900mw中間再熱機(jī)組汽輪機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　0. 前言……………………………………………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)要求 …………………………………………………………………………3</p><p><b>　　2. 熱力設(shè)計(jì)</b

2、></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定……………………………………………………….3</p><p>　　2.2 全機(jī)熱力過(guò)程線的擬定……………………………………………….4</p><p>　　2.3 汽輪機(jī)進(jìn)汽量的初步估算…………………………………………….6</p><p>　　2.4 回?zé)嵯到y(tǒng)的擬定……………………………

3、………………………… 7</p><p>　　2.5 設(shè)計(jì)工況下調(diào)節(jié)級(jí)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………… 11</p><p>　　3.非調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算</p><p>　　3.1非調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)數(shù)的確定………………………………………………22</p><p>　　3.2 低壓缸非調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)計(jì)算…………………………………………26<

4、;/p><p>　　4 全機(jī)及各缸內(nèi)功率內(nèi)效率的計(jì)算</p><p>　　4.2 全機(jī)內(nèi)功率及內(nèi)效率…………………………………………………………………………27</p><p>　　4.1 低壓缸內(nèi)功率及內(nèi)效率及內(nèi)效率計(jì)算……………………………….27</p><p><b>　　5 汽封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p>

5、;<p>　　5.1通流部分汽封………………………………………………………………………………………28</p><p>　　5.2軸端汽封……………………………………………………………….29</p><p>　　5.3軸封系統(tǒng)…………………………………………………………….…29</p><p><b>　　6 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b&

6、gt;</p><p>　　6.1 汽輪機(jī)進(jìn)汽部分…………………………………………………….30</p><p>　　6.2高中壓汽管……………………………………………………………………………………….31</p><p>　　6.3汽缸…………………………………………………………………………………………………..31</p><p>　　6

7、.4滑銷系統(tǒng)……………………………………………………………..32</p><p>　　6.5轉(zhuǎn)子……………………………………………………………………33</p><p>　　6.6 軸承…………………………………………………………………34</p><p>　　7 總結(jié)……………………………………………………………………………………………………………… ...

8、35</p><p>　　8 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………………………………… 36</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的汽輪機(jī)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力、理論和實(shí)踐相結(jié)合能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)該課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)該能

9、夠全面掌握汽輪機(jī)的熱力計(jì)算方法、汽輪機(jī)基本結(jié)構(gòu)和零部件組成，達(dá)到理論和實(shí)際相結(jié)合的目的。</p><p>　　汽輪機(jī)是以蒸汽為的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械，與其他原動(dòng)機(jī)相比，它具有單機(jī)功率大、效率、運(yùn)行平穩(wěn)和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　汽輪機(jī)的主要用途是作為發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)。在使用化石燃料的現(xiàn)代常規(guī)火力發(fā)電廠、核電站及地?zé)岚l(fā)電站中，都采用汽輪機(jī)為動(dòng)力的汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽

10、還可用來(lái)滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。在生產(chǎn)過(guò)程中有余能、余熱的工廠企業(yè)中，還可以應(yīng)用各種類不同品位的熱能得以合理有效地利用。由于汽輪機(jī)能設(shè)計(jì)為變速運(yùn)行，所以還可用它直接驅(qū)動(dòng)各種從動(dòng)機(jī)械，如泵、風(fēng)機(jī)、高爐風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)和船舶的螺旋槳等。因此，汽輪機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著極其重要的作用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)說(shuō)明書詳細(xì)地記錄了汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程。內(nèi)容包括汽輪機(jī)通流部分的機(jī)構(gòu)尺寸、各級(jí)的設(shè)計(jì)與熱力計(jì)算及校核。<

11、/p><p>　　由于知識(shí)掌握程度有限以及二周的設(shè)計(jì)時(shí)間對(duì)于我們難免有些倉(cāng)促，此次設(shè)計(jì)一定存在一些錯(cuò)誤和遺漏，希望指導(dǎo)老師給予指正。</p><p><b>　　汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目：900MW中間再熱機(jī)組汽輪機(jī)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.2已知參數(shù)</b

12、></p><p>　　1）汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)功率:900MW</p><p>　　2）汽輪機(jī)初參數(shù)：超臨界</p><p>　　3）汽輪機(jī)排氣壓力：15kpa</p><p>　　4）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速：3000rpm</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)要求</b></p><p&

13、gt;　　1）汽輪機(jī)為基本負(fù)荷兼調(diào)峰運(yùn)行</p><p>　　2) 汽輪機(jī)型式：反動(dòng)，一次中間再熱，凝汽式</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按給定的設(shè)計(jì)條件，選取有關(guān)參數(shù)，確定汽輪機(jī)通流部分尺寸，力求獲得較高的汽輪機(jī)效率。汽輪機(jī)總體設(shè)計(jì)原則為在保證機(jī)組安全可靠的前提下，盡可能提高汽輪機(jī)的效率

14、，降低能耗，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，即保證安全經(jīng)濟(jì)性。承擔(dān)基本負(fù)荷兼調(diào)峰的汽輪機(jī)，其運(yùn)行工況穩(wěn)定，年利用率高。設(shè)計(jì)中的計(jì)算采用電子表格來(lái)計(jì)算，提高計(jì)算的效率和準(zhǔn)確性。</p><p><b>　　2 熱力設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定</p><p><b>　　2.1.1蒸汽參數(shù)</b></p&g

15、t;<p>　　汽輪機(jī)進(jìn)汽額定壓力P0：23.9MPa；</p><p>　　汽輪機(jī)額定溫度t0：538℃；</p><p>　　汽輪機(jī)排汽壓力Pc：0.015MPa</p><p>　　2.1.2給水溫度與回?zé)峒?jí)數(shù)</p><p>　　給水回?zé)岬慕?jīng)濟(jì)性主要取決于給水的最終溫度和回?zé)峒?jí)數(shù)，給水溫度越高、回?zé)峒?jí)數(shù)越多，循環(huán)熱效率也

16、越高。當(dāng)加熱級(jí)數(shù)一定時(shí)，給水溫度有一最佳值，加熱級(jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高。給水溫度為270℃左右。共8級(jí)回?zé)幔?個(gè)高溫加熱器、1個(gè)除氧器、4個(gè)低溫加熱器。</p><p>　　2.1.3再熱壓力、溫度 </p><p>　　對(duì)于中間再熱機(jī)組，再熱溫度是指蒸汽經(jīng)中間再熱器后汽輪機(jī)中壓缸閥門前的溫度。為充分利用材料潛力，一般都把再熱溫度取成與新汽溫度相等或稍高一些。本例中取中間再熱蒸汽額定溫

17、度 =538℃。在的條件下，最有利的中間再熱壓力約是新汽壓力的16%－26%。再熱壓力損失為再熱前壓力的（8～12）%,本設(shè)計(jì)取10％</p><p>　　中間再熱蒸汽額定壓力Pr=P0*0.2=23.9*0.2=4.78MPa</p><p>　　再熱壓力損失=0.478MPa</p><p>　　2.1.4汽輪機(jī)額定功率與經(jīng)濟(jì)功率</p><

18、p>　　由于本設(shè)計(jì)中的汽輪機(jī)是高參數(shù)、大容量適用于擔(dān)負(fù)基本負(fù)荷的機(jī)組，故汽輪機(jī)經(jīng)常在額定功率和接近額定功率下運(yùn)行，因此，可選擇確定汽輪機(jī)額定功率與汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)功率相等，即：P=900MW。</p><p>　　2.1.5汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速：</p><p>　　我國(guó)電網(wǎng)調(diào)波為50Hz，發(fā)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為3000rpm，故選取汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為：3000rpm(偏差為±3轉(zhuǎn))。</p&

