汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理

汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理二、汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理

1．汽輪機(jī)工作的基本原理是怎樣的？汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組是如何發(fā)出電來的？

具有一定壓力、溫度的蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)，流過噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度。高速流動(dòng)的蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉片做功，當(dāng)動(dòng)葉片為反動(dòng)式時(shí)，蒸汽在動(dòng)葉中發(fā)生膨脹產(chǎn)生的反動(dòng)力亦使動(dòng)葉片做功，動(dòng)葉帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，按一定的速度均勻轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是汽輪機(jī)最基本的工作原理。從能量轉(zhuǎn)換的角度講，蒸汽的熱能在噴嘴內(nèi)轉(zhuǎn)換為汽流動(dòng)能，動(dòng)葉片又將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，反動(dòng)式葉片，蒸汽在動(dòng)葉膨脹部分，直接由熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是用聯(lián)軸器連接起來的，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，由于電磁感應(yīng)的作用，發(fā)電機(jī)靜子線圈中產(chǎn)生電流，通過變電配電設(shè)備向用戶供電。

2．汽輪機(jī)如何分類？

汽輪機(jī)按熱力過程可分為：

⑴凝汽式汽輪機(jī)（代號(hào)為N）。

⑵一次調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)（代號(hào)為C）。

⑶二次調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)（代號(hào)為C、C）。

⑷背壓式汽輪機(jī)（代號(hào)為B）。

按工作原理可分為：

⑴沖動(dòng)式汽輪機(jī)。

⑵反動(dòng)式汽輪機(jī)。

⑶沖動(dòng)反動(dòng)聯(lián)合式汽輪機(jī)。

按新蒸汽壓力可分為：

⑴低壓汽輪機(jī)新汽壓力為1.18～1.47MPa。

⑵中壓汽輪機(jī)新汽壓力為1.96～3.92MPa。

⑶高壓汽輪機(jī)新汽壓力為5.88～9.81MPa。

⑷超高壓汽輪機(jī)新汽壓力為11.77～13.75MPa。

⑸亞臨界壓力汽輪機(jī)新汽壓力為15.69～17.65MPa。

⑹超臨界壓力汽輪機(jī)新汽壓力為22.16MPa。

按蒸汽流動(dòng)方向可分為：

⑴軸流式汽輪機(jī)。再熱以及低壓缸分流等措施，汽缸的數(shù)目相應(yīng)增加，這就帶來了機(jī)組布置、級(jí)組分段、定位支持、熱膨脹處理等許多新問題。

從總體結(jié)構(gòu)上講，大功率汽輪機(jī)有如下特點(diǎn)：

⑴為了適應(yīng)新蒸汽高壓高溫的特點(diǎn)，蒸汽室與調(diào)節(jié)汽門從高壓汽缸殼上分離出來，構(gòu)成單獨(dú)的進(jìn)汽閥體，從而簡(jiǎn)化了高壓缸的結(jié)構(gòu)，保證了鑄件質(zhì)量，降低了由于運(yùn)行溫度不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。國產(chǎn)125MW、300MW機(jī)組的高、中壓調(diào)節(jié)汽門以及200MW汽輪機(jī)的高壓缸調(diào)節(jié)汽門都采用這種結(jié)構(gòu)形式。

⑵高、中壓級(jí)的布置采用兩種方式。一種是高、中壓級(jí)合并在一個(gè)汽缸內(nèi)（上汽廠125MW機(jī)組和東方廠300MW機(jī)組上采用）。另一種是高、中壓級(jí)分缸的結(jié)構(gòu)（上汽廠300MW機(jī)組和國產(chǎn)200MW機(jī)組采用這種結(jié)構(gòu)）。

⑶大功率汽輪機(jī)各轉(zhuǎn)子之間一般用剛性聯(lián)軸器連接，由此帶來機(jī)組定位和脹差過大的問題，必須設(shè)置合理的滑銷系統(tǒng)。

⑷大機(jī)組都裝有脹差保護(hù)裝置，一旦脹差超過極限時(shí)，便發(fā)出信號(hào)報(bào)警或緊急停機(jī)。

⑸大機(jī)組大都不把軸承布置在汽缸上，而采用全部軸承座直接由基礎(chǔ)支持的方法。國產(chǎn)125MW、300MW汽輪機(jī)采用這種布置。

11．為什么大機(jī)組高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)？

對(duì)大機(jī)組的高、中壓缸來說，形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免特別厚、重的中分面法蘭，以減少熱應(yīng)力、熱變形以及由此而引起的結(jié)合面漏汽。采用雙層缸結(jié)構(gòu)后，很高的汽缸內(nèi)、外蒸汽壓差由內(nèi)、外兩層分擔(dān)承受，汽缸壁和法蘭相對(duì)講可以做得比較薄些，也有利于機(jī)組起停和工況變化時(shí)減小金屬溫差。所以目前高壓汽輪機(jī)高、中壓汽缸大多采用雙層缸結(jié)構(gòu)，國產(chǎn)125MW、200MW、300MW機(jī)組都是如此。

12．汽輪機(jī)本體主要由哪幾個(gè)部分組成？

汽輪機(jī)本體主要由以下幾個(gè)部分組成：

⑴轉(zhuǎn)動(dòng)部分：由主軸、葉輪、軸封和安裝在葉輪上的動(dòng)葉片及聯(lián)軸器等組成。

⑵固定部分：由噴嘴室汽缸、隔板、靜葉片、汽封等組成。

⑶控制部分：由調(diào)節(jié)系統(tǒng)、保護(hù)裝置和油系統(tǒng)等組成。

13．汽缸的作用是什么？

汽缸是汽輪機(jī)的外殼。

汽缸的作用主要是將汽輪機(jī)的通流部分（噴嘴、隔板、轉(zhuǎn)子等）與大氣隔開，保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完成做功過程。此外，它還支承汽輪機(jī)的某些靜止部件（隔板、噴嘴室、汽封套等），承受它們的重量，還要承受由于沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

14．汽輪機(jī)的汽缸可分為哪些種類？

汽輪機(jī)的汽缸一般制成水平對(duì)分式，即分上汽缸和下汽缸。為合理利用鋼材，中小型汽輪機(jī)汽缸常以一個(gè)或兩個(gè)垂直結(jié)合面分為高壓段、中壓段和低壓段。大功率的汽輪機(jī)根據(jù)工作特點(diǎn)分別設(shè)置高壓缸、中壓缸和低壓缸。高壓高溫采用雙層汽缸結(jié)構(gòu)后，汽缸分內(nèi)缸和外缸。汽輪機(jī)末級(jí)葉片以后將蒸汽排入凝汽器，這部分汽缸稱排汽缸。

15．為什么汽缸通常制成上下缸的形式？

汽缸通常制成具有水平結(jié)合面的水平對(duì)分形式。上、下汽缸之間用法蘭螺栓聯(lián)在一起，法蘭結(jié)合面要求平整，光潔度高，以保證上、下汽缸結(jié)合面嚴(yán)密不漏汽。汽缸分成上、下缸，主要是便于加工制造與安裝、檢修。

16．汽缸個(gè)數(shù)通常與汽輪機(jī)功率有什么關(guān)系？

根據(jù)機(jī)組的功率不同，汽輪機(jī)汽缸有單缸和多缸之分。通常功率在100MW以下的機(jī)組采用單缸，300MW以下采用2～4個(gè)汽缸，600MW以下采用4～6個(gè)汽缸。如國產(chǎn)100MW機(jī)組為單缸，125MW機(jī)組為雙缸，200MW機(jī)組為三缸，300MW機(jī)組為三缸或四缸，總的趨勢(shì)是機(jī)組功率愈大，汽缸個(gè)數(shù)愈多。

