷釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)可有兩種形式，如圖216的結(jié)構(gòu)為螺釘。先將此螺釘加工得長一些，頂端開有螺絲刀口，擰入隔板后，按所需的長度將尾端去掉。另一種為圓柱銷釘，按需要的尺寸加工好后，用錘打入隔板外緣體內(nèi)，再按隔板槽研配。為排泄銷釘孔內(nèi)的空氣，沿銷釘?shù)目v向開有成900的V形槽。2、隔板采用懸掛銷和鍵支承定位在汽輪機中，隔板采用懸掛銷支承定位的形式有很多種。其基本原理是：下隔板的上下位置，靠懸掛在中分面處兩個懸掛銷（左右各一個）支承在汽缸特制的凹槽中，用調(diào)整懸掛銷的厚薄、位置等方法，調(diào)整隔板上下位置。懸掛銷如圖217所示。懸掛銷和隔板的連接可以采用螺釘，也可以直接焊在鋼質(zhì)的隔板上，以免去使用螺釘固定的麻煩。在圖2-17詳圖K中繪出了懸掛銷的三種結(jié)構(gòu)。其中結(jié)構(gòu)1及的懸掛銷，處于水平中分面偏下的位置，懸掛銷固定在隔板上。而結(jié)構(gòu)的懸掛銷固定在汽缸上。 圖217隔板在汽缸上采用懸掛銷支承示意圖下隔板左右方向的位置，用隔板下方的定位鍵J加以定位，該鍵用螺釘固定在汽缸的鍵槽內(nèi)，鍵可以是倒T形，也可以是長方形的平鍵。 圖218上隔板定位銷 圖219上下隔板橫向定位銷及定位鍵 （a）定位銷；（b）定位鍵上隔板用銷釘通過圓銷塊固定在上汽缸上，如圖218所示。該銷和隔板之間留有膨脹間隙，以保證隔板能自由膨脹，并使上隔板自由地落在下隔板之上，使隔板中分面緊密地接合。為增加隔板的剛度和增加隔板中分面的嚴密性，在隔板中分面上，一般都沒有平鍵。該平鍵裝在下隔板中分面的鍵槽內(nèi)，并以螺釘固定。在上隔板的中分面上，有一個和該鍵配研得很好的鍵槽，當上隔板落座在下隔板上，中分面貼緊之時，從下隔板中分面突出的平鍵，也正好落嵌在上隔板的鍵槽之中。為保證上下隔板的整體性，防止上下隔板橫向錯位，有時在隔板入口側(cè)的中分面處，加裝橫向定位銷或定位鍵，如圖219所示。由于上隔板是由銷釘通過銷塊和上汽缸連在一起的，所以在起吊上汽缸時，上隔板便和上汽缸一同吊起。第三節(jié) 軸封及隔板汽封汽輪機高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機中，也稱前軸封。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機中也稱為后軸封。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。不論是軸封還是隔板汽封，其構(gòu)造及外形大同小異，阻汽原理一致。軸封和隔板汽封統(tǒng)稱為汽封。一、齒形汽封的工作原理在現(xiàn)代汽輪機中，最常見的汽封是彈性齒形汽封，它是由許多尖齒和兩齒之間的環(huán)形汽室所組成的，如圖 220所示。汽封齒有高有低，正好和軸封套上的高低臺階相對應。漏過軸封的蒸汽就在這曲折的路徑上流過，所以這種齒形汽封又稱為曲徑汽封。蒸汽流過汽封齒尖的最小間隙處，通道面積變小，流速加快、壓力降低。蒸汽進入汽封齒后邊的汽室，容積突然擴大，產(chǎn)生渦流和碰撞，功能全部消耗，轉(zhuǎn)為熱能，在此壓力下自行加熱，其焓沿等壓線又恢復到原來的數(shù)值。可見蒸汽通過汽封的過程是壓力逐漸降低、焓值保持不變的節(jié)流過程，如圖221所示。蒸汽在汽封前壓力為p。，溫度為t。通過一道汽封齒后壓力降到p1,然后在第一道汽封齒后的汽室里，蒸汽又在等壓下自行加熱到原來的焓值。每經(jīng)一道汽封齒，就 220齒形汽封重復一次上述過程，直至蒸汽壓力降至汽封后邊的壓力pz?？梢姡康榔恺X都分擔一部分壓降。因為各汽封齒尖間隙與齒尖對應的環(huán)形面積都大致相等.。為減少汽封漏汽量，可以減少漏汽面積A,即減少漏汽間隙,但太小，會發(fā)生汽封齒與軸之間的摩擦，引起事故，故一般在0.3505mm之間。減少漏汽量的另一方法是降低蒸汽的流速C，由于流速與汽封齒兩側(cè)的壓差有關(guān)，汽封齒越多（當然超過臨界值后就不行了），每個齒分擔的壓降就越小，蒸汽流過齒隙的流速就越小，漏汽量也就越小，也就是齒形汽封能減少漏汽的原因。 圖221芬諾曲線二、汽封的種類、構(gòu)造和材質(zhì) 早期汽輪機的汽封有碳精汽封和固定式齒形汽封兩種。這兩種汽封在現(xiàn)代汽輪機中已被淘汰，現(xiàn)在采用的汽封都是彈簧式的金屬汽封。彈簧式汽封也有多種形式，如圖222所示。圖222各種類型汽封示意圖