19、gt;<p>　　綜上所述，該汽輪機(jī)機(jī)組熱力設(shè)計(jì)基本參數(shù)的選取如表1所示：</p><p>　　汽輪機(jī)機(jī)組熱力設(shè)計(jì)基本參數(shù)的選取</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　2.2 全機(jī)熱力過(guò)程線的擬定</p><p>　　具有中間再熱的凝汽式汽輪機(jī)，可以看作由兩部分組成，即蒸汽初始狀態(tài)到

20、再熱器前的高壓部分和再熱器后到排汽壓力的中、低壓部分，如圖1所示：</p><p>　　熱力過(guò)程線擬定過(guò)程中相應(yīng)參數(shù)的估定：</p><p>　　首先初取選取高、中、低壓缸各缸相對(duì)內(nèi)效率為：=86%，=90%，=87%。</p><p>　　圖1 中間再熱機(jī)組勢(shì)力過(guò)程曲線的擬定</p><p>　　圖中線1-2表示高壓缸進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中的節(jié)流過(guò)程，

21、其節(jié)流損失為： =5%=1.195MPa；</p><p>　　線2-3表示高壓部分膨脹過(guò)程，由于在高壓過(guò)熱區(qū)，各級(jí)效率變化不大，所以可近似以直線表示，線3-4表示中間再熱器及再熱冷熱管道中的熱力過(guò)程，此過(guò)程產(chǎn)生的焓降不能在汽輪機(jī)內(nèi)部做功，形成了再熱損失，其值取為：=10%Pr=0.478MPa;</p><p>　　于是中壓缸進(jìn)汽壓力為：= Pr-=4.302MPa;</p>

22、<p>　　線4－5表示蒸汽進(jìn)入中壓缸時(shí)，其中壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的壓力損失為：</p><p>　　=2% Pr=0.0956MPa(因?yàn)橹袎焊椎恼{(diào)節(jié)汽閥只在低負(fù)荷時(shí)才動(dòng)作，平時(shí)則處于全開(kāi)狀態(tài)，故節(jié)流損失較小，所以取為2% Pr。)</p><p>　　線5－6表示中壓缸的膨脹過(guò)程，可用凝汽式汽輪機(jī)擬定熱力過(guò)程線的方法確定。由于蒸汽再熱后的溫度與中壓找的蒸汽排汽二度均比一般中

23、壓式汽輪機(jī)高得多，所以也高些，因此熱力過(guò)程更接近于直線。一般在線5－6的中點(diǎn)處沿等壓線下彎大約7KJ/kg，就可得近似的熱力過(guò)程線。</p><p>　　各項(xiàng)損失及進(jìn)排氣參數(shù)見(jiàn)下表；</p><p>　　汽輪機(jī)蒸汽的近似膨脹過(guò)程曲線（全機(jī)熱力過(guò)程線）見(jiàn)附圖2 進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)及連接管道的各項(xiàng)損失</p><p><b>　　表2<

24、/b></p><p>　　各缸進(jìn)排氣參數(shù)及擬定的效率</p><p><b>　　表3</b></p><p>　　2.3 汽輪機(jī)進(jìn)汽量的初步估算</p><p>　?。?）對(duì)一般的凝汽式汽輪機(jī)，其進(jìn)汽量可按下式估算：</p><p>　?。═/h） </p>

25、<p>　　式中：m——考慮回?zé)岢槠惯M(jìn)汽量增大的系數(shù)，它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、功率有關(guān)，結(jié)合一設(shè)計(jì)機(jī)組的相關(guān)參數(shù)，取m=1.42；</p><p>　　——考慮軸封漏汽、門桿漏汽所需的新汽量，一般≤2%D，這里取為1%D；——全機(jī)理想焓降（kJ/kg）</p><p>　　由H-S圖上查得各個(gè)點(diǎn)的參數(shù)，可得</p><p>　　=3310.5048-

26、2889.772+3528.283-2896.846+2959.9897</p><p>　　-2363.562=2948.674592kJ/kg</p><p>　　——汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率，根據(jù)相關(guān)指標(biāo)取為: =89%</p><p>　　——機(jī)械效率，參照國(guó)內(nèi)同類型機(jī)組，可取為：=99%</p><p>　　——發(fā)電機(jī)效率，參照國(guó)內(nèi)同類型機(jī)

27、組，取：=99%</p><p>　　D0=3.6*900000*1.42/(2948.67*0.89*0.99*0.99)+0.01D0</p><p>　　解得：＝3231.641T/h</p><p><b>　?。?）漏汽量的確定</b></p><p>　　漏汽包括門桿漏汽和軸封漏汽</p>&l

28、t;p>　?、匍T桿漏汽估計(jì)為總進(jìn)汽量的2%；</p><p>　?、谳S封漏汽有兩種情況：一種為最后一片軸封孔口處流速未達(dá)到臨界速度；另一種為出口處以及達(dá)到臨界速度?？筛鶕?jù)相應(yīng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算處漏汽量；總得漏汽量估計(jì)為總進(jìn)汽量得3%；</p><p>　?、鄢槠坑贸槠禂?shù)αi表示,根據(jù)回?zé)嵯到y(tǒng)中的抽汽流量可得各個(gè)段得抽汽系數(shù)</p><p>　?、芨骷?jí)抽氣份

29、額的確定：</p><p>　　根據(jù)熱平衡的計(jì)算：由每段抽出來(lái)的蒸汽量放出的熱量與給水給過(guò)加熱器所吸收的熱量相等列出熱平衡方程，可求得各級(jí)相應(yīng)的抽汽量,并參考同類型機(jī)組確定</p><p>　　2.4 回?zé)嵯到y(tǒng)的擬定</p><p>　　2.4.1高、低加個(gè)數(shù)的確定</p><p>　　給水回?zé)岬慕?jīng)濟(jì)性主要取決于給水的最終溫度和回?zé)峒?jí)數(shù)，給水

30、溫度越高、回?zé)峒?jí)數(shù)越多，循環(huán)熱效率也越高。當(dāng)加熱級(jí)數(shù)一定時(shí)，給水溫度有一最佳值，加熱級(jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高。當(dāng)給水溫度一定時(shí)，隨著回?zé)峒?jí)數(shù)Z的增加，附加冷源熱損失將減小，汽輪機(jī)內(nèi)效率相應(yīng)增高。以做功能力法分析，有限級(jí)數(shù)的回?zé)峒訜?，在回?zé)峒訜崞髦斜匾鹩袦夭畹膿Q熱，從而產(chǎn)生回?zé)徇^(guò)程的及相應(yīng)的附加冷源熱損失。但隨著級(jí)數(shù)Z的增加，減小，不利于影響減弱。工程上級(jí)數(shù)Z增加，汽輪機(jī)抽汽口與回?zé)峒訜崞髟黾訒?huì)使投資增加，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮經(jīng)濟(jì)性提高

31、與投資增加間的合理性，本設(shè)計(jì)選?。夯?zé)嵯到y(tǒng)有8級(jí)非調(diào)整抽汽，分別供給3臺(tái)高壓加熱器、1 臺(tái)除氧器和4臺(tái)低壓加熱器。其中第7、8號(hào)低壓加熱器為單殼體組合式加熱器，布置在凝汽器喉部，各加熱器的疏水逐級(jí)自流，不設(shè)疏水泵。最后一級(jí)高壓加熱器疏水至除氧器，最后一級(jí)低壓加熱器疏水進(jìn)入凝汽器。</p><p>　　機(jī)組回?zé)岢槠褪杷到y(tǒng)如圖2所示：</p><p>　　圖2 回?zé)岢槠褪杷到y(tǒng)</