17．按制造工藝分類，汽輪機(jī)汽缸有哪些不同型式？

主要分鑄造與焊接兩種。汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結(jié)構(gòu)；低壓段根據(jù)容量和結(jié)構(gòu)要求采用鑄造或簡(jiǎn)單鑄件、型鋼及鋼板的焊接結(jié)構(gòu)。

18．汽輪機(jī)的汽缸是如何支承的？

汽缸的支承要求平穩(wěn)并保證汽缸能自由膨脹而不改變它的中心位置。汽缸都是支承在基礎(chǔ)臺(tái)板（也叫座架、機(jī)座）上；基礎(chǔ)臺(tái)板又用地腳螺釘固定在汽輪機(jī)基礎(chǔ)上。小型汽輪機(jī)用整塊鑄件做基礎(chǔ)臺(tái)板，功率汽輪機(jī)的汽缸則支承在若干塊基礎(chǔ)臺(tái)板上。汽輪機(jī)的高壓缸通過水平法蘭所伸出的貓爪（亦稱搭爪）支承在前軸承座上。它又分為上缸貓爪支承和下缸貓爪支承兩種方式。

19．下缸貓爪支承方式有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

中、低參數(shù)汽輪機(jī)的高壓缸通常是利用下汽缸前端伸出的貓爪作為承力面，支承在前軸承座上。這種支承方式較簡(jiǎn)單，安裝檢修也較方便，但是由于承力面低于汽缸中心線（相差下缸貓爪的高度數(shù)值），當(dāng)汽缸受熱后，貓爪溫度升高，汽缸中心線向上抬起，而此時(shí)支持在軸承上的轉(zhuǎn)子中心線未變，結(jié)果將使轉(zhuǎn)子與下汽缸的徑向間隙減小，與上汽缸徑向間隙增大。對(duì)高參數(shù)、大功率汽輪機(jī)來說，由于法蘭很厚，溫度很高，貓爪膨脹的影響是不能忽視的。

20．上缸貓爪支承法的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？

上缸貓爪支承方式亦稱中分面（指汽缸中分面）支承方式。主要的優(yōu)點(diǎn)是由于以上缸貓爪為承力面，其承力面與汽缸中分面在同一水平面上，受熱膨脹后，汽缸中心仍與轉(zhuǎn)子中心保持一致。當(dāng)采用上缸貓爪支承方式時(shí)，上缸貓爪也叫工作貓爪。下缸貓爪叫安裝貓爪，只在安裝時(shí)起支持作用，下面的安裝墊鐵在檢修和安裝時(shí)起作用，當(dāng)安裝完畢，安裝貓爪不再承力。這時(shí)上缸貓爪支承在工作墊鐵上，承擔(dān)汽缸重量。

21．大功率汽輪機(jī)的高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)？

大功率汽輪機(jī)的高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：

⑴整個(gè)蒸汽壓差由外缸和內(nèi)缸分擔(dān)，從而可減薄內(nèi)、外缸缸壁及法蘭的厚度。

⑵外層汽缸不致與高溫蒸汽相接觸，因而外缸可以采用較低級(jí)的鋼材，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。

⑶雙層缸結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)在起動(dòng)、停機(jī)時(shí)，汽缸的加熱和冷卻過程都可加快，因而縮短了起動(dòng)和停機(jī)的時(shí)間。

22．高、中壓汽缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)后應(yīng)注意什么問題？

高壓、中壓汽缸采用雙層結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)點(diǎn)，但也需注意一個(gè)問題。國產(chǎn)200MW、300MW機(jī)組，在高壓內(nèi)、外缸之間由于隔熱罩的不完善以及抽汽口布置不當(dāng)，會(huì)造成外缸內(nèi)壁溫度升高到超過設(shè)計(jì)允許值，并且使內(nèi)缸的外壁溫度高到不允許的數(shù)值，這種情況應(yīng)設(shè)法予以改善，否則有可能造成汽缸產(chǎn)生裂紋。125MW機(jī)組取消正常運(yùn)行中夾層冷卻蒸汽后，由于某些原因，也出現(xiàn)外缸內(nèi)壁溫度過高的現(xiàn)象。

23．大機(jī)組的低壓缸有哪些特點(diǎn)？

大機(jī)組的低壓缸有如下特點(diǎn)：

⑴低壓缸的排汽容積流量較大，要求排汽缸尺寸龐大，故一般采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)代替鑄造結(jié)構(gòu)。

⑵再熱機(jī)組的低壓缸進(jìn)汽溫度一般都超過230℃，與排汽溫度差達(dá)200℃，因此也采用雙層結(jié)構(gòu)。通流部分在內(nèi)缸中承受溫度變化，低壓內(nèi)缸用高強(qiáng)度鑄鐵鑄造，而兼作排汽缸的整個(gè)低壓外缸仍為焊接結(jié)構(gòu)。龐大的排汽缸只承受排汽溫度，溫差變化小。

⑶為防止長(zhǎng)時(shí)間空負(fù)荷運(yùn)行，排汽溫度過高而引起的排汽缸變形，在排汽缸內(nèi)還裝有噴水降溫裝置。

⑷為減少排汽損失，排汽缸設(shè)計(jì)成徑向擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)。

24．什么叫排汽缸徑向擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)？

所謂徑向擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上是指整個(gè)低壓外缸（汽輪機(jī)的排汽部分）兩側(cè)排汽部分用鋼板連通。離開汽輪機(jī)的末級(jí)排汽由導(dǎo)流板引導(dǎo)徑向、軸向擴(kuò)壓，以充分利用排汽余速。然后排入凝汽器。采用徑向擴(kuò)壓主要是充分利用排汽余速，降低排汽阻力。提高機(jī)組效率。

25．低壓外缸的一般支承方式是怎樣的？

低壓汽缸（雙層缸時(shí)的外缸），在運(yùn)行中溫度較低，金屬膨脹不顯著，因此低壓外缸的支承不采用高、中壓汽缸的中分面支承方式，而是把低壓缸直接支承在臺(tái)板上。內(nèi)缸兩側(cè)擱在外缸內(nèi)側(cè)的支承面上，用螺栓固定在低壓外缸上。內(nèi)、外缸以鍵定位。外缸與軸承座僅在下汽缸設(shè)立垂直導(dǎo)向鍵（立銷）。

26．排汽缸的作用是什么？

排汽缸的作用是將汽輪機(jī)末級(jí)動(dòng)葉排出的蒸汽導(dǎo)入凝汽器。

27．為什么排汽缸要裝噴水降溫裝置？

在汽輪機(jī)起動(dòng)、空載及低負(fù)荷時(shí)，蒸汽流通量很小，不足以帶走蒸汽與葉輪摩擦產(chǎn)生的熱量，從而引起排汽溫度升高，排汽缸溫度也高。排汽溫度過高會(huì)引起排汽缸較大的變形，破壞汽輪機(jī)動(dòng)靜部分中心線的一致性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)或其它事故。所以，大功率機(jī)組都裝有排汽缸噴水降溫裝置。小機(jī)組沒有噴水降溫裝置，應(yīng)盡量避免長(zhǎng)時(shí)間空負(fù)荷運(yùn)行而引起排汽缸溫度超限。

28．再熱機(jī)組的排汽缸噴水裝置是怎樣設(shè)置的？

噴水減溫裝置裝在低壓外缸內(nèi)，噴水管沿末級(jí)葉片的葉根呈圓周形布置，噴水管上鉆有兩排噴水孔，將水噴向排汽缸內(nèi)部空間，起降溫作用。噴水管在排汽缸外面與凝結(jié)水管相連接，打開凝結(jié)水管上的閥門即進(jìn)行噴水，關(guān)閉閥門則停止噴水。

