東汽NJK673型汽輪機本體結(jié)構(gòu).課件

1、東汽NJK673型汽輪機結(jié)構(gòu)2013年10月28日華能左權(quán)電廠設(shè)備部汽機專業(yè) 武振中 第1頁，共50頁。東汽研制大型空冷技術(shù)將近20年歷史，已開發(fā)135MW、200MW、300MW及600MW等級間冷以及直接空冷共7個型號、5代產(chǎn)品。目前，以超超臨界濕冷700MW、超臨界濕冷660MW、亞臨界濕冷600MW為基礎(chǔ)、以從日立引進的第二代600MW技術(shù)為依托，開發(fā)出超（超）臨界600MW空冷汽輪機。NJK673-24.2/566/566型汽輪機是東汽引進和吸收國內(nèi)外先進技術(shù)設(shè)計制造的超臨界空冷機型概述第2頁，共50頁。主要技術(shù)規(guī)范（一）1.型號：NJK673-24.2/566/566型2.型式：一

2、次中間再熱、單軸、沖動式、三缸雙排汽 、間接空冷凝汽式汽輪機3.銘牌功率：673MW（TMCR工況）4.最大功率：701MW（VWO工況）5.配汽方式：復合調(diào)節(jié)（部分進汽和全周進汽）6.汽缸數(shù)量 ：3（1高中壓缸+2低壓缸） 7.抽汽級數(shù) ：7（3高加+1除氧+3低加） 8.機組總長（包括罩殼） ：26.75 m9.轉(zhuǎn)向：從汽機向發(fā)電機方向看為順時針方向10.高、中壓轉(zhuǎn)子/低壓轉(zhuǎn)子葉片級數(shù) :38級 （8/6/226 ）第3頁，共50頁。主要技術(shù)規(guī)范（二）11. 轉(zhuǎn)速：3000r/min 12. 軸系臨界轉(zhuǎn)速：（計算值） r/min第一階 926（電機轉(zhuǎn)子一階） 1650 （高中壓轉(zhuǎn)子） 16

3、50 （低壓A轉(zhuǎn)子） 1656（低壓B轉(zhuǎn)子）第二階 3665（發(fā)電機轉(zhuǎn)子 ）13.末級葉片長度：661 mm14.末級動葉片環(huán)形排汽面積：44.85 m2第4頁，共50頁。本體結(jié)構(gòu)三維圖 第5頁，共50頁。 汽輪機本體結(jié)構(gòu)組成汽 缸汽 閥轉(zhuǎn) 子軸承及軸承箱葉 片汽 封噴 嘴隔 板滑 銷 系 統(tǒng)靜止部分轉(zhuǎn)動部分葉 輪第6頁，共50頁。汽缸汽缸是汽輪機的靜止部分，它的作用是將蒸汽與大氣隔絕，形成蒸汽完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間。此外，它還要支撐汽輪機的其他靜止部件，如：隔板、隔板套、噴嘴汽室等。第7頁，共50頁。 高中壓缸進汽方式高中壓缸進、排汽口布置：主蒸汽及再熱蒸汽進口各四個，集中在汽缸中部，上下半

4、各兩個；汽缸下半靠機頭側(cè)有兩個高壓排汽管與再熱冷段相聯(lián)，汽缸上半靠電機側(cè)有一個較大的中壓排汽口將經(jīng)過中壓缸做功后的蒸汽排出中壓缸第8頁，共50頁。高中壓合缸反向布置優(yōu)點：新蒸汽及再熱蒸汽的進汽部分均集中在高、中壓汽缸的中部，可減少汽輪機轉(zhuǎn)子和汽缸的軸向溫差及熱應力；高、中壓汽缸中溫度最高的部分布置在遠離汽輪機軸承的地方，使軸承受汽封溫度的影響較小，軸承的工作溫度較低，改善了軸承的工作條件；可平衡一部分高、中壓汽缸內(nèi)的軸向推力；前后軸端汽封均處于高中壓缸排汽部位，使軸封長度顯著減少；高、中壓合缸型式還減少了一至二個徑向支持軸承，縮短了高、中壓轉(zhuǎn)子的長度。缺點：高中壓分缸隔板承受較大的壓差，在汽輪

5、機變工況時產(chǎn)生較大熱應力，機組的動靜部分脹差不容易控制，由于高中壓進汽管道集中布置在中部，顯的擁擠，給檢修帶來諸多不便。另外為了防止汽輪機在甩負荷時，中間汽封室積壓串汽，引起汽輪機超速，本汽輪機在中間汽封室設(shè)置事故排放閥，在甩負荷時，將中間汽封室的存汽引至凝汽器。第9頁，共50頁。高壓外上缸通過貓爪支撐在1號軸承座和2號軸承座運行墊片上，外下缸通過汽缸法蘭螺栓吊在高壓外上缸。外下缸上設(shè)有安裝貓爪，安裝貓爪通過橫銷連接在軸承座上，下缸通過間隙調(diào)整螺栓緊固在軸承座上。上內(nèi)缸通過汽缸螺栓緊固在高壓下內(nèi)缸上，高壓下內(nèi)缸通過貓爪支承在高中外下缸上，高壓上進汽管通過4只螺栓緊固在高壓下進汽室上，高壓下進汽

