汽轮机的本体结构

教学目的：1、掌握汽轮机主要本体结构的作用2、掌握汽轮机本体结构各个设备的常见类型。知识拓展：熟悉汽轮机检修岗位群的基本操作技能，了解相关设备的安装工艺，检修工艺。单元二汽轮机的本体结构教学目的：1、掌握转子的作用2、了解转子的常见结构3、了解临界转速的意义教学重点：转子的作用知识拓展：操作技能培养，转子的安装课题一转子导课：介绍汽轮机的整体结构转子的作用：汇集各级动叶栅上的旋转机械能，并将其传递给发电机。一、转子的结构（一）轮式转子按照制造工艺，轮式转子可分为整锻式、套装式、组合式和焊接式四种形式。1、套装转子一、转子的结构2、整锻转子3、组合转子4、焊接转子（二）鼓式转子二、转子上的主要零部件（一）叶轮1、叶轮的结构2、叶轮的振动（二）联轴器联轴器又称靠背轮，它的作用是连接汽轮机的各转子及发电机转子，并传递转子上的扭矩。按照结构和特性，联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器三种形式联轴器介绍（录像）三、转子的临界转速（一）等直径均布质量转子的临界转速（二）汽轮机转子的临界转速（三）转子临界转速的校核标准1.4ncnn00.7nc(n+1)点击观看转子结构安装录像作业1、转子的作用是什么？2、转子的常见结构有哪些？3、临界转速机组的运行有什么意义？课题二盘车装置教学目的：1、掌握盘车装置的作用2、掌握盘车装置的结构3、理解盘车工作的原理教学重点：盘车装置的作用及其结构一、盘车的作用：在汽轮机启动冲转前和停机后，使转子以一定的转速连续转动，以保证转子均匀受热和冷却的装置为盘车装置，对盘车装置要求既能盘动转子，又能在汽轮机转子转速高于盘车转速时能自动脱开，停止转动。二、盘车装置的组成主要由电动机、用来减速的大小齿轮传动系统及小齿轮与盘车大齿轮相啮合和退出所必须的连杆机构和操纵杆组成。盘车装置的结构录像具有螺旋轴的电动盘车装置1—小齿轮；2—大齿轮：3—啮合齿轮；4—盘车大齿轮；5—电动机；6—螺旋轴具有链轮——蜗轮蜗杆的盘车装置传动轮系1—电动机轴；2—主动链轮；3—链条；4—链轮；5—蜗杆；6—蜗轮；7—蜗轮轴；8—惰轮；9—减速齿轮；10—主齿轮轴；11—侧板；12—摆动齿轮；13—盘车齿轮电动机带动主动链轮旋转，通过链条、从动链轮、蜗杆、涡轮、涡轮轴小齿轮以及惰轮来转动减速齿轮，减速齿轮用键与主齿轮轴相连，主齿轮轴跟减速小齿轮相啮合，减速小齿轮又与盘车大齿轮相啮合。将操纵杆移到“投入（IN）”位置时小齿轮与盘车大齿轮啮合。将操纵杆移到“退出（OUT）”位置时，小齿轮退出啮合。1、2—触点；3—活塞；4—气缸；5—操纵杆盘车装置啮合原理图三、盘车装置工作原理作业1、盘车装置的作用是什么？2、简述盘车装置的结构。3、简述盘车工作的原理。课题三汽缸教学目的：1、掌握汽缸的作用及结构特点。2、掌握常见汽轮机的不同类型的汽缸结构。3、掌握汽缸法兰螺栓加热装置和花销系统的作用。教学重点：汽缸的作用及其结构知识拓展：汽缸的支承方式导课：汽轮机结构解体过程（动画）汽缸简介（录像）一、汽缸的作用汽缸是汽轮机的外壳。其作用是将进入汽轮机的蒸汽与大气隔开，形成蒸汽能量转换的封闭汽室；汽缸内部安装着隔板和隔板套、汽封等部件，外部与进汽、排汽及抽汽等管道相连接，因此还起着支承定位的作用。应保证汽缸有足够的强度和刚度、通流部分有较好的流动性能、各部分受热时能自由膨胀且中心不变、形状简单对称，还应尽量减小热应力。二、汽缸的结构1—蒸汽室；2—导汽管；3—上汽缸；4—排汽管口；5—法兰；6—下汽缸；7—抽汽管口1.高、中压缸高、中压缸其结构设计的一个重要问题是在保证强度的条件下，尽量减薄汽缸壁和法兰的厚度，以减小热应力和热变形。近代高参数大容量汽轮机的高压缸多采用双层结构，有的机组甚至中压缸也采用双层缸，并在内、外缸的夹层中通以一定压力和温度的蒸汽。