29．為什么汽輪機(jī)有的采用單個(gè)排汽口，而有的采用幾個(gè)排汽口？

大功率汽輪機(jī)的極限功率實(shí)質(zhì)上受末級(jí)通流截面的限制，增大葉片高度能增大機(jī)組功率，但增大葉片高度又受材料強(qiáng)度和制造工藝水平的限制。如采用同樣的葉片高度，將汽輪機(jī)由單排汽口改為雙排汽口，極限功率可增大一倍。為增加汽輪機(jī)的極限功率，現(xiàn)在大功率汽輪機(jī)采用多個(gè)排汽口。如國產(chǎn)125MW汽輪機(jī)為雙排汽口，200MW汽輪機(jī)為三排汽口，300MW為四排汽口（200MW、300MW汽輪機(jī)末級(jí)采用長(zhǎng)葉片后改為雙排汽口）。

30．汽缸進(jìn)汽部分布置有哪幾種方式？

從調(diào)節(jié)汽門到調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴這段區(qū)域叫做進(jìn)汽部分，它包括蒸汽室和噴嘴室，是汽缸中承受壓力、溫度最高的區(qū)域。一般中、低參數(shù)汽輪機(jī)進(jìn)汽部分與汽缸澆鑄成一體，或者將它們分別澆鑄好后，用螺栓連接在一起。高參數(shù)汽輪機(jī)單層汽缸的進(jìn)汽部分則是將汽缸、蒸汽室、噴嘴分別澆鑄好后，焊接在一起。這種結(jié)構(gòu)由于汽缸本身形狀得到簡(jiǎn)化，而且蒸汽室、噴嘴室沿著汽缸四周對(duì)稱布置，汽缸受熱均勻，因而熱應(yīng)力較小。又因高溫、高壓蒸汽只作用在蒸汽室與噴嘴室上，汽缸接觸的是調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴出口后的汽流，因而汽缸可以選用比蒸汽室、噴嘴室低一級(jí)的材料。

31．為什么大功率高參數(shù)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)汽門與汽缸分離單獨(dú)布置？

新汽壓力在9.0MPa、新汽溫度在535℃以下的中、小功率汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)汽門均直接裝在汽缸上。更高參數(shù)的大功率汽輪機(jī)，為減小熱應(yīng)力，使汽缸受熱均勻及形狀對(duì)稱，這就要求噴嘴室沿圓周均勻分布，而且汽缸上下都要有進(jìn)汽管和調(diào)節(jié)汽門。由于調(diào)節(jié)汽門布置在汽缸下部，會(huì)給機(jī)組布置、安裝、檢修帶來困難，因此需要調(diào)節(jié)汽門與汽缸分離單獨(dú)布置。另外，大功率汽輪機(jī)新汽和再熱汽進(jìn)汽管道都為雙路布置，需要兩個(gè)主汽門。這樣就可以把兩個(gè)主汽門分置于汽缸兩側(cè)，并且分別和調(diào)節(jié)汽門合用一個(gè)殼體，每個(gè)主汽門控制兩個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)汽門。

32．雙層缸結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)，為什么要采用特殊的進(jìn)汽短管？

對(duì)于采用雙層缸結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)，因?yàn)檫M(jìn)入噴嘴室的進(jìn)汽管要穿過外缸和內(nèi)缸，才能和噴嘴室相連接，而內(nèi)外缸之間在運(yùn)行時(shí)具有相對(duì)膨脹，進(jìn)汽管既不能同時(shí)固定在內(nèi)、外缸上又不能讓大量高溫蒸汽外泄。因此采用了一種雙層結(jié)構(gòu)的高壓進(jìn)汽短管，把高壓進(jìn)汽導(dǎo)管與噴嘴室連接起來。

33．高壓進(jìn)汽短管的結(jié)構(gòu)是怎樣的？

國產(chǎn)125MW汽輪機(jī)和300MW汽輪機(jī)的高壓進(jìn)汽短管外層通過螺栓與外缸連接在一起，內(nèi)層則套在噴嘴室的進(jìn)汽管上，并有密封環(huán)加以密封。這樣既保證了高壓蒸汽的密封，又允許噴嘴室進(jìn)汽管與雙層套管之間的相對(duì)膨脹。為遮擋進(jìn)汽連接管的輻射熱量，在雙層套管的內(nèi)外層之間還裝有帶螺旋圈的遮熱襯套管，或稱遮熱筒。遮熱襯套管上端的小管就是汽缸內(nèi)層中冷卻蒸汽流出或起動(dòng)時(shí)加熱蒸汽流入的通道。

34．隔板的結(jié)構(gòu)有哪幾種形式？

隔板的具體結(jié)構(gòu)是根據(jù)隔板的工作溫度和作用在兩側(cè)的蒸汽壓差來決定的，主要有以下三種形式：⑴焊接隔板：焊接隔板具有較高的強(qiáng)度和剛度，較好的汽密性，加工較方便，被廣泛用于中、高參數(shù)汽輪機(jī)的高、中壓部分。⑵窄噴嘴焊接隔板：高參數(shù)大功率汽輪機(jī)的高壓部分，每一級(jí)的蒸汽壓差較大，其隔板做得很厚，而靜葉高度很短，采用寬度較小的窄噴嘴焊接隔板。優(yōu)點(diǎn)是噴嘴損失小，但有相當(dāng)數(shù)量的導(dǎo)流筋存在，將增加汽流的阻力。國產(chǎn)125MW、300MW汽輪機(jī)都是有用的窄噴嘴焊接隔板。⑶鑄造隔板：鑄造隔板加工制造比較容易，成本低，但是靜葉片的表面光潔度較差，使用溫度也不能太高，一般應(yīng)小于300℃，因此都用在汽輪機(jī)的低壓部分。

35．什么叫噴嘴??？

采用噴嘴調(diào)節(jié)配汽方式的汽輪機(jī)第一級(jí)噴嘴，通常根據(jù)調(diào)節(jié)汽門的個(gè)數(shù)成組布置，這些成組布置的噴嘴稱為噴嘴弧段，簡(jiǎn)稱噴嘴弧。

36．噴嘴弧有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？

噴嘴弧結(jié)構(gòu)形式如下：⑴中參數(shù)汽輪機(jī)上采用的由單個(gè)銑制的噴嘴葉片組裝、焊接成的噴嘴弧。⑵高參數(shù)汽輪機(jī)采用的整體銑制焊接而成或精密澆鑄而成的噴嘴弧。如25MW汽輪機(jī)采用第一種噴嘴弧，125MW汽輪機(jī)采用后一種噴嘴弧。

37．汽輪機(jī)噴嘴、隔板、靜葉的定義是什么？

噴嘴是由兩個(gè)相鄰靜葉片構(gòu)成的不動(dòng)汽道，是一個(gè)把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能的結(jié)構(gòu)元件。裝在汽輪機(jī)第一級(jí)前的噴嘴成若干組，每組由一個(gè)調(diào)節(jié)汽門控制。隔板是汽輪機(jī)各級(jí)的間壁，用以固定靜葉片。靜葉是指固定在隔板上靜止不動(dòng)的葉片。

38．什么叫汽輪機(jī)的級(jí)？

由一列噴嘴和一列動(dòng)葉柵組成的汽輪機(jī)最基本的工作單元叫做汽輪機(jī)的級(jí)。

39．什么叫調(diào)節(jié)級(jí)和壓力級(jí)？

當(dāng)汽輪機(jī)采用噴嘴調(diào)節(jié)時(shí)，第一級(jí)的進(jìn)汽截面積隨負(fù)荷的變化在相應(yīng)變化，因此通常稱噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的第一級(jí)為調(diào)節(jié)級(jí)。其它各級(jí)統(tǒng)稱為非調(diào)節(jié)級(jí)或壓力級(jí)。壓力級(jí)是以利用級(jí)組中合理分配的壓力降或焓降為主的級(jí)，是單列沖動(dòng)級(jí)或反動(dòng)級(jí)。