6、室通過支承腳支承在高壓內(nèi)下缸上，中壓內(nèi)上缸通過汽缸法蘭螺栓緊固在中壓內(nèi)下缸上，中壓內(nèi)下缸通過貓爪支承在高中壓外缸上。這種面支撐方式，可以減輕接觸面的摩擦，受熱膨脹和冷卻時，可以自由移動。高中壓缸的支撐第10頁，共50頁。高中壓缸第11頁，共50頁。低壓缸本汽輪機有兩個形式完全相同的低壓缸，A低壓缸和B低壓缸。兩個低壓缸均為雙分流對稱結(jié)構(gòu)，從中部進汽，在中分面上將汽缸分成上下兩個部分。低壓缸共有14級動葉片，對稱布置在低壓內(nèi)缸的兩側(cè)，共有三級抽汽供三個低壓加熱器用汽。在低壓轉(zhuǎn)子兩側(cè)分別通入軸封蒸汽供低壓軸封用，共有三齒兩腔室，在軸封與軸承座之間裝設(shè)有擋油環(huán)。在軸承座內(nèi)裝設(shè)有軸承振動監(jiān)測裝置、軸振

7、檢測裝置等測量裝置。 第12頁，共50頁。每個低壓缸為分流式三層焊接結(jié)構(gòu),由低壓外缸、低壓內(nèi)缸和低壓進汽室三部分組成。為方便運輸，低壓外缸整缸分成上，下半各四塊組成。外缸：用以引導排汽和支撐內(nèi)缸各組件。內(nèi)缸：大都采用部件組合結(jié)構(gòu)，隔板裝于隔板套上。第13頁，共50頁。第14頁，共50頁。低壓缸的噴水裝置：機組正常運行時，排汽壓力、溫度很低，但在汽輪機啟動、空載或低負荷時，由于蒸汽通流量減小，不足以帶走低壓缸由于鼓風摩擦產(chǎn)生的熱量，從而使排汽溫度升高。當排汽溫度過高時，會引起低壓缸的變形，使汽缸與轉(zhuǎn)子中心線相對位置改變，誘發(fā)機組產(chǎn)生振動。為防止低壓缸的熱變形，大型汽輪機組低壓缸都設(shè)置了低壓缸噴水

8、裝置。另外，還限定低壓缸排汽溫度的極限值，當超過此數(shù)值時，作用于汽輪機ETS系統(tǒng)使汽輪機跳閘；當?shù)蛪焊着牌麎毫^高時，為保護低壓缸，在低壓缸上部設(shè)置大氣泄放閥，動作的壓力略高于大氣壓。第15頁，共50頁。汽輪機滑銷系統(tǒng)作用：是使汽輪機在運行時，保證汽缸定向自由膨脹，并保持汽缸與轉(zhuǎn)子中心一致，避免膨脹不均產(chǎn)生不必要的應力及振動。組成：根據(jù)滑銷的構(gòu)造形式、安裝位置和不同的作用，滑銷系統(tǒng)通常由橫銷、縱銷和立銷和貓爪橫銷等組成第16頁，共50頁。2只縱銷橫銷高中壓缸死點2只立銷立銷橫銷橫銷縱銷縱銷低壓缸死點第17頁，共50頁。高壓主汽閥安裝位置：6.85米層，調(diào)節(jié)汽閥前面的主蒸汽管道上。作用：從鍋爐來

9、的主蒸汽，首先必須經(jīng)過主汽閥，才能進入汽輪機。對于汽輪機來說，主汽閥是主蒸汽的總閘門。主汽閥打開，汽輪機就有了汽源，有了驅(qū)動力；主汽閥關(guān)閉，汽輪機就切斷了汽源，失去了驅(qū)動力。開啟：液壓力關(guān)閉：彈簧力第18頁，共50頁。第19頁，共50頁。第20頁，共50頁。高壓調(diào)節(jié)汽閥調(diào)節(jié)閥的工作條件與主汽閥基本相同。調(diào)節(jié)閥的功能是通過改變閥門開度來控制汽輪機的進汽量，從而控制轉(zhuǎn)速或復合。 第21頁，共50頁。每一個閥門都設(shè)計有直徑為大閥四分之一的預啟閥，預啟閥的直徑小到足以在初始蒸汽為全壓力的情況下被提起，預啟閥碟先于大閥碟提升，汽流可以通過大閥碟與閥碟套筒之間的間隙流向閥后，這樣降低了開啟大閥的提升力。所