32、p><p>　　2.4.2關(guān)鍵點(diǎn)參數(shù)的確定</p><p>　　①凝汽器出口壓力和溫度</p><p>　　較大容量汽輪機(jī)的排汽管都設(shè)計(jì)為具有一定的擴(kuò)壓能力，使排汽的余速動(dòng)能最大限度地轉(zhuǎn)化為壓力能，用以補(bǔ)償蒸汽在其中的壓力損失。良好情況下，可使排汽壓力與凝汽器出口壓力接近相等。由于本機(jī)組為900MW機(jī)組，蒸汽流量大，所以本機(jī)組的排汽設(shè)計(jì)為四排汽。凝汽器設(shè)計(jì)為雙殼體，雙背

33、壓、單流程，可在機(jī)組最大出力工況下長(zhǎng)期進(jìn)行。由凝汽器出口壓力查飽和蒸汽熱力性質(zhì)表可得：當(dāng)Pc=0.015kpa時(shí)，Tc=53.997℃</p><p><b>　?、诮o水溫度的確定</b></p><p>　　給水溫度與進(jìn)入汽輪機(jī)的參數(shù)和高壓加熱器的個(gè)數(shù)有關(guān)，由設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力為23.9MPa，參考同類型機(jī)組得：給水溫度為270℃。</p>

34、<p>　?、鄢跗鞒隹诠ぷ鲏毫蜏囟鹊拇_定</p><p>　　由于本機(jī)組設(shè)計(jì)為中間再熱機(jī)組，一般采用高壓式除氧器，設(shè)計(jì)工況下，對(duì)該汽輪機(jī)取為1.159MPa，由此查飽和水和飽和水蒸汽熱力性質(zhì)表，可求得： tcy=183.64℃。</p><p>　　2.4.3蒸汽的P—V圖及T—S圖</p><p>　　圖2 P-V圖及T-S圖</p>

35、<p>　　2.4.4各回?zé)岢槠康某醪酱_定</p><p>　　(1)根據(jù)給水溫度270℃可得H1 高壓加熱器給誰(shuí)出口溫度270℃，且除氧器出口水溫 183.64℃，根據(jù)溫升（等比焓升）分配原則,H1高壓加熱器給水出口溫度tw2=241.214℃。 H2高壓加熱器給水出口溫度tw2= 212.428。用同樣方法選取各低壓加熱器的出口水溫tw2。</p><p&g

36、t;　　(2)各級(jí)加熱器回?zé)岢槠坑?jì)算</p><p>　　因高壓加熱器與低壓加熱器為表面加熱式，除氧器為混合式，以下特以3號(hào)高壓加熱器及除氧器為例作具體說(shuō)明，低壓加壓器給水量需減去高壓加熱器及除氧器的抽氣量，其他類似，可以此類推，計(jì)算從高壓加熱器開(kāi)始，逐級(jí)計(jì)算。</p><p><b>　　① H3高壓加熱器</b></p><p>　　確定

37、各級(jí)加熱器的效率，高加給水量Dfw=3231.641t/h，考慮漏入H3高壓加熱器的那部分軸封漏汽量△D12以及上級(jí)加熱器H3流入本級(jí)加熱器的疏水量△D12，則該級(jí)加熱器的計(jì)算抽汽量為：</p><p><b>　?、诔跗?lt;/b></p><p>　　除氧器為混合式回?zé)崞?，根?jù)熱平衡圖，列除氧器熱平衡方程式和質(zhì)量平衡方程式。</p><p>

38、<b>　　{</b></p><p>　　代入已知數(shù)據(jù)，整理得：</p><p><b>　　除氧器抽汽量</b></p><p>　　說(shuō)明：由于除氧器是混合式加熱器，其加熱效率最高，因此其回?zé)嵯到y(tǒng)在除氧器分配的抽汽量比較大，有利于系統(tǒng)效率的提高。</p><p>　　由此得出相關(guān)參數(shù)如表4<

39、;/p><p>　　汽輪機(jī)額定工況抽汽參數(shù)</p><p><b>　　表4</b></p><p>　?。?）熱力系統(tǒng)平衡圖的繪制（見(jiàn)附圖1）</p><p>　　2.5 設(shè)計(jì)工況下調(diào)節(jié)級(jí)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.5.1 調(diào)節(jié)級(jí)型式及焓降的選擇</p><p>&l

40、t;b>　?。?）調(diào)節(jié)級(jí)的選型</b></p><p>　　調(diào)節(jié)級(jí)有單列和雙列之分，這取決于經(jīng)濟(jì)功率下調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降的大小。由于本設(shè)計(jì)機(jī)組屬高參數(shù)、大容量類，并在是電網(wǎng)中承擔(dān)基本負(fù)荷的汽輪機(jī)，要求有盡量好的經(jīng)濟(jì)性，這種汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或容積流量很大，經(jīng)由前軸填充的漏汽量通常不超過(guò)總進(jìn)汽量的1%，且前幾個(gè)壓力級(jí)的葉片容易設(shè)計(jì)成具有較大的高度，在這種情況下，采用單列調(diào)節(jié)級(jí)是合理的。國(guó)產(chǎn)中間再熱機(jī)組的調(diào)

41、節(jié)級(jí)均為單列，設(shè)計(jì)工況下的理想焓降也都不超過(guò)100kJ/kg,雖然機(jī)組的結(jié)構(gòu)有所復(fù)雜，成本有所提高，但由于經(jīng)濟(jì)性提高了，它的全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還是比較合理的。</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)級(jí)焓降的選擇</p><p>　　目前，國(guó)產(chǎn)大功率汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)（單列）的理想熱降約為：70~100 kJ/kg，據(jù)此，本設(shè)計(jì)中采用單列調(diào)節(jié)級(jí)，經(jīng)濟(jì)功率下的調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降取為：85 kJ/kg。</

42、p><p>　　參照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表3-5 國(guó)產(chǎn)機(jī)組單列調(diào)節(jié)級(jí)的主要參數(shù)，并做適當(dāng)修正改進(jìn)得本設(shè)計(jì)的相關(guān)主要參數(shù)如表5所示。</p><p>　　調(diào)節(jié)級(jí)主要參數(shù)的選取</p><p><b>　　表5</b></p><p>　　2.5.2 速比、平均直徑的確定</p><p>　　先取適當(dāng)?shù)乃俣缺戎?/p>

43、，以保證調(diào)節(jié)級(jí)的效率。由于調(diào)節(jié)級(jí)都為部分進(jìn)汽，所以其最佳速度比要比全周進(jìn)汽的小，一般在額定工況下，單列級(jí)=0.4~0.45，或者更小。本設(shè)計(jì)中取小值，即：=0.4。</p><p>　　平均直徑：調(diào)節(jié)級(jí)的平均直徑選取范圍為：對(duì)于高壓及超高壓以上機(jī)組（整體轉(zhuǎn)子），=900~1100mm，這時(shí)因?yàn)檎w轉(zhuǎn)子的能段走私受到限制，目前國(guó)內(nèi)一般不能大于1100mm，對(duì)于單列調(diào)節(jié)級(jí)為了使調(diào)節(jié)級(jí)的焓降較大可取直徑的上限值。本設(shè)計(jì)

44、中取=1100mm</p><p>　　2.5.3 反動(dòng)度的確定</p><p>　　由于調(diào)節(jié)級(jí)為部分進(jìn)汽，其反動(dòng)度要比全周進(jìn)汽的級(jí)小，故對(duì)于單列調(diào)節(jié)級(jí)反動(dòng)度取為：=0.05。</p><p>　　2.5.4 最佳部分進(jìn)汽度的確定</p><p>　　由可見(jiàn)，在其他參數(shù)不變的條件下，葉高與部分進(jìn)汽度e成反比。葉高越小，葉高損失越大，但部分進(jìn)汽