40．什么叫雙列速度級(jí)？

為了增大調(diào)節(jié)級(jí)的焓降，利用第一列動(dòng)葉出口的余速，減小余速損失，使第一列動(dòng)葉片出口汽流經(jīng)固定在汽缸上的導(dǎo)葉改變流動(dòng)方向后，進(jìn)入第二列動(dòng)葉片繼續(xù)做功。這時(shí)把具有一列噴嘴，和一級(jí)葉輪上有兩列動(dòng)葉片的級(jí)，稱為雙列速度級(jí)。

41．采用雙列速度級(jí)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

采用速度級(jí)后可增大汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)的焓降，減少壓力級(jí)級(jí)數(shù)，節(jié)省耐高溫的優(yōu)質(zhì)材料，但效率較低。100MW汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)采用雙列速度級(jí)，125MW、200MW、300MW汽輪機(jī)采用單列調(diào)節(jié)級(jí)。

42．高壓高溫汽輪機(jī)為什么要設(shè)汽缸、法蘭螺栓加熱裝置？

高壓高溫汽輪機(jī)的汽缸要承受很高的壓力和溫度，同時(shí)又要保證汽缸結(jié)合面有很好的嚴(yán)密性，所以汽缸的法蘭必須做得又寬又厚。這樣給汽輪機(jī)的起動(dòng)就帶來了一定的困難，即沿法蘭的寬度產(chǎn)生較大溫差。如溫差過大，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力將會(huì)使汽缸變形或產(chǎn)生裂紋。一般來說，汽缸比法蘭容易加熱，而螺栓的熱量是靠法蘭傳給它的，因此螺栓加熱更慢。對(duì)于雙層汽缸的機(jī)組來說，外缸受熱比內(nèi)缸慢很多，外缸法蘭受熱更慢，由于法蘭溫度上升較慢，牽制了汽缸的熱膨脹，引起轉(zhuǎn)子與汽缸間過大的膨脹差，從而使汽輪機(jī)通流部分的動(dòng)、靜間隙消失，發(fā)生摩擦。簡(jiǎn)單地說，為了適應(yīng)快速起、停的需要，減小額外的熱應(yīng)力和減少汽缸與法蘭、法蘭與螺栓及法蘭寬度上的溫差，有效地控制轉(zhuǎn)子與汽缸的膨脹差，125MW、200MW、300MW機(jī)組采用雙層缸結(jié)構(gòu)，內(nèi)外汽缸除法蘭螺栓有加熱裝置外，還設(shè)有汽缸夾層加熱裝置。

43．為什么汽輪機(jī)第一組噴嘴安裝在噴嘴室，而不固定在隔板上？

第一級(jí)噴嘴安裝在噴嘴室的目的是：

⑴將與最高參數(shù)的蒸汽相接觸的部分盡可能限制在很小的范圍內(nèi)，使汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子、汽缸等部件僅與第一級(jí)噴嘴后降溫減壓后的蒸汽相接觸。這樣可使轉(zhuǎn)子、汽缸等部件采用低一級(jí)的耐高溫材料。

⑵由于高壓缸進(jìn)汽端承受的蒸汽壓力較新蒸汽壓力低，故可在同一結(jié)構(gòu)尺寸下，使該部分應(yīng)力下降，或者保持同一應(yīng)力水平，使汽缸壁厚度減薄。

⑶使汽缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單勻稱，提高汽缸對(duì)變工況的適應(yīng)性。

⑷降低了高壓缸進(jìn)汽端軸封漏汽壓差，為減小軸端漏汽損失和簡(jiǎn)化軸端汽封結(jié)構(gòu)帶來一定好處。

44．隔板套的作用是什么？采用隔板套有什么優(yōu)點(diǎn)？

隔板套的作用是用來安裝固定隔板。采用隔板套可使級(jí)間距離不受或少受汽缸上抽汽口的影響，從而使汽輪機(jī)軸向尺寸相對(duì)減小。此外，還可簡(jiǎn)化汽缸形狀，又便于拆裝，并允許隔板受熱后能在徑向自由膨脹，還為汽缸的通用化創(chuàng)造方便條件。國產(chǎn)100MW、125MW、200MW、300MW機(jī)組的部分級(jí)組均采用隔板套結(jié)構(gòu)。

45．什么是汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子？轉(zhuǎn)子的作用是什么？

汽輪機(jī)中所有轉(zhuǎn)動(dòng)部件的組合叫做轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的作用是承受蒸汽對(duì)所有工作葉片的回轉(zhuǎn)力，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、主油泵和調(diào)速器轉(zhuǎn)動(dòng)。

46．什么叫大功率汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻？

汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻是大機(jī)組為防止轉(zhuǎn)子在高溫、高轉(zhuǎn)速狀況下無蒸汽流過帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，而使轉(zhuǎn)子、汽缸溫度過高，熱應(yīng)力過大而設(shè)置的結(jié)構(gòu)。如再熱機(jī)組熱態(tài)用中壓缸進(jìn)汽起動(dòng)時(shí)，達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，高壓缸排汽逆止門旁路自動(dòng)打開，一部分蒸汽逆流經(jīng)過汽缸由進(jìn)汽口排至凝汽器，這樣達(dá)到冷卻轉(zhuǎn)子、汽缸的目的。

47．為什么大功率汽輪機(jī)采用轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)？

大功率汽輪機(jī)普遍采用整鍛轉(zhuǎn)子或焊接轉(zhuǎn)子。隨著轉(zhuǎn)子整體直徑的增大，離心應(yīng)力和同一變工況速度下熱應(yīng)力增大了。在高溫條件下受離心力作用而產(chǎn)生的金屬蠕變速度以及脆變危險(xiǎn)也增大了。因此，更有必要從結(jié)構(gòu)上來提高轉(zhuǎn)子的熱強(qiáng)度（特別是起動(dòng)下的熱強(qiáng)度）。從結(jié)構(gòu)上減小金屬蠕變變形和降低起動(dòng)工況下熱應(yīng)力的有效方法之一，就是在高溫區(qū)段對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行蒸汽冷卻。國外在300～350MW以上的機(jī)組幾乎都采用了轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)。國產(chǎn)亞臨界參數(shù)300MW再熱機(jī)組的中壓轉(zhuǎn)子也采用了蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)。

48．汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般有哪幾種型式？

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子有如下幾種型式：

⑴套裝葉輪轉(zhuǎn)子：葉輪套裝在軸上，國產(chǎn)25MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和100MW汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子都是這種型式。

⑵整鍛型轉(zhuǎn)子：由一整體鍛件制成，葉輪聯(lián)軸器、推力盤和主軸構(gòu)成一個(gè)整體。

⑶焊接轉(zhuǎn)子：由若干個(gè)實(shí)心輪盤和兩個(gè)端軸拼焊而成。如125MW汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子為焊接式鼓型轉(zhuǎn)子。

⑷組合轉(zhuǎn)子：高壓部分為整鍛式，低壓部分為套裝式。如100MW機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子、200MW機(jī)組中壓轉(zhuǎn)子。

49．套裝葉輪轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

套裝葉輪轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)：加工方便，材料利用合理，葉輪和鍛件質(zhì)量易于保證。缺點(diǎn)：不宜在高溫條件下工作，快速起動(dòng)適應(yīng)性差，材料高溫蠕變和過大的溫差易使葉輪發(fā)生松動(dòng)。

50．整鍛轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

整鍛轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)：避免了葉輪在高溫下松動(dòng)的問題，結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度、剛度高。缺點(diǎn)：生產(chǎn)整鍛轉(zhuǎn)子需要大型鍛壓設(shè)備、鍛件質(zhì)量較難保證，而且加工要求高，貴重材料消耗量大。