10、有調(diào)節(jié)閥的控制方式可由全周進汽（節(jié)流調(diào)節(jié)）切換到部分進汽（噴嘴調(diào)節(jié)），即可進行“組合調(diào)節(jié)”。在每個閥桿的閥套的適當位置上都設(shè)計了閥桿漏汽引出口，它們與汽輪機自密封系統(tǒng)相聯(lián)，將閥標明間隙中漏出的蒸汽引入自密封系統(tǒng)，減少高參數(shù)蒸汽的泄漏，也避免了特殊工況下空氣漏入汽輪機內(nèi)部。在閥桿與控制機構(gòu)間設(shè)有防水罩及其相配套的疏水結(jié)構(gòu)以防止少量漏出蒸汽凝結(jié)成水而進入控制機構(gòu)。第22頁，共50頁。中壓聯(lián)合汽門中壓聯(lián)合汽閥簡稱中聯(lián)閥，它由中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥組成。中聯(lián)閥為立式結(jié)構(gòu)，上部為中壓調(diào)節(jié)汽閥，下部為中壓主汽閥，二閥合用同一殼體和同一腔室、同一閥座，而且兩者的閥蝶呈上下串聯(lián)布置，這樣布置的好處是為了結(jié)構(gòu)

11、緊湊、布置方便和減少蒸汽流動損失。 第23頁，共50頁。第24頁，共50頁。轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是汽輪機轉(zhuǎn)動部分的總稱，它擔負著把噴嘴葉柵出來的蒸汽的動能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿虞S旋轉(zhuǎn)的機械功及功率傳遞的重任，是汽輪機最重要的部件之一。轉(zhuǎn)子上的動葉柵與對應隔板上的噴嘴葉柵構(gòu)成汽輪機通流部分的能量轉(zhuǎn)換單元，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械功，通過主軸帶動發(fā)電機做功。汽輪機組軸系由一個高中壓轉(zhuǎn)子(高壓部分反向單流程，中壓部分正向單流程)和兩個雙流程低壓轉(zhuǎn)子及發(fā)電機轉(zhuǎn)子組成第25頁，共50頁。本汽輪機的軸系特點支撐高中壓轉(zhuǎn)子的軸承采用了可傾瓦軸承型式，每瓦塊作用在軸頸上的油膜力總是通過瓦塊支點與軸頸中心，從而消除了導致

12、軸頸渦動的力源，可防止“蒸汽振蕩”及“油膜振蕩”的發(fā)生 支撐兩根低壓轉(zhuǎn)子的軸承均采用單側(cè)進油、上瓦開槽橢圓軸承型式，在較重載荷時，具有較強的抗失穩(wěn)能力及相對較厚的油膜厚度，使在紊流工況下的軸承具有相對較低的烏金溫度和潤滑油溫升。 軸系冷態(tài)安裝曲線的設(shè)計充分考慮了各轉(zhuǎn)子支承在熱態(tài)下的標高變化量，其標高變化量的補償值是根據(jù)計算值和試驗值確定，可以保證工作狀態(tài)下軸系的旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心達到良好的吻合。第26頁，共50頁。本機組汽輪機轉(zhuǎn)子特點1、汽輪機轉(zhuǎn)子采用無中心孔整鍛轉(zhuǎn)子。2、汽輪機設(shè)計允許現(xiàn)場不揭缸進行轉(zhuǎn)子的動平衡。第27頁，共50頁。汽輪機縱剖面圖第28頁，共50頁。中壓轉(zhuǎn)子的冷卻為了防止中壓

13、轉(zhuǎn)子老化彎曲，提高熱疲勞強度及減輕熱應力，中壓第一級葉輪處采用了蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)。在冷卻汽流管路上有一個調(diào)節(jié)冷卻蒸汽流量的針型閥，從高壓第四級后引出一股相對低溫的蒸汽，溫度低于400，通過節(jié)流，直接引入到中壓第一級葉輪處，對中壓第一級葉輪進行冷卻，使中壓第一級前后蒸汽溫度不超過522，以此來提高中壓第一級葉輪及輪緣的相對強度等級，同時也明顯地降低了第一級葉片槽底的熱應力，延長轉(zhuǎn)子的使用壽命。第29頁，共50頁。中亞轉(zhuǎn)子冷卻示意圖Main Steam IP 1st Stage Inner casing Outer casing Nozzle Box Cooling steam第30頁，共50頁。軸承