45、損失越小。部分進(jìn)汽損失又可分為兩種:一種為鼓風(fēng)損失,另一種為斥汽損失。部分進(jìn)汽度e越小，則鼓風(fēng)損失和斥汽損失越大，從而部分抵消了由于葉高增大而提高的效率，為了使調(diào)節(jié)級(jí)獲得較高的效率，確定調(diào)節(jié)級(jí)的葉高和部分進(jìn)汽度時(shí)須使與之和為最小。</p><p><b>　　于是：令，</b></p><p>　　其中，——葉高損失，——部分進(jìn)汽損失，包括兩部分即：，——鼓風(fēng)損失，—

46、—斥汽損失。</p><p><b>　　因此有： （*）</b></p><p>　　其中： —試驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于單列級(jí)=9.9；</p><p>　　—與級(jí)的類型有關(guān)的系數(shù)，對(duì)單列級(jí)=0.1；</p><p>　　—噴嘴組數(shù)，取為4；</p><p>　　—與級(jí)的類型有關(guān)的系數(shù)，取=0.012

47、；</p><p>　　—為有護(hù)套的弧段長(zhǎng)度占整個(gè)圓周長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)，由于實(shí)際情況很少裝有護(hù)套，故取=0。</p><p>　　將（*）式化為純e的函數(shù)，求一階導(dǎo)數(shù)，并令其一階導(dǎo)數(shù)等于零，可求得函數(shù)的最小值，即為最佳部分進(jìn)汽度，從而得。</p><p>　　由以上分析計(jì)算可得＝0.95。</p><p>　　2.5.5 葉型的選擇</p&

48、gt;<p>　　當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)采用單列級(jí)時(shí)，其工作馬赫數(shù)大多在亞音速范圍內(nèi)，一般選用亞音速葉柵。單列級(jí)即使汽流出口速度為超音速，但由于超音速葉柵的變工況特性較差，加工復(fù)雜，且亞音速葉柵可利用斜切部分膨脹得到超音速汽流。綜全考慮各種因素，本設(shè)計(jì)中選用亞音速噴嘴葉柵，其型號(hào)為：TC-1A，有關(guān)參數(shù)為相對(duì)節(jié)距為0.74~0.90，進(jìn)汽角=70°~100°，出汽角=10°~14°；動(dòng)葉柵選用型號(hào)

49、TP-1A，有關(guān)參數(shù)為：進(jìn)汽角=18°~23°，出口角=16°~19°，相對(duì)節(jié)距=0.60~0.70。</p><p><b>　　汽流出口角和的選擇</b></p><p>　　噴嘴和動(dòng)葉的汽流出口角和的大小對(duì)級(jí)的通流能力、作功能力及級(jí)效率都有直接影響。在高壓級(jí)中，由于級(jí)的容積流量一般較小，為了減小端部損失，不應(yīng)使葉片高度太小

50、，往往選取出口角較小的葉型，通常取=11°~14°；在汽輪機(jī)的中低壓部分容積流量較大，為了減緩葉片高度的急劇增大，往往選擇出口角較大的葉型，通常取=13°~17°，但考慮到便于制造和維修，同一級(jí)段中選取相同的葉型。</p><p><b>　　葉片數(shù)和葉片高度</b></p><p>　　根據(jù)噴嘴葉型TC-1A，并根據(jù)安裝角，可

51、根據(jù)葉柵氣動(dòng)特性曲線查得相對(duì)節(jié)距=0.868mm；由于級(jí)的平均直徑=1050mm。所以片數(shù),其中：。同理，動(dòng)葉則根據(jù)動(dòng)葉葉型TP-1A，動(dòng)葉片數(shù)也是用式計(jì)算。</p><p>　　2.5.6 調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)計(jì)算</p><p>　　（1）級(jí)的等熵滯止焓降</p><p>　　根據(jù)進(jìn)口參數(shù)和，查焓熵圖，而且由于調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)口汽流速度很小，所以近似地認(rèn)為,h*=h0= 331

52、0.505(kJ/kg)</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽量Gn</p><p>　　Gn=(1-0.01)D0=3199.325t/h</p><p>　　其中0.01就是前面估算的總的漏汽量；</p><p>　?。?）噴嘴等熵出口參數(shù)、、。</p><p>　　首先由求出噴嘴等熵出口焓值，H1t=H0-ΔHn

53、=3310.505-(1-0.05)*85=3229.755(kJ/kg),由圖，從進(jìn)口狀態(tài)p0,h0等熵膨脹到，查得等熵出口比容=0. 01601 (m3/kg),出口壓力=18.29Mpa.</p><p>　　(4) 噴嘴出口角α1</p><p>　　根據(jù)噴嘴葉型表選擇TC-1A噴嘴 ，出汽角α1=12°</p><p><b>　　(5

54、).噴嘴損失</b></p><p>　　=4.772(kJ/kg)</p><p>　　(6) 噴嘴實(shí)際出口焓</p><p>　　＝－ =3224.983(kJ/kg)</p><p>　　(7) 動(dòng)葉等熵出口參數(shù),</p><p>　?。?225.505(kJ/kg) </p><

55、;p>　　查得＝0.01619m3/kg</p><p>　　(8) 動(dòng)葉速度系數(shù)ψ和動(dòng)葉流量系數(shù)</p><p>　　參考汽輪機(jī)教科書可得：ψ =0.927， =0.938</p><p><b>　?。?）噴嘴高度</b></p><p>　?。?5.26(mm) 取＝56（mm）</p>

56、<p>　　由，：=0.004m, = 0.002m；參考葉高與蓋度之間的關(guān)系所示：</p><p>　　葉高與蓋度之間的關(guān)系（mm）</p><p><b>　　表6</b></p><p>　　(10).噴嘴出口汽流速度</p><p>　　=401.871 (m/s)</p><

57、;p>　　=φ×=389.814m/s</p><p>　　(11).噴嘴出口面積</p><p>　　=377.213()</p><p>　　(12).部分進(jìn)汽度</p><p><b>　　令</b></p><p>　　使其一階導(dǎo)數(shù)為零，即求y的極值，得到0.95<

58、/p><p><b>　　(13).動(dòng)葉高度</b></p><p><b>　　=64（mm）</b></p><p>　　(14)求動(dòng)葉進(jìn)口汽流相對(duì)速度和進(jìn)汽角β1</p><p>　　u=nπdm/60=172.788m/s</p><p>　　＝223.68 m/s&l

59、t;/p><p><b>　?。?1.24°</b></p><p>　　(15)動(dòng)葉理想比焓降和動(dòng)葉滯止理想比焓降 </p><p>　　=4.25(kJ/kg)</p><p>　　29.266(kJ/kg)</p><p>　　(16)動(dòng)葉出口汽流相對(duì)速度</p><

60、;p>　　=223.700 (m/s)</p><p>　　=207.37 (m/s) （其中ψ由Ωm和w2t 查ψ圖得到）</p><p><b>　　(17)動(dòng)葉損失</b></p><p>　　=3.520 (kJ/kg)</p><p>　　(18)動(dòng)葉出口面積 </p><p&

61、gt;<b>　?。?94.26 </b></p><p>　　因未靠考慮葉頂漏氣,故Gb=Gn</p><p>　　(19)動(dòng)葉出口汽流角</p><p>　　β2約比β1小3°~6°，選＝17°</p><p>　　根據(jù)β1和β2和動(dòng)葉葉型表選取動(dòng)葉葉型為TP-1A型</p>

62、<p>　　(20)動(dòng)葉出口汽流絕對(duì)速度和出汽角α2</p><p>　　＝65.781 m/s</p><p><b>　?。?7.17°</b></p><p><b>　　(21)余速損失</b></p><p>　　＝2.164(kJ/kg)</p>&

63、lt;p>　　(22)輪周有效比焓降</p><p>　?。?4.544 (kJ/kg)</p><p>　　(23)級(jí)消耗的理想能量</p><p>　?。?2.836 kJ/kg </p><p>　　其中μ1為余速利用系數(shù)，這里取1</p><p><b>　?。?4)葉高損失</b>