51．組合轉(zhuǎn)子有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

組合轉(zhuǎn)子兼有整鍛轉(zhuǎn)子和套裝葉輪轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于高參數(shù)中等容量的汽輪機(jī)上。

52．焊接轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

焊接轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，相對(duì)重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大，而且能適應(yīng)低壓部分需要大直徑的要求。缺點(diǎn)：焊接轉(zhuǎn)子對(duì)焊接工藝要求高，要求材料有良好的焊接性能。隨著冶金和焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接轉(zhuǎn)子的應(yīng)用日益廣泛。如BBC公司生產(chǎn)的1300MW雙軸汽輪機(jī)的高、中、低壓轉(zhuǎn)子就全部采用焊接結(jié)構(gòu)。

53．整鍛轉(zhuǎn)子中心孔起什么作用？

整鍛轉(zhuǎn)子通常打有￠100的中心孔，其目的主要是為了便于檢查鍛件質(zhì)量，同時(shí)也可以將鍛件中心材質(zhì)差的部分去掉，防止缺陷擴(kuò)展，以保證轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度。

54．汽輪機(jī)主軸斷裂和葉輪開裂的原因有哪些？

主軸斷裂和葉輪開裂的原因多數(shù)是材料及制造上的缺陷造成的，如材料內(nèi)部有氣孔、夾渣、裂紋、材料的沖擊韌性值及塑性偏低，葉輪機(jī)械加工粗糙、鍵裝配不當(dāng)造成局部應(yīng)力過大。另外，長(zhǎng)期過大的交變應(yīng)力及熱應(yīng)力作用易引起材料內(nèi)部微觀缺陷發(fā)展，造成疲勞裂紋甚至斷裂。運(yùn)行中，葉輪嚴(yán)重腐蝕和嚴(yán)重超速是引起主軸、葉輪設(shè)備事故的主要原因。

55．防止葉輪開裂和主軸斷裂應(yīng)采取哪些措施？

防止葉輪開裂和主軸斷裂應(yīng)采取措施有以下幾點(diǎn)：⑴首先應(yīng)由制造廠對(duì)材料質(zhì)量提出嚴(yán)格要求，加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)工作。尤其應(yīng)特別重視表面及內(nèi)部的裂紋發(fā)生，加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)督。⑵運(yùn)行中盡可能減少起停次數(shù)，嚴(yán)格控制升速和變負(fù)荷速度，以減少設(shè)備熱疲勞和微觀缺陷發(fā)展引起的裂紋，要嚴(yán)防超壓、超溫運(yùn)行，特別是要防止嚴(yán)重超速。

56．葉輪的作用的什么？葉輪是由哪幾部分組成的？

葉輪的作用是用來裝置葉片，并將汽流力在葉柵上產(chǎn)生的扭矩傳遞給主軸。

汽輪機(jī)葉輪一般由輪緣、輪面和輪轂幾部分組成。

57．運(yùn)行中的葉輪受到哪些作用力？

葉輪工作時(shí)受力情況很復(fù)雜，除葉輪自身、葉片零件質(zhì)量引起的巨大的離心力外，還有溫差引起的熱應(yīng)力，動(dòng)葉引起的切向力和軸向力，葉輪兩邊的蒸汽壓差和葉片、葉輪振動(dòng)時(shí)的交變應(yīng)力。

58．葉輪上開平衡孔的作用是什么？

葉輪上開平衡孔是為了減小葉輪兩側(cè)蒸汽壓差，減小轉(zhuǎn)子產(chǎn)生過大的軸向力。但在調(diào)節(jié)級(jí)和反動(dòng)度較大、負(fù)載很重的低壓部分最末一、二級(jí)，一般不開平衡孔，以使葉輪強(qiáng)度不致削弱，并可減少漏汽損失。

59．為什么葉輪上的平衡為單數(shù)？

每個(gè)葉輪上開設(shè)單數(shù)個(gè)平衡孔，可避免在同一徑向截面上設(shè)兩個(gè)平衡孔，從而使葉輪截面強(qiáng)度不致過分削弱。通常開孔5個(gè)或7個(gè)。

60．按輪面的斷面型線不同，可把葉輪分成幾種類型？

按輪面的斷面型線不同，可把葉輪分為如下類型：

⑴等厚度葉輪：這種葉輪輪面的斷面厚度相等，用在圓周速度較低的級(jí)上。

⑵錐形葉輪：這種葉輪輪面的斷面厚度沿徑向呈錐形，廣泛用于套裝式葉輪上。

⑶雙曲線葉輪：這種葉輪輪在的斷面沿徑向呈雙曲線形，加工復(fù)雜，僅用在某些汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)上。

⑷等強(qiáng)度葉輪：葉輪設(shè)有中心孔，強(qiáng)度最高，多用于盤式焊接轉(zhuǎn)子或高速單級(jí)汽輪機(jī)上。

61．套裝葉輪的固定方法有哪幾種？

套裝葉輪的固定方法有以下幾種：⑴熱套加鍵法。⑵熱套加端面鍵法。⑶銷釘軸套法。⑷葉輪軸向定位采用定位環(huán)。

62．動(dòng)葉片的作用是什么？

在沖動(dòng)式汽輪機(jī)中，由噴嘴射出的汽流，給動(dòng)葉片一沖動(dòng)力，將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)子上的機(jī)械能。在反動(dòng)式汽輪機(jī)中，除噴嘴出來的高速汽流沖動(dòng)動(dòng)葉片做功外，蒸汽在動(dòng)葉片中也發(fā)生膨脹，使動(dòng)葉出口蒸汽速度增加，對(duì)動(dòng)葉片產(chǎn)生反動(dòng)力，推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)做功，將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。由于兩種機(jī)組的工作原理不同，其葉片的形狀和結(jié)構(gòu)也不一樣。

63．葉片工作時(shí)受到哪幾種作用力？

葉片在工作時(shí)受到的作用力主要有兩種：一種是葉片本身質(zhì)量和圍帶、拉金質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力；另一種是汽流通過葉柵槽道時(shí)使葉片彎曲的作用力以及汽輪機(jī)起動(dòng)、停機(jī)過程中，葉片中的溫度差引起的熱應(yīng)力。

64．汽輪機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)是怎樣的？

葉片由葉型、葉根和葉頂三部分組成。

葉型部分是葉片的工作部分，它構(gòu)成汽流通道。按照葉型部分的橫截面變化規(guī)律，可以把葉片分成等截面葉片和變截面葉片。

等截面葉片的截面積沿葉高是相同的，各截面的型線通常也一樣。

變截面葉片的截面積則沿葉高按一定規(guī)律變化，一般地說，葉型也沿葉高逐漸變化，即葉片繞各截面形心的連線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以通常叫做扭曲葉片。

葉根是葉片與輪緣相連接的部分，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在任何運(yùn)行條件下葉片都能牢靠地固定在葉輪上，同時(shí)應(yīng)力求制造簡(jiǎn)單，裝配方便。

葉型以上的部分叫葉頂。隨葉片成組方式不同，葉頂結(jié)構(gòu)也各異。采用鉚接與焊接圍帶時(shí)，葉頂做成凸出部分（端釘）。采用彈性拱形圍帶時(shí)，葉頂必須做成與彈性拱形片相配合的鉚接部分。當(dāng)葉片用拉筋聯(lián)成組或作為自由葉片時(shí)，葉頂通常削薄，以減輕葉片重量并防止運(yùn)行中與汽缸相碰時(shí)損壞葉片。