①每层汽缸承受的压差和温差减少，汽缸壁和法兰的厚度减薄，从而减小了启、停及工况变化时的热应力，加快了启、停速度，有利于改善机组变工况运行的适应性。②由于外缸受到夹层蒸汽的冷却，工作温度较低，可采用较低等级的材料，节约了优质耐热合金钢。双层缸结构的缺点是增加了安装、检修工作量。国产300MW汽轮机高压缸示意图1—进汽连接管；2—小管；3—螺旋圈；4—汽封环；5—高压内缸；6—隔板套；7—隔板槽；8—高压外缸；9—纵销；10—立销；11—调节级喷嘴组国产引进型300MW汽轮机高、中压缸纵剖面图1—外缸；2—高压内缸；3—中压内缸；4—低压平衡活塞持环；5—高压静叶持环；6—高压平衡活塞持环；7—中压平衡活塞持环；8—中压一号静叶持环；9—定位销；10—中压二号静叶持环；11—中压排汽；12—中压进汽；13—高压进汽；14—高压排汽；15—H形梁；回流式高压缸低压缸顶部密封环低压进汽管外缸次内缸喷水减温装置1—进水管；2—喷水管3.进汽部分高压缸的前端即从调节阀到调节级喷嘴这段区域是汽轮机的进汽部分，它包括蒸汽室和喷嘴室，是汽轮机中承受压力和温度最高的部分。4.汽缸法兰、螺栓加热装置高压外缸法兰法兰螺栓加热流程蒸汽连接口蒸汽连接口平面槽螺栓加热装置（录像）三、汽缸的支承汽轮机安装在基础上。基础上固定有若干块基础台板（或称机座、座架），汽缸通过轴承座或其外伸的搭脚支承在基础台板上。1.高、中压缸的支承汽轮机高、中压缸一般通过其水平法兰两端伸出的猫爪支承在轴承座上，称为猫爪支承。下缸猫爪支承支承块紧固螺栓轴承座压块下缸猫爪上缸猫爪支承压块紧固螺栓安装垫铁定位销水冷垫铁定位键上缸猫爪下缸猫爪工作垫铁猫爪支承上缸猫爪支承下缸猫爪支承下缸猫爪中分面支承1—下缸猫爪；2—螺栓；3—平面键；4—垫圈；5—轴承座国产引进型300ＭＷ汽轮机内缸支承1—垫片；2—螺钉；3—支撑键；4—销子四、滑销系统1.滑销系统的作用：（1）允许机组（汽缸和转子）进行自由的膨胀（2）保证汽缸和转子中心一致（3）保证机组牢固的固定在基础上。2.滑销系统的组成横销、纵销、立销、角销等（a）立销；（b）猫爪横销；（c）横销；纵销；（d）角销图4-44汽轮机各部位滑销图4-45国产引进型300ＭＷ汽轮机滑销系统横销纵销定中心梁猫爪横销纵销200MW滑销系统（录像）作业1、汽缸的作用是什么？2、简述常见300MW机组汽缸的结构3、猫爪的作用是什么？4、滑销系统的作用什么？有哪些部分组成？课题四喷嘴组及隔板教学目的：1、掌握喷嘴、隔板及汽封的作用，型式2、理解汽封的工作原理教学重点：喷嘴、隔板及汽封的作用，型式。知识拓展：汽封的工作原理一、喷嘴组大功率汽轮机常用的喷嘴组主要有两种，一种是整体铣制焊接而成，另一种是精密铸造而成。隔板（录像）二、隔板隔板用来固定静叶片，并将汽缸内分隔成若干个汽室。为了安装与拆卸方便，隔板通常做成水平对分形式。隔板内圆孔处开有汽封安装槽，用来安装隔板汽封，减小隔板漏汽损失。（一）冲动级隔板冲动式汽轮机的隔板主要由静叶片、隔板体和隔板外缘组成，主要形式有焊接式和铸造式两种。1．铸造隔板2．焊接隔板（二）反动级隔板三、隔板套（静叶持环）采用隔板套可以简化汽缸结构，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，还使机组启、停及负荷变化过程中，汽缸的热膨胀较均匀，减小了热应力和热变形。但隔板套的采用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。四、隔板及隔板套的支承和定位隔板在汽缸或隔板套中的支承及隔板套在汽缸中的支承，应保证受热时能自由膨胀及满足对中要求。因此隔板及隔板套与安装槽内应留有适当的间隙（径向间隙一般为1-2mm），并具有合理的支承定位方式。隔板及隔板套的支承方式有中分面支承和非中分面支承两种。五汽封（录像）点击播放1、汽封的作用2、汽封的结构现代汽轮机中通常采用曲径式汽封，其主要形式有：梳齿形、Ｊ形和枞树形。