64、;</p><p>　?。?.130 kJ/kg</p><p>　　a取1.6，這時(shí)不需對(duì)扇形損失作另外的計(jì)算</p><p>　　( 25)葉輪摩擦損</p><p>　?。?.466 kJ/kg</p><p>　　Gb取為與Gn相等，忽略漏汽</p><p>　　( 26)部分進(jìn)汽損失&

65、lt;/p><p>　?。?.315kJ/kg</p><p>　　式中，由于一般不使用護(hù)罩，故eh=0，Ce取0.012，Be取0.15，噴嘴組數(shù)Sn取為4</p><p>　　(27)隔板汽封漏汽損失和葉頂漏汽損失</p><p>　?。?.39kJ/kg</p><p>　　ΔGp為隔板漏汽量，Gn為通過(guò)本級(jí)的蒸汽流

66、量</p><p>　?。?.41 kJ/kg </p><p>　　(28)不包括漏汽損失時(shí)的級(jí)的有效比焓降 </p><p>　?。?0.633 kJ/kg</p><p>　　(29)級(jí)的有效比焓降Δhi</p><p>　　Δhi=--＝69.833kJ/kg</p><p>　　(30

67、)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率</p><p><b>　?。?.843 </b></p><p><b>　　(31)級(jí)的內(nèi)功率</b></p><p>　?。?2060.68 kW</p><p>　?。?2）計(jì)算詳細(xì)結(jié)果列表于調(diào)節(jié)級(jí)熱力計(jì)算匯總表7</p><p>　　(33) 調(diào)節(jié)

68、級(jí)速度三角形的繪制（見(jiàn)附圖2）</p><p><b>　　調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)計(jì)算</b></p><p><b>　　表7</b></p><p>　　3.非調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算</p><p>　　影響汽輪機(jī)機(jī)組效率的主要因素之一是流過(guò)該級(jí)的蒸汽容積流量的大小。而按這個(gè)大小可以將其分成三個(gè)不同的級(jí)段：高壓

69、段，中壓段，低壓段；但是實(shí)際中，根據(jù)機(jī)組容量的大小這三個(gè)段可以同時(shí)出現(xiàn)，也有可能只出現(xiàn)其中的一部分。而且這三段的界線也不是絕對(duì)明顯的。</p><p>　　在熱力設(shè)計(jì)中，通流部分的通常采用以下三種流通部分形狀，由于本設(shè)計(jì)機(jī)組是基本負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組，要求的經(jīng)濟(jì)性，基于以上特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)機(jī)組采用（b）圖所示的通流部分形狀</p><p>　?。╝) (b)

70、 (c)</p><p>　　3.1非調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)數(shù)的確定</p><p>　　3.1.1全機(jī)第一非調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑和全機(jī)末級(jí)平均直徑的確定</p><p>　?、偻鞑糠指骷?jí)直徑的選擇還要考慮使整個(gè)通流部分平滑變化，以便利用余速，使機(jī)組有較高的效率。其中第一非調(diào)節(jié)級(jí)直徑的大小對(duì)通流部分的成型影響較大，由于調(diào)節(jié)級(jí)是部分進(jìn)汽，與第一

71、非調(diào)節(jié)級(jí)不同，因此這兩級(jí)的只不能相等，否則就不能保證第一非調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽均勻，一般這兩個(gè)直徑之差不小于50—100mm。由于調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑已確定，這里選取=980mm。</p><p>　?、谀┘?jí)動(dòng)葉出口的連續(xù)方程，適當(dāng)變化后，得：</p><p><b>　?。?357mm</b></p><p>　　期望取90度，為全機(jī)總焓降1648.6KJ/

72、Kg.</p><p>　　----余速損失系數(shù)。一般在0.015---0.03之間，這里取=0.024</p><p>　　----排汽比容，在擬訂的熱力過(guò)程線上求得：=9.36</p><p>　　----徑角比，根據(jù)機(jī)組容量大小選擇，取=2.42</p><p>　　---末級(jí)蒸汽流量是新蒸汽量扣除各級(jí)回?zé)岢槠靠偤秃蟮臄?shù)值，=578.

73、29Kg/s</p><p>　　根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)擬訂各關(guān)鍵級(jí)平均直徑：</p><p>　　汽輪機(jī)各關(guān)鍵級(jí)平均直徑的擬定</p><p><b>　　表8</b></p><p>　　3.1.2各缸非調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)數(shù)的確定</p><p>　?。?）汽輪機(jī)非調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)數(shù)的確定</p>&

74、lt;p>　　汽輪機(jī)非調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)數(shù)的確定，可以采用圖解法。要確定非調(diào)節(jié)級(jí)通流部分平均直徑的變化規(guī)律。具體的做法就是在坐標(biāo)紙上，橫坐標(biāo)BD表示本汽缸第一級(jí)和最后一級(jí)之間的中心距離，BD的長(zhǎng)度可以任意選擇，一般可以取25cm左右；縱坐標(biāo)以AB表示本汽缸第一級(jí)的平均直徑，CD表示本汽缸最后一級(jí)平均直徑；用一條逐漸上升的光滑曲線把A，C兩點(diǎn)連接起來(lái)，該曲線就表示本汽缸各級(jí)平均直徑的變化規(guī)律。</p><p>　　a.

75、中壓缸級(jí)數(shù)的確定：</p><p>　?、褡銎骄睆阶兓?guī)律圖級(jí)數(shù)（m+2=8）</p><p>　　該過(guò)程本人在坐標(biāo)紙上完成</p><p>　　中壓壓缸各級(jí)平均直徑的擬定</p><p><b>　　表9</b></p><p>　?、蚯蟾鞲赘骷?jí)的平均直徑</p><p&g

76、t;<b>　　1242.17mm</b></p><p>　?、?本汽缸各級(jí)的平均焓降的確定</p><p>　　級(jí)的理想焓降可用下式確定：</p><p>　　對(duì)于n=3000r/min的汽輪機(jī)，上式可化為</p><p><b>　　=0.54</b></p><p>

77、　　=63.14KJ/Kg</p><p><b>　　Ⅳ各汽缸的級(jí)數(shù)</b></p><p><b>　　壓缸級(jí)數(shù)的確定</b></p><p>　　9（級(jí)） </p><p>　?、谥袎焊准?jí)數(shù)的確定（同低壓缸計(jì)算方法一樣）</p><p

78、>　　(2)在求到Z后，將BD線分為Z-1等份，在原假定的汽管平均直徑變化直線AC上，讀出每級(jí)的平均直徑和速比，以直徑和速比為準(zhǔn)，分配焓降。并對(duì)焓降進(jìn)行修正。</p><p>　　按低壓缸非調(diào)節(jié)級(jí)的焓降分配。按上述作法，將重新量得的數(shù)據(jù)列于表10當(dāng)中:</p><p>　　低壓缸各級(jí)平均直徑的修正</p><p><b>　　表10</b>

79、;</p><p>　　根據(jù)以上公式帶入數(shù)據(jù)得</p><p>　　根據(jù)以上求出的中壓缸及綜合高低壓缸的數(shù)據(jù)相關(guān)參數(shù)對(duì)低壓缸進(jìn)行焓降及相關(guān)參數(shù)的分配如表11：</p><p>　　低壓缸各級(jí)焓降及平均直徑分配表</p><p><b>　　表11</b></p><p>　　用以上做法可得到高壓缸

80、及低壓缸的級(jí)數(shù)，各級(jí)焓降及反動(dòng)度，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表：</p><p>　　高壓缸各級(jí)焓降及平均直徑分配表</p><p><b>　　表12</b></p><p>　　表 中壓缸各級(jí)焓降及平均直徑分配表</p><p><b>　　表13</b></p><p>　　3.2