65．汽輪機(jī)葉片的葉根有哪些型式？

葉根的型式較多，有以下幾種：⑴T形葉根。⑵外包凸肩T形葉根。⑶菌形葉根。⑷雙T形葉根。⑸叉形葉根。⑹樅樹形葉根。

66．裝在動(dòng)葉片上的圍帶和拉筋（金）起什么作用？

動(dòng)葉頂部裝圍帶（也稱覆環(huán)）和動(dòng)葉中部串拉筋，都是使葉片之間連接成組，增強(qiáng)葉片的剛性，調(diào)整葉片的自振頻率，改善振動(dòng)情況。另外，圍帶還有防止漏汽的作用。

67．汽輪機(jī)高壓段為什么采用等截面葉片？

一般在汽輪機(jī)高壓段，蒸汽容積流量相對(duì)較小，葉片短，葉高比d／L（d為葉片平均直徑，L為葉片高度）較大，沿整個(gè)葉高的圓周速度及汽流參數(shù)差別相對(duì)較小。此時(shí)依靠改變不同葉高處的斷面型線，不能顯著地提高葉片工作效率，所以多將葉身斷面型線沿葉高做成相同的，即做成等截面葉片。這樣做雖使效率略受影響，但加工方便，制造成本低，而強(qiáng)度也可得到保證，有利于實(shí)現(xiàn)部分級(jí)葉片的通用化。

68．為什么汽輪機(jī)有的級(jí)段要采用扭曲葉片？

大機(jī)組為增大功率，往往葉片做得很長(zhǎng)。隨著葉片高度的增加，當(dāng)葉高比具有較小值（一般為小于10）時(shí)，不同葉高處圓周速度與汽流參數(shù)的差異已不容忽視。此時(shí)葉身斷面型線必須沿葉高相應(yīng)變化，使葉片扭曲變形，以適應(yīng)汽流參數(shù)沿葉高的變化規(guī)律，減小流動(dòng)損失；同時(shí)，從強(qiáng)度方面考慮，為改善離心力所引起的拉應(yīng)力沿葉高的分布，葉身斷面面積也應(yīng)由根部到頂部逐漸減小。

69．防止葉片振動(dòng)斷裂的措施主要有哪幾點(diǎn)？

防止葉片振動(dòng)斷裂的措施有：⑴提高葉片、圍帶、拉金的材料、加工與裝配質(zhì)量。⑵采取葉片調(diào)頻措施，避開危險(xiǎn)共振范圍。⑶避免長(zhǎng)期低頻率運(yùn)行。

70．多級(jí)凝汽式汽輪機(jī)最末幾級(jí)為什么要采用去濕裝置？

多級(jí)凝汽式汽輪機(jī)的最末幾級(jí)蒸汽溫度很低，一般均在濕蒸汽區(qū)工作。濕蒸汽中的微小水滴不但消耗蒸汽的動(dòng)能形成濕汽損失，還將沖蝕葉片，威脅葉片安全。因此必須采取去濕措施，以保證凝汽式汽輪機(jī)膨脹終了的允許濕度。大功率機(jī)組采用中間再熱，對(duì)減少低壓級(jí)葉片濕度帶來顯著的效果。當(dāng)末級(jí)濕度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)加裝去濕裝置和提高葉片的抗沖蝕能力。

71．汽輪機(jī)末級(jí)排汽的濕度一般允許值為多少？

一般規(guī)定汽輪機(jī)末級(jí)排汽的濕度不超過10%～12%。中間再熱機(jī)組的排汽濕度一般為5%～8%。

72．汽輪機(jī)去濕裝置有哪幾種？

去濕裝置根據(jù)它所安裝的位置分級(jí)前和動(dòng)葉片前兩種。它是利用水珠受離心力作用而被拋向通流部分外圓的原理工作的。一般將水滴甩進(jìn)到去濕裝置的槽中，然后引入凝汽器。另外還采用具有吸水縫的空心靜葉，利用凝汽器內(nèi)很低的壓力，把附著在靜葉表面的水滴沿靜葉片上開設(shè)的吸水縫直接吸入凝汽器。

73．汽封的作用是什么？

為了避免動(dòng)、靜部件之間的碰撞，必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙，這些間隙的存在勢(shì)必導(dǎo)致漏汽，為此必須加裝密封裝置——汽封。根據(jù)汽封在汽輪機(jī)中所處位置可分為：軸端汽封（簡(jiǎn)稱軸封）、隔板汽封和圍帶汽封（通流部分汽封）三類。

74．汽封的結(jié)構(gòu)型式和工作原理是怎樣的？

汽封的結(jié)構(gòu)類型有曲徑式和迷宮式。曲徑式汽封有梳齒形（平齒、高低齒）、J形、樅樹形三種。曲徑式汽封的工作原理：一定壓力的蒸汽流經(jīng)曲徑式汽封時(shí)，必須依次經(jīng)過汽封齒尖與軸凸肩形成的狹小間隙，當(dāng)經(jīng)過第一個(gè)間隙時(shí)通流面積減小，蒸汽流速增大，壓力降低。隨后高速汽流進(jìn)入小室，通流面積突然變大，流速降低，汽流轉(zhuǎn)向，發(fā)生撞擊和產(chǎn)生渦流等現(xiàn)象，速度降到近似為零，蒸汽原具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能。當(dāng)蒸汽經(jīng)過第二個(gè)汽封間隙時(shí)，又重復(fù)上述過程，壓力再次降低。蒸汽流經(jīng)最后一個(gè)汽封齒后，蒸汽壓力降至與大氣壓力相差甚小。所以在一定的壓差下，汽封齒越多，每個(gè)齒前后的壓差就越小，漏汽量也越小。當(dāng)汽封齒數(shù)足夠多時(shí)，漏汽量為零。

75．什么是通流部分汽封？

動(dòng)葉頂部和根部的汽封叫做通流部分汽封，用來阻礙蒸汽從動(dòng)葉兩端漏汽。通常的結(jié)構(gòu)形式為動(dòng)葉頂端圍帶及動(dòng)葉根部有個(gè)凸出部分以減小軸向間隙，圍帶與裝在汽缸或隔板套上的阻汽片組成汽封以減小徑向間隙，使漏汽損失減小。

76．軸封的作用是什么？

軸封是汽封的一種。汽輪機(jī)軸封的作用是阻止汽缸內(nèi)的蒸汽向外漏泄，低壓缸排汽側(cè)軸封是防止外界空氣漏入汽缸。

77．汽輪機(jī)為什么會(huì)產(chǎn)生軸向推力？運(yùn)行中軸向推力怎樣變化？

純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉片內(nèi)蒸汽沒有壓力降，但由于隔板汽封的漏汽，使葉輪前后產(chǎn)生一定的壓差，且一般的汽輪機(jī)中，每一級(jí)動(dòng)葉片蒸汽流過時(shí)都有大小不等的壓降，在動(dòng)葉片前后產(chǎn)生壓差。葉輪和葉片前后的壓差及軸上凸肩處的壓差使汽輪機(jī)產(chǎn)生由高壓側(cè)向低壓側(cè)、與汽流方向一致的軸向推力。影響軸向推力的因素很多，軸向推力的大小基本上與蒸汽流量的大小成正比，也即負(fù)荷增大時(shí)軸向推力增大。需指出：當(dāng)負(fù)荷突然減小時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)與汽流方向相反的軸向推力。

78．減小汽輪機(jī)的軸向推力，可采取哪些措施？

減小汽輪機(jī)軸向推力，可采取如下措施：⑴高壓軸封兩端以反向壓差設(shè)置平衡活塞。⑵高、中壓缸反向布置。⑶低壓缸對(duì)稱分流布置。⑷葉輪上開平衡孔。余下的軸向推力，由推力軸承承受。