14、形式： 支撐軸承推力軸承可傾瓦橢圓瓦作用：支持軸承承擔轉(zhuǎn)子的重量和因部分進汽或振動引起的其他力，并確定轉(zhuǎn)子的位置，保證轉(zhuǎn)子與汽缸的中心線的一致 作用：承擔汽流引起的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，確保汽輪機的動靜部分的間隙 軸承第31頁，共50頁。軸瓦圖第32頁，共50頁。 優(yōu)點：能自動調(diào)整軸承的弧形瓦塊，在油膜的壓力作用下，每個瓦塊在支持點上可以單獨自動的調(diào)整位置，以適應轉(zhuǎn)速、軸承負荷和油溫的變化。可傾瓦每個瓦塊上的油膜作用力均通過軸頸中心，可保持軸頸中心不變，沒有引起軸心作正進動的切向分量，消除了導致軸頸渦動的力源，可有效防止“蒸汽振蕩”及“油膜振蕩”的發(fā)生，具有較高的穩(wěn)定性和抗失穩(wěn)能力。

15、另外，此外它還具有功耗小，推遲潤滑油從層流向紊流轉(zhuǎn)化的特點，對機組安全運行十分有利， 缺點：造價較高。雙可傾瓦支撐軸承第33頁，共50頁。第34頁，共50頁。#3，#4，#5和#6軸承為橢圓型軸承 為了便于進油和排油，在中分面處軸瓦的巴氏合金被切去一部分，這樣形成了具有圓形邊的且在軸瓦端部向內(nèi)延伸的油槽。油從軸頸一側(cè)中分面處進入軸承，在對面的接合面處的油槽有一個鏜孔以限制油的流量，以便在軸承排油側(cè)建立一個微小油壓，并經(jīng)過這個排油孔把油引入觀察孔的腔室里，而大部分油則通過軸瓦端部排出 橢圓型支撐軸承第35頁，共50頁。安裝位置：位于汽輪機推力盤兩側(cè)（高中壓轉(zhuǎn)子），獨立安裝在軸承箱內(nèi)。 結(jié)構(gòu)：兩個

16、旋轉(zhuǎn)推力盤、彈性平衡環(huán)、兩個推力瓦塊、軸承座等構(gòu)件組成 。 汽輪機運行時，推力軸承承受轉(zhuǎn)子的剩余推力，同時也確定了轉(zhuǎn)子的位置，高中壓轉(zhuǎn)子推力盤中心就是整個汽輪機轉(zhuǎn)子相對于汽缸的膨脹死點，當機組的動靜部分相對位置確定后，轉(zhuǎn)子的剩余推力就依靠該推力軸承完成。 推力軸承第36頁，共50頁。 作用：隔板是沖動式汽輪機完成蒸汽熱能向動能轉(zhuǎn)換的主要部套，蒸汽流經(jīng)隔板導葉以適當?shù)慕嵌群退俣攘飨騽尤~。一定流量的蒸汽流經(jīng)隔板后壓力降低、流速增加。 超臨界機組高壓部分共7級隔板，中壓部分共6級隔板，A、B低壓缸分別有26級隔板，整個機組共有39級隔板.板體汽流方向?qū)~外環(huán)隔板第37頁，共50頁。作用：作為高速旋轉(zhuǎn)

17、的的汽輪機，其動靜部分必須留有一定的間隙，為了減小泄漏，必須安裝防止泄漏的裝置來提高汽輪機的工作效率 。分類：根據(jù)汽封裝設(shè)的位置不同，分為下列幾種：1.葉柵汽封：主要密封的位置包括動葉片圍帶處和靜葉片或隔板之間的徑向、軸向以及動葉片根部和靜葉片或隔板之間的徑向、軸向汽封。2.隔板汽封：隔板內(nèi)圓面之間用來限制級與級之間漏氣的汽封。3.軸端汽封：在轉(zhuǎn)子兩端穿過汽缸的部位設(shè)置合適的不同壓力降的成組汽封。由于裝設(shè)部位不同，密封方式不同，采用的汽封形式也不盡相同，通常葉片汽封和隔板汽封又稱為通流部分汽封。汽封第38頁，共50頁。汽封結(jié)構(gòu)形式 （c）雙分級迷宮式汽封（a）平齒迷宮式汽封（b）分級迷宮式汽封第39頁，共50頁。作用：減少蒸汽從高壓區(qū)段通過非做功區(qū)段漏向低壓區(qū)斷，保證盡可能多的蒸汽在通道內(nèi)做功 通流汽封第40頁，共50頁。 作用：一是在汽輪機壓力區(qū)段防止蒸汽外泄，確保進入汽輪機的全部蒸汽都沿汽輪機的葉柵通道前進做功，提高汽輪機的效率；二是在真空區(qū)段，防止汽輪機外側(cè)的空氣向汽輪機內(nèi)泄，保證汽輪機組有良好的真空，降低汽輪機的背壓，提高汽輪機的做功能力 軸端汽封第41頁，共50頁。第42頁，共50頁。 在運行平臺上，汽輪機由六個軸承支持。它們分別位于汽輪機前軸承箱