81、 中壓缸非調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)計(jì)算</p><p>　　中壓缸第一級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算如下Excel表格所示：（各級(jí)的速度三角形見(jiàn)附圖5）</p><p>　　中壓缸非調(diào)節(jié)級(jí)熱力計(jì)算</p><p>　　中壓缸其他非調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算與調(diào)節(jié)級(jí)計(jì)算類似，詳細(xì)計(jì)算結(jié)果如附表2所示。</p><p>　　4 全機(jī)及各缸內(nèi)功率內(nèi)效率的計(jì)算</p>&

82、lt;p>　　4.1 低壓缸內(nèi)功率及內(nèi)效率及內(nèi)效率計(jì)算</p><p>　?。?）中壓缸的總功率：388731.5149( kw)</p><p>　　(2) 中壓缸的相對(duì)內(nèi)效率：＝0.8874</p><p>　　4.2 全機(jī)內(nèi)功率及內(nèi)效率</p><p>　　參照其他同學(xué)高、低壓缸的功率可估算本機(jī)組全機(jī)總功率如下:</p>

83、;<p>　　全機(jī)總功率：213820.4273+62060.68+388731.5149+283974.8</p><p>　　910587.43(kw)</p><p>　　全機(jī)內(nèi)效率的計(jì)算：=0.8934</p><p><b>　　5 汽封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)，主要是在

84、隔板和主軸的間隙處，以及動(dòng)葉頂部與汽缸（或隔板套）的間隙處存在漏汽。此外，在汽輪機(jī)的高壓段或高壓缸的兩端，在主軸穿出汽缸處，蒸汽也會(huì)向外泄露，這些都將使汽輪機(jī)的效率降低，并增大凝結(jié)水損失。在汽輪機(jī)的低壓端，因?yàn)槠變?nèi)的壓力低于大氣壓力，在主軸穿出汽缸處，會(huì)有空氣漏入汽缸，使機(jī)組真空惡化，并增大抽汽器的負(fù)荷。</p><p>　　汽封按其安裝位置的不同，可分為通流部分汽封、隔板汽封、軸端汽封。汽封的結(jié)構(gòu)型式有曲徑式

85、、碳精式和水封式等。現(xiàn)代汽輪機(jī)均采用曲徑汽封，或稱迷宮汽封，其結(jié)構(gòu)型式有梳齒形、J形、樅樹(shù)形。</p><p>　　基于本機(jī)是帶基本負(fù)荷運(yùn)行的，主要考慮的經(jīng)濟(jì)性；本著這樣的思想，在該設(shè)計(jì)中使用布萊登汽封。它的優(yōu)點(diǎn)主要有：</p><p>　?。?）減小了汽封環(huán)后背弧在槽道內(nèi)的軸向?qū)挾?，減輕了汽封環(huán)的銹死危害；</p><p>　　（2）汽封環(huán)進(jìn)汽側(cè)中心部分加工有進(jìn)汽

86、槽，使蒸汽直達(dá)汽封環(huán)后背?。?lt;/p><p>　?。?）在汽封塊端部加工了彈簧孔；</p><p>　　（4）取消了傳統(tǒng)背撐彈簧式汽封后背弧的彈簧壓片。</p><p>　　由此可見(jiàn)，該汽封對(duì)于提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益是非常有用的。</p><p><b>　　5.1通流部分汽封</b></p><p>

87、;　　在汽輪機(jī)的通流部分，由于動(dòng)葉頂部與汽缸壁面之間存在著間隙，動(dòng)葉柵根部和隔板壁面之間也存在著間隙，而動(dòng)葉兩側(cè)又具有一定的壓差，因此在動(dòng)葉頂部和根部必然會(huì)有蒸汽的泄露，為減少蒸汽的漏汽損失，裝有通流部分汽封。</p><p>　　通流部分汽封包括動(dòng)葉圍帶處的徑向、軸向汽封和動(dòng)葉根部處的軸向汽封。為減少葉片上部和下部的漏汽，需將動(dòng)靜葉間軸向間隙減小，但間隙過(guò)小，不能適應(yīng)較大的相對(duì)膨脹，為此沖動(dòng)式汽輪機(jī)隔板因前后壓

88、差大，軸向間隙需設(shè)計(jì)小些，其圍帶汽封徑向間隙一般設(shè)計(jì)為1.0mm左右，圍帶汽封和動(dòng)葉根部處汽封的軸向間隙達(dá)6.0mm左右</p><p><b>　　5.2軸端汽封</b></p><p>　　為了提高汽輪機(jī)的效率，應(yīng)盡量防止或減少漏汽現(xiàn)象。為此，在轉(zhuǎn)子穿過(guò)汽封兩端處都裝有汽封，這種汽封稱為軸端汽封，簡(jiǎn)稱軸封。本機(jī)組軸封采用梳齒形曲徑式軸封。高壓軸封是用來(lái)防止蒸汽漏出

89、汽缸，而低壓軸封是用來(lái)防止空氣漏入汽缸。級(jí)的軸向和徑向間隙如表15所示：</p><p>　　級(jí)的軸向和徑向間隙（mm）</p><p><b>　　表15</b></p><p>　　5.2.1高壓缸軸封</p><p>　　本機(jī)高壓缸軸封由軸封體、汽封環(huán)和轉(zhuǎn)子上面的凸臺(tái)三部分組成。后軸封有三個(gè)軸封體，最外側(cè)的軸封體是

90、用螺栓輻向固定在外缸的外端面上，中間的軸封體與外缸制成一體，軸封體內(nèi)裝有3圏汽封環(huán)。內(nèi)側(cè)的軸封體與內(nèi)缸制成一體，軸封體內(nèi)裝有4圏汽封環(huán)。前軸封設(shè)有二個(gè)軸封體，外軸封體用螺栓輻向固定在外缸的外端面上，內(nèi)軸封體利用外圓上的環(huán)形凹槽跨裝在外缸的凸緣上。</p><p>　　5.2.2中壓缸軸封</p><p>　　中壓缸兩端的軸封對(duì)稱布置，結(jié)構(gòu)相同。中壓缸軸封設(shè)有2個(gè)軸封體，外軸封體是用螺栓輻向

91、固定在外缸的端面上，內(nèi)軸封體嵌入外缸的軸封槽內(nèi)。中壓缸軸封 高低齒形式，在內(nèi)軸封體上裝有4圈汽封環(huán)。</p><p>　　5.2.3低壓缸軸封</p><p>　　低壓缸兩端的軸封也是對(duì)稱布置，結(jié)構(gòu)相同。與高、中壓缸軸封不同的是低壓缸軸封的汽封環(huán)為斜平齒形式，所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子部位為光軸，沒(méi)有凸臺(tái)，適合相對(duì)脹差較大的低壓缸軸封。</p><p><b>　　5.

92、3軸封系統(tǒng)</b></p><p>　　參照已有機(jī)組擬定出的軸封系統(tǒng)圖，由于高壓缸前端軸封漏汽壓力，溫度較高，為減少軸封漏汽損失，采用5段4腔室；相應(yīng)中、低壓缸后段軸封采用4段3腔室。兩個(gè)汽封殼體之間，將漏出的一部分蒸氣通過(guò)氣缸上特制的孔抽出，通往相應(yīng)壓力的低壓加熱器以加熱主凝結(jié)水，回收部分漏汽損失。</p><p><b>　　6 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b>

93、</p><p>　　6.1 汽輪機(jī)進(jìn)汽部分</p><p>　　汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分是指從進(jìn)汽閥門到時(shí)汽缸內(nèi)的噴嘴蒸汽室這一段，它包括調(diào)節(jié)汽閥蒸汽室、閥門、導(dǎo)汽管等。該機(jī)組主蒸汽經(jīng)位于汽輪機(jī)運(yùn)行層下部的2個(gè)主汽閥和4個(gè)調(diào)節(jié)汽閥，由4根高壓導(dǎo)汽管從高、中壓缸的高壓部分上下各2根進(jìn)入高壓缸。2個(gè)主汽閥的出口和4個(gè)調(diào)節(jié)汽閥的進(jìn)口對(duì)接焊成一體，4個(gè)調(diào)節(jié)汽閥合用一個(gè)殼體。這些閥門由吊架支撐，布置于汽輪