79．什么是汽輪機(jī)的軸向彈性位移？

汽輪機(jī)的軸向位移反映的是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分的相對(duì)位置，軸向位移變化，也是轉(zhuǎn)子和靜子軸向相對(duì)位置發(fā)生了變化。所謂軸向彈性位移是指汽輪機(jī)推力盤及工作推力瓦片后的支承座、墊片瓦架等在汽輪機(jī)負(fù)荷增加、推力增加時(shí)，會(huì)發(fā)生彈性變形。由此產(chǎn)生隨著負(fù)荷增加而增加的軸向彈性位移。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，彈性位移也減少。

80．汽輪機(jī)為什么要設(shè)滑銷系統(tǒng)？

汽輪機(jī)在起動(dòng)及帶負(fù)荷過程中，汽缸的溫度變化很大，因而熱膨脹值較大。為保證汽缸受熱時(shí)能沿給定的方向自由膨脹，保持汽缸與轉(zhuǎn)子中心一致，同樣，汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)，保證汽缸能按給定的方向自由收縮，汽輪機(jī)均設(shè)有滑銷系統(tǒng)。

81．汽輪機(jī)的滑銷有哪些種類？它們各起什么作用？

根據(jù)滑銷的構(gòu)造形式、安裝位置可分為下列六種：

⑴橫銷：一般安裝在低壓汽缸排汽室的橫向中心線上，或安裝在排汽室的尾部，左右兩側(cè)各裝一個(gè)。橫銷的作用是保證汽缸橫向的正確膨脹，并限制汽缸沿軸向移動(dòng)。由于排汽室的溫度是汽輪機(jī)通流部分溫度最低的區(qū)域，故橫銷都裝于此處，整個(gè)汽缸由此向前或向后膨脹，形成了軸向死點(diǎn)。

⑵縱銷：多裝在低壓汽缸排汽室的支撐面、前軸承箱的底部、雙缸汽輪機(jī)中間軸承的底部等和基礎(chǔ)臺(tái)板的接合面間。所有縱銷均在汽輪機(jī)的縱向中心線上。縱銷可保證汽輪機(jī)沿縱向中心線正確膨脹，并保證汽缸中心線不能作橫向滑移。因此，縱銷中心線與橫銷中心線的交點(diǎn)形成整個(gè)汽缸的膨脹死點(diǎn)，在汽缸膨脹時(shí)，這點(diǎn)始終保持不動(dòng)。

⑶立銷：裝在低壓汽缸排汽室尾部與基礎(chǔ)臺(tái)板間，高壓汽缸的前端與軸承座間。所有的立銷均在機(jī)組的軸線上。立銷的作用可保證汽缸的垂直定向自由膨脹，并與縱銷共同保持機(jī)組的正確縱向中心線。

⑷貓爪橫銷：起著橫銷作用，又對(duì)汽缸起著支承作用。貓爪一般裝在前軸承座及雙缸汽輪機(jī)中間軸承座的水平接合面上，是由下汽缸或上汽缸端部突出的貓爪，特制的銷子和螺栓等組成。貓爪橫銷的作用是：保證汽缸在橫向的定向自由膨脹，同時(shí)隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮，推動(dòng)軸承座向前或向后移動(dòng)，以保持轉(zhuǎn)子與汽缸的軸向相對(duì)位置。

⑸角銷：裝在排汽缸前部左右兩側(cè)支撐與基礎(chǔ)臺(tái)板間。銷子與銷槽的間隙為0.06～0.08mm。

斜銷是一種輔助滑銷，不經(jīng)常采用，它能起到縱向及橫向的雙重導(dǎo)向作用。

82．什么是汽輪機(jī)膨脹的“死點(diǎn)”，通常布置在什么位置？

橫銷引導(dǎo)軸承座或汽缸沿橫向滑動(dòng)并與縱銷配合成為膨脹的固定點(diǎn)，稱為“死點(diǎn)”。也即縱銷中心線與橫銷中心線的交點(diǎn)?！八傈c(diǎn)”固定不動(dòng)，汽缸以“死點(diǎn)”為基準(zhǔn)向前后左右膨脹滑動(dòng)。對(duì)凝汽式汽輪機(jī)來說，死點(diǎn)多布置在低壓排汽口的中心線或其附近，這樣在汽輪機(jī)受熱膨脹時(shí)，對(duì)于龐大笨重的凝汽器影響較小。國產(chǎn)200MW和125MW汽輪機(jī)組均設(shè)兩個(gè)死點(diǎn)，高、中壓缸向前膨脹，低壓缸向發(fā)電機(jī)側(cè)膨脹，各自的絕對(duì)膨脹量都可適當(dāng)減小。

83．汽輪機(jī)聯(lián)軸器起什么作用？有哪些種類？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

聯(lián)軸器又叫靠背輪。汽輪機(jī)聯(lián)軸器是用來連接汽輪發(fā)電機(jī)組的各個(gè)轉(zhuǎn)子，并把汽輪機(jī)的功率傳給發(fā)電機(jī)。汽輪機(jī)聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。以下介紹這幾種聯(lián)軸器的優(yōu)缺點(diǎn)。剛性聯(lián)軸器：優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸小、造價(jià)低、不需要潤滑油。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子的振動(dòng)、熱膨脹都能相互傳遞，校中心要求高。半撓性聯(lián)軸器：優(yōu)點(diǎn)是能適當(dāng)彌補(bǔ)剛性靠背輪的缺點(diǎn)，校中心要求稍低。缺點(diǎn)是制造復(fù)雜、造價(jià)較大。撓性聯(lián)軸器：優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)子振動(dòng)和熱膨脹不互相傳遞，允許兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心線稍有偏差。缺點(diǎn)是要多裝一道推力軸承，并且一定要有潤滑油，直徑大，成本高，檢修工藝要求高。大機(jī)組一般高低壓轉(zhuǎn)子之間采用剛性聯(lián)軸器，低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間采用半撓性聯(lián)軸器。

84．剛性聯(lián)軸器分哪兩種？

剛性聯(lián)軸器又分裝配式和整鍛式兩種型式。

裝配式剛性聯(lián)軸器是把兩半聯(lián)軸器分別用熱套加雙鍵的方法，套裝在各自的軸端上，然后找準(zhǔn)中心、鉸孔，最后用螺栓緊固；整鍛式剛性聯(lián)軸器與軸整體鍛出。這種聯(lián)軸器的強(qiáng)度和剛度都比裝配式高，且沒有松動(dòng)現(xiàn)象。為使轉(zhuǎn)子的軸向位置作少量調(diào)整，在兩半聯(lián)軸器之間裝有墊片，安裝時(shí)按具體尺寸配制一定厚度的墊片。

85．什么是半撓性聯(lián)軸器？

半撓性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)是在兩個(gè)聯(lián)軸器間用半撓性波形套筒連接，并用螺栓緊固。波形套筒在扭轉(zhuǎn)方向是剛性的，在彎曲方向則是撓性的。

86．撓性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式是怎樣的？

撓性聯(lián)軸器有齒輪式和蛇形彈簧式兩種型式。齒輪式撓性聯(lián)軸器多用在小型汽輪機(jī)上，它的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)齒輪用熱套加鍵的方式分別裝兩個(gè)軸端上，并用大螺帽緊固，防止從軸上滑脫。兩個(gè)齒輪的外面有一個(gè)套筒，套筒兩端的內(nèi)齒分別與兩個(gè)齒輪嚙合，從而將兩個(gè)轉(zhuǎn)子連接起來。套筒的兩側(cè)安置擋環(huán)限制套筒的軸向位置，擋環(huán)用螺栓固定在套筒上。125MW機(jī)組電動(dòng)調(diào)速給水泵就是采用這種撓性聯(lián)軸器。