其中枞树形汽封因结构复杂，应用较少，此处不作介绍。作业1、喷嘴、隔板常见的类型有哪些？喷嘴、隔板的作用是什么？2、汽封的作用是什么？其主要形式有哪些？课题五中间再热汽轮机的调节教学目的：1、掌握中间再热机组的调节特点2、了解中间再热给汽轮机调节带来的常见问题。教学重点：中间再热机组的调节特点知识拓展：运行技能知识的储备。导课：1、旁路系统的组成(点击“旁路组成”播放录音）导课：2、无旁路甩负荷(点击“无旁路甩负荷”播放录音）导课：3、有旁路甩负荷(点击“有旁路甩负荷”播放录音）一、中间再热给汽轮机调节带来的问题大功率机组为提高循环效率以及降低排汽湿度，均采甩了中间再热，从而给汽轮机的调节带来了新的问题。（一）采用单元制的问题中间再热机组，由于中间再热压力是随着机组功率的变化而变化的，因此，不同机组的再热器之间不能相连；同时，为使锅炉能正常运行，必须使新汽流量与再热蒸汽流量之间保持严格的比例关系。（二）中间再热容积的影响1．中低压缸功率滞延当外界负荷变化时，随着调节汽阀开度的改变，凝汽式汽轮机的流量和功率也随之而改变，而再热式汽轮机由于存在着较庞大的中间容积，使得中低压缸流量和功率的变化滞后于调节汽阀开度的改变，从而使其负荷适应性变差。2．甩负荷时的超速由于中间再热容积的存在，加之大机组转子飞升时间较短，因此再热式机组甩负荷时，即使高压调节汽阀已迅速全关，再热器及管道中存留的蒸汽仍将继续流人汽轮机的中、低压缸作功，使得汽轮机的转速升高，引起超速保护装置动作而停机。粗略估算，中间容积的剩余蒸汽可使汽轮机转速超出（40％一50%)n。超过了机组转动部件强度极限的允许范围。高压主汽阀和调节汽阀的工作原理二、中间再热机组的调节特点（1）．设置旁路系统为了解决汽轮机空载流量与锅炉最低负荷不一致的矛盾，同时为了保护再热器，回收工质，中间再热式汽轮机都设置有旁路系统。所谓旁路系统，是指与汽轮机通流部分相并联的蒸汽管路。通常将与高压缸并联的管路称为Ⅰ级旁路；与中、低压缸并联的管路称为Ⅱ级旁路；与整台机组相并联的管路则称为Ⅲ级大旁路。图4一49为具有Ⅰ、Ⅱ级旁路的两级旁路系统。3．设置中压主汽阀和调节汽阀为了防止甩负荷时汽轮机超速，在中压缸前设置中压主汽阀和中压调节汽阀。中压主汽阀和调节汽阀工作原理介绍（动画）4．汽轮机、锅炉的协调控制方式单元制机组负荷适应性的提高，主要取决于对锅炉蓄存能量的利用程度。而汽轮机、锅炉的控制方式关系到锅炉蓄存能量的利用，目前采用的机组的控制方式有以下几种。(1）汽轮机跟随控制方式(2）锅炉跟随控制方式(3）机炉协调控制方式作业1、中间再热机组的调节特点是什么？2、中间再热给汽轮机调节带来的常见问题有哪些？课题六汽轮机的调节系统教学目的：1、掌握汽轮机调节系统的基本任务、工作原理。2、掌握典型的调节系统的调节过程。3、了解各种调节系统的特点。教学重点：汽轮机调节系统的基本任务、工作原理。一、汽轮机调节的任务电力用户对电力的供应有一定量和质的要求。量的要求：功率的大小质的要求：一是电压，二是频率。60npfetMMdtdInpMit9555汽轮机调节的任务是及时调整汽轮机的功率，使它能满足外界负荷变化的需要，同时保证转速在允许的范围内。二、各种调节系统的比较功频模拟电调与液压调节系统的比较：（1）模拟电调系统的电气部分，具有快速、准确和灵敏度高的特点（2）功频模拟电调为多回路多变量调节系统，PID的综合运算能力强，具有较强的适应外界负荷变化和抗内扰能力，（3）功频模拟电调的静态特性和动态特性好（4）功频模拟电调可提供调频、带基本负荷和单向调频等不同的运行方式。（5）功频模拟电调有利于机组的自动化数字电调和模拟电调的比较，（1）用计算机取代模拟电调中的电子硬件，特别是采用微处理机和使功能分散到各处理单元后，显著提高了可靠性。（2）计算机的运算、逻辑判断与处理功能特别强，除控制手段外，在数据处理、系统监控、可靠性分析、性能诊断和运