94、機(jī)1號(hào)軸承箱前下方的運(yùn)行層之下。</p><p>　　6.1.1汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽部分</p><p>　　6.1.1．1高壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥</p><p>　　該機(jī)組高壓主汽閥采用單座球形閥。其中一個(gè)主汽閥的主閥碟上鉆有通孔，閥桿端部從孔中穿過(guò)，預(yù)啟閥置于閥桿的端部，并采用螺紋、定位銷與閥桿連成一體。主閥碟下游的閥座成擴(kuò)展形狀，作為主閥碟下游的擴(kuò)壓段。高壓主汽閥的閥

95、碟上下游處均設(shè)有疏水孔，還設(shè)有閥桿漏汽孔。主汽閥進(jìn)汽短管內(nèi)，沿短管中心線縱向設(shè)有垂直于水平面的導(dǎo)流筋板。本機(jī)設(shè)有四個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥。四個(gè)調(diào)節(jié)汽閥合裝在一個(gè)殼體中并與兩個(gè)高壓主汽閥焊接在一起，各調(diào)節(jié)汽閥的出口通過(guò)導(dǎo)管分別與高壓缸的四個(gè)噴嘴蒸汽室相連接。四個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥都設(shè)有預(yù)啟閥，用以減小提升力和啟動(dòng)時(shí)控制速度。閥座材料為30CrMoTv，閥門材料1Cr11MoV。</p><p>　　6.1.1.2導(dǎo)汽管和噴嘴室&

96、lt;/p><p>　　導(dǎo)汽管和噴嘴室是把從調(diào)節(jié)閥來(lái)的蒸汽送進(jìn)汽輪機(jī)的部件。要求它們?cè)诟邷貤l件下能夠安全地承受工作壓力，非汽流通道處有良好的密封性;導(dǎo)汽管與噴嘴室連接處能夠自由地相對(duì)膨脹，噴嘴室與汽缸的配合既要良好對(duì)中，又能自由地相對(duì)膨脹。</p><p>　　該機(jī)組的4根進(jìn)汽短管及4個(gè)噴嘴室以汽缸中心為對(duì)稱中心，對(duì)稱地布置于高壓缸的上、下半。導(dǎo)汽管的進(jìn)汽端以焊接的結(jié)構(gòu)形式與調(diào)節(jié)閥出汽口相連接

97、，出汽端鐘罩形式外層管采用法蘭螺栓的結(jié)構(gòu)形式與高壓外缸相連接，出汽端內(nèi)層管與噴嘴室則用直接插入式，并用活塞環(huán)式的密封圈予以密封。帶彈性密封環(huán)的直接插入連接方式，即能達(dá)到密封目的，又能保證短管與噴嘴室的對(duì)中和自由膨脹。調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴分為4個(gè)噴嘴組，每個(gè)噴嘴室一個(gè)噴嘴組，每個(gè)噴嘴級(jí)有15個(gè)噴嘴，4個(gè)噴嘴組沿圓周方向整圈布置，焊接在噴嘴室出口側(cè)的圓周上。導(dǎo)汽管的材料為10CrMo910，噴嘴室的材料為ZG20CrMo1V。</p>

98、<p>　　6.1.2汽輪機(jī)中壓進(jìn)汽部分</p><p>　　4.1.2．1中壓聯(lián)合汽門</p><p>　　中壓主汽閥與中壓調(diào)節(jié)汽閥組合成一體就稱為中壓聯(lián)合汽門。</p><p>　　中壓主汽閥屬保護(hù)裝置，它不參與負(fù)荷調(diào)節(jié)，其閥門位置只有全開(kāi)和全關(guān)兩個(gè)位置。該機(jī)組中壓聯(lián)合汽門為立式結(jié)構(gòu)，上部為中壓調(diào)節(jié)汽閥，下部為中壓主汽閥，兩閥合用一個(gè)殼體和同一腔室、同

99、一閥座，而且兩者的碟呈上、下串聯(lián)布置。中壓調(diào)節(jié)汽閥的主閥芯呈鐘罩形，其中央開(kāi)有通孔，通孔上部即為預(yù)啟閥的閥座，腔室內(nèi)設(shè)有蒸汽濾網(wǎng)。中壓主汽閥為單座球形閥，其閥芯位于調(diào)節(jié)汽閥閥芯的內(nèi)部，且上下移動(dòng)時(shí)不受鐘罩式結(jié)構(gòu)的限制，為了減小開(kāi)啟時(shí)的提升力，亦設(shè)有預(yù)啟閥?；申P(guān)閉，4個(gè)閥上均沒(méi)有預(yù)啟閥。閥桿套向與閥殼的連接采用自密封結(jié)構(gòu)形式。閥村套筒上開(kāi)有漏汽子，主汽閥后的閥殼上還開(kāi)有疏水孔。閥座材料為2G15Cr2Mo1,閥桿材料為1Cr11Mo2.&

100、lt;/p><p><b>　　6.2高中壓汽管</b></p><p>　　高中壓外缸中部上、下、左、右共有4只高壓進(jìn)汽管和4只中壓進(jìn)汽管，分別通過(guò)彈性法蘭固定在外缸上，高壓進(jìn)汽管內(nèi)套管通過(guò)活塞環(huán)與內(nèi)缸相連接，彈性法蘭與內(nèi)套管間有遮熱筒，可以降低內(nèi)套管內(nèi)外溫差，減小對(duì)彈性法蘭的熱輻射，上部進(jìn)汽管有疏水管接口，這樣的結(jié)構(gòu)能吸收內(nèi)、外缸及噴嘴室間的脹差。</p>

101、<p><b>　　6.3汽缸</b></p><p>　　6.3.1 結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　該機(jī)組采用高中壓合缸結(jié)構(gòu)，由一個(gè)高、中壓合缸和二個(gè)雙流程低壓缸構(gòu)成。汽缸分為上、下兩半，轉(zhuǎn)子從其縱向中心貫穿而過(guò)。為使汽缸能夠承受蒸汽壓力，而且中分面處不發(fā)生泄漏，汽缸上、下半缸</p><p>　　6.3.1.1 高、中壓缸結(jié)構(gòu)

102、與支承</p><p>　　高、中壓缸均采用雙層汽缸,由內(nèi)缸和外缸組成。內(nèi)外缸均為合金鋼鑄造而成，由水平中分面分開(kāi)，形成上、下缸，內(nèi)缸在外缸的水平中分面上。高壓外缸均由前后共四個(gè)貓爪支撐在前軸承箱上，貓爪由下缸一起鑄出，位于下缸的上部，這樣使支承點(diǎn)保持在水平中心線上。中壓缸內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出來(lái)的一外凸臺(tái)和在內(nèi)缸上的一個(gè)環(huán)形槽相互配合，保持內(nèi)缸的位置。中壓外缸也以前后兩對(duì)貓爪分別支撐在

103、中軸承箱和1號(hào)低壓缸的前軸承箱上。中壓缸的導(dǎo)流環(huán)將進(jìn)汽分開(kāi)兩股，分別流向中壓缸的兩邊做功，導(dǎo)流環(huán)在水平中分面支撐在內(nèi)缸上，其軸向是采用頂部和底部的定位銷保持正確的位置。內(nèi)缸材料為ZG20CrMo1V,外缸材料為ZG15Cr2Mo鑄件。</p><p>　　6.3.1.2低壓缸的結(jié)構(gòu)與支承</p><p>　　低壓缸為反向分流式，每個(gè)低壓缸由一個(gè)外缸和兩個(gè)內(nèi)缸組成，全部由板件焊接而成。汽缸的