87．汽輪機(jī)的盤車裝置起什么作用？

汽輪機(jī)沖動(dòng)轉(zhuǎn)子前或停機(jī)后，進(jìn)入或積存在汽缸內(nèi)的蒸汽使上缸溫度比下缸溫度高，從而使轉(zhuǎn)子不均勻受熱或冷卻，產(chǎn)生彎曲變形。因而在沖轉(zhuǎn)前和停機(jī)后，必須使轉(zhuǎn)子以一定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證其均勻受熱或冷卻。換句話說，沖轉(zhuǎn)前和停機(jī)后盤車可以消除轉(zhuǎn)子熱彎曲。同時(shí)還有減小上下汽缸的溫差和減少?zèng)_轉(zhuǎn)力矩的功用，還可在起動(dòng)前檢查汽輪機(jī)動(dòng)靜之間是否有摩擦及潤滑系統(tǒng)工作是否正常。

88．盤車有哪兩種方式？電動(dòng)盤車裝置主要有哪兩種型式？

小機(jī)組采用人力手動(dòng)盤車，中型和大型機(jī)組都采用電動(dòng)盤車。電動(dòng)盤車裝置主要有兩種型式。⑴具有螺旋軸的電動(dòng)盤車裝置（大多數(shù)國產(chǎn)中、小型汽輪機(jī)組及125MW、300MW機(jī)組采用）。⑵具有擺動(dòng)齒輪的電動(dòng)盤車裝置（國產(chǎn)50MW、100MW、200MW機(jī)組采用）。

89．具有螺旋軸的電動(dòng)盤車裝置的構(gòu)造和工作原理是怎樣的？

螺旋軸電動(dòng)盤車裝置由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、小齒輪、大齒輪、嚙合齒輪、螺旋軸、盤車齒輪、保險(xiǎn)銷、手柄等組成。嚙合齒輪內(nèi)表面銑有螺旋齒與螺旋軸相嚙合，嚙合齒輪沿螺旋軸可以左右滑動(dòng)。

當(dāng)需要投入盤車時(shí)，先拔出保險(xiǎn)銷，推手柄，手盤電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器直至嚙合齒輪與盤車齒輪全部嚙合。當(dāng)手柄被推至工作位置時(shí)，行程開關(guān)接點(diǎn)閉合，接通盤車電源，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)至全速后，帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行盤車。當(dāng)汽輪機(jī)起動(dòng)沖轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于盤車轉(zhuǎn)速時(shí)，使嚙合齒輪由原來的主動(dòng)輪變?yōu)楸粍?dòng)輪，即盤車齒輪帶動(dòng)嚙合齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋軸的軸向作用力改變方向，嚙合齒輪與螺旋軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿螺旋軸移動(dòng)退出嚙合位置，手柄隨之反方向轉(zhuǎn)動(dòng)至停用位置，斷開行程開關(guān)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，基本停止工作。若需手動(dòng)停止盤車，可手撳盤車電動(dòng)機(jī)停按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，嚙合齒輪退出，盤車停止。

90．具有擺動(dòng)齒輪的盤車裝置的構(gòu)造和工作原理是怎樣的？

具有擺動(dòng)齒輪的盤車裝置主要由齒輪組、擺動(dòng)殼、曲柄、連桿、手輪、行程開關(guān)、彈簧等組成。齒輪組通過兩次減速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。盤車裝置脫開時(shí)，擺動(dòng)殼被杠桿系統(tǒng)吊起，擺動(dòng)齒輪與盤車齒輪分離；行程開關(guān)斷路，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，手輪上的鎖緊銷將手輪鎖在脫開位置；連桿在壓縮彈簧的作用下推緊曲柄，整個(gè)裝置不能運(yùn)動(dòng)。投入盤車時(shí)，拔出鎖緊銷，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，與手輪同軸的曲柄隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，克服壓縮彈簧的推力，帶動(dòng)連桿向右下方運(yùn)動(dòng)；拉桿同時(shí)下降，使擺動(dòng)殼和擺動(dòng)輪向下擺動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)輪與盤車齒輪進(jìn)入嚙合狀態(tài)時(shí)，行程開關(guān)閉合，接通電動(dòng)機(jī)電源，齒輪組即開始轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)子尚處于靜止?fàn)顟B(tài)，擺動(dòng)齒輪帶著擺動(dòng)殼繼續(xù)順時(shí)針擺動(dòng)，直到被頂桿頂住。此時(shí)擺動(dòng)殼處于中間位置，擺動(dòng)輪與盤車齒輪完全嚙合并開始傳遞力矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。盤車裝置自動(dòng)脫開過程如下：沖動(dòng)轉(zhuǎn)子以后，盤車齒輪的轉(zhuǎn)速突然升高，而擺動(dòng)齒輪由主動(dòng)輪變?yōu)楸粍?dòng)輪，被迅速推向右方并帶著擺動(dòng)殼逆時(shí)針擺動(dòng)，推動(dòng)拉桿上升。當(dāng)拉桿上端點(diǎn)超過平衡位置時(shí)，連桿在壓縮彈簧的推動(dòng)下推著曲柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，順勢(shì)將擺動(dòng)殼拉起，直到手輪轉(zhuǎn)過預(yù)定的角度，鎖緊銷自動(dòng)落入鎖孔將手輪鎖住。此時(shí)行程開關(guān)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，各齒輪均停止轉(zhuǎn)動(dòng)，盤車裝置又恢復(fù)到投用前脫開狀態(tài)。操作盤車停止按鈕，切斷電源，也可使盤車裝置退出工作。

91．主軸承的作用是什么？

軸承是汽輪機(jī)的一個(gè)重要組成部件，主軸承也叫徑向軸承。

它的作用是承受轉(zhuǎn)子的全部重量以及由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的離心力，確定轉(zhuǎn)子在汽缸中的正確徑向位置。由于每個(gè)軸承都要承受較高的載荷，而且軸頸轉(zhuǎn)速很高，所以汽輪機(jī)的軸承都采用液體摩擦為理論基礎(chǔ)的軸瓦式滑動(dòng)軸承，借助于有一定壓力的潤滑油在軸頸與軸瓦之間形成油膜，建立液體摩擦，使汽輪機(jī)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

92．軸承的潤滑油膜是怎樣形成的？

軸瓦的孔徑較軸頸稍大些，靜止時(shí)，軸頸位于軸瓦下部直接與軸瓦內(nèi)表面接觸，在軸瓦與軸頸之間形成了楔形間隙。當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸頸與軸瓦之間會(huì)出現(xiàn)直接摩擦。但是，隨著軸頸的轉(zhuǎn)動(dòng)，潤滑油由于粘性而附著在軸的表面上，被帶入軸頸與軸瓦之間的楔形間隙中。隨著轉(zhuǎn)速的升高，被帶入的油量增多，由于楔形間隙中油流的出口面積不斷減小，所以油壓不斷升高，當(dāng)這個(gè)壓力增大到足以平衡轉(zhuǎn)子對(duì)軸瓦的全部作用力時(shí)，軸頸被油膜托起，懸浮在油膜上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免了金屬直接摩擦，建立了液體摩擦。

93．汽輪機(jī)主軸承主要有哪幾種結(jié)構(gòu)型式？

汽輪機(jī)主軸承主要有四種：⑴圓筒瓦支持軸承。⑵橢圓瓦支持軸承。⑶三油楔支持軸承。⑷可傾瓦支持軸承。

94．固定式圓筒形支持軸承的結(jié)構(gòu)是怎樣的？

固定式圓筒形支持軸承用在容量為50～100MW的汽輪機(jī)上。軸瓦外形為圓筒形，由上下兩半組成，用螺栓連接。下瓦支持在三塊墊鐵上，墊鐵下襯有墊片，調(diào)整墊片的厚度可以改變軸瓦在軸承洼窩內(nèi)的中心位置。上軸瓦頂部墊鐵的墊片可以用來調(diào)整軸瓦與軸承上蓋間的緊力。潤滑油從軸瓦側(cè)下方墊鐵中心孔引