104、上半和下半均在垂直方向被分為三部分，但在安裝時(shí)，上缸垂直結(jié)合面己用螺栓連成一體，因此汽缸上半可作為一個(gè)零件吊起。低壓外面由裙 式臺(tái)板支撐，此臺(tái)板與汽缸下半制成一體，并沿汽缸下半向兩端延伸。低壓缸支撐在外缸上。</p><p>　　本機(jī)組由于排汽容積流量大，為減小末級(jí)排汽損失，采用了四排汽口，也就是采用了兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同所謂反向分流式低壓缸。運(yùn)行中，由連接管來(lái)的蒸汽從汽缸中部進(jìn)入，然后分左、右兩路進(jìn)入低壓缸做功，從

105、兩端排汽口排出，每個(gè)低壓缸的兩個(gè)排汽口最后匯合成一個(gè)排汽通道，與一個(gè)凝汽器相連。內(nèi)缸材料為ZG20CrMo1V,外缸材料為ZG15Cr2Mo鑄件。</p><p>　　材料性能如表16示：</p><p>　　ZG20CrMo1V、ZG15Cr2Mo材料性能</p><p><b>　　表16</b></p><p>　

106、　6.3.2 隔板和隔板套</p><p>　　隔板根據(jù)工作溫度和作用在隔板兩側(cè)的蒸汽壓差來(lái)決定的，可分為焊接隔板和鑄造隔板。高壓級(jí)和部分中低壓級(jí)工作溫度均為350℃以上，為適應(yīng)高溫工作條件，這部分隔板都采用焊接結(jié)構(gòu)，焊接隔板具有較高的強(qiáng)度和剛性，較好的氣密性，易制造。靜葉片采用高效分流葉柵。靜葉流動(dòng)損失小，有利于提高級(jí)組熱效率。中低壓部分溫度低于350℃的級(jí)，采用鑄造隔板。鑄造隔板加工容易，方便拆裝，簡(jiǎn)化汽缸形

107、狀。</p><p>　　在本機(jī)中還采用了隔板套結(jié)構(gòu)，即把相鄰的幾級(jí)隔板裝在隔板套內(nèi)，再將隔板套裝在汽缸中。隔板套的采用可以簡(jiǎn)化汽缸結(jié)構(gòu)，便于抽汽口的布置，使汽缸軸向尺寸減小。上隔板套和下隔板套之間采用螺栓連接，為保證隔板套的熱膨脹，它與汽缸凹槽之間應(yīng)留有一定的間隙。隔板在隔板套內(nèi)的支撐與定位和隔板在汽缸內(nèi)的支撐與定位一樣，采用懸掛銷和鍵支撐定位或Z型懸掛銷支撐定位。</p><p>&l

108、t;b>　　6.4滑銷系統(tǒng)</b></p><p>　　為了保證汽輪機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)過(guò)程中，汽缸、轉(zhuǎn)子等部件能按設(shè)計(jì)要求定位和對(duì)中，保證其膨脹（收縮）不受阻礙，汽輪機(jī)組配置了一套滑銷系統(tǒng)。</p><p>　　該機(jī)組的滑銷系統(tǒng)共設(shè)有三個(gè)固定點(diǎn)，分別位于低壓缸（A）、(B)排汽口和3呈軸承箱底部的中心線上。以此為基點(diǎn)，低壓缸（A）、(B)分別向機(jī)頭和發(fā)電機(jī)方向的膨脹不受

109、阻礙，高、中壓缸向機(jī)頭方向的膨脹也不受阻礙。轉(zhuǎn)子的相對(duì)膨脹死點(diǎn)，設(shè)有高壓轉(zhuǎn)子的推力盤處，位于中軸承箱內(nèi)，并以此為基點(diǎn)，高壓轉(zhuǎn)子向機(jī)頭側(cè)膨脹，中、低壓轉(zhuǎn)子向發(fā)電機(jī)側(cè)膨脹。</p><p>　　該機(jī)組的高、中壓外缸下半底部設(shè)有軸向?qū)蜴I，高、中壓外缸的上貓爪通過(guò)二個(gè)半部面墊片與位于軸承箱上的滑動(dòng)墊塊接觸，該接觸面位于汽缸水平中分面處，中壓外缸后部下貓爪的一個(gè)凸戶嵌入3號(hào)軸承的洼內(nèi)，該凸戶則作為高、中壓缸軸向膨脹的死點(diǎn)

110、。高中下外缸下半缸底部?jī)蓚?cè)與軸承箱之間設(shè)有軸向?qū)蜴I，也作為橫向膨脹的基點(diǎn)，位于中軸承箱側(cè)的高、中壓缸下缸貓爪，在其靠中分面處分別設(shè)有凸緣，而在與其對(duì)應(yīng)的中軸承箱處，則分別配有外伸形壓板，該壓板用螺栓與中軸承箱固定，其外伸端又被壓緊在下貓爪的凸緣上。</p><p>　　機(jī)組的高、中壓缸均通過(guò)其上汽缸水平中分面的四個(gè)搭子，座落在外下缸內(nèi)側(cè)靠近中分面處的四個(gè)水平臺(tái)肩上，其間各自設(shè)有滑動(dòng)墊片。內(nèi)下缸的四個(gè)搭子，則分別

111、鑲嵌在外下缸內(nèi)側(cè)的四個(gè)鍵槽內(nèi)，其中間進(jìn)汽側(cè)的二個(gè)搭子與鍵槽之間設(shè)有調(diào)整墊片，并作為內(nèi)缸軸向的膨脹死點(diǎn)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)子</b></p><p><b>　　6.5.1主軸</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中，汽輪發(fā)電機(jī)組軸系由汽輪機(jī)的一根高、中壓轉(zhuǎn)子（高壓部分反向單流程，中壓部分正向單流程）、二根雙流和

112、低壓轉(zhuǎn)子和一根發(fā)電機(jī)子共四根轉(zhuǎn)子組成。各轉(zhuǎn)子通過(guò)與轉(zhuǎn)子鍛成一體的剛性聯(lián)軸器相連接。每根轉(zhuǎn)子由兩個(gè)軸承支持。這四根轉(zhuǎn)子均為整鍛式轉(zhuǎn)子，即其葉輪，聯(lián)軸器法蘭、推力盤及主軸由同一鍛件加工而成。沒(méi)有熱套部件，因而消除了葉輪等部件高溫下可能松動(dòng)的問(wèn)題，對(duì)啟動(dòng)和變工況的適應(yīng)性較強(qiáng)，適于在高溫條件下運(yùn)行。其強(qiáng)度和剛度均大于同一外形尺寸的套裝轉(zhuǎn)子，且結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸短，機(jī)械加工和裝配工作量小。轉(zhuǎn)子中心有貫穿轉(zhuǎn)子的中心孔，減輕轉(zhuǎn)子重量，沒(méi)有熱套部件，適

113、于高溫條件下運(yùn)行，其強(qiáng)度和剛度均大于同一個(gè)外形尺寸的套裝軸。各轉(zhuǎn)子之間全部采用剛性聯(lián)軸器連接：其中高、中壓轉(zhuǎn)子與低壓A轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器之間，低壓A轉(zhuǎn)子與低壓B轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器之間設(shè)有調(diào)整墊片; 低壓B轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器之間嵌裝有盤車齒輪。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的葉輪上軸向平衡孔，借以減小轉(zhuǎn)子的軸向推力。</p><p>　　汽輪機(jī)的每根轉(zhuǎn)子由兩個(gè)軸承支持。該機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子采有CrMoV合金鋼鍛件，具有良好的耐熱高強(qiáng)度性能;低壓

114、轉(zhuǎn)子采用NiCrMoV合金鋼鍛件，具有良好的低溫抗脆斷性能。該機(jī)組的各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器法蘭外緣上均設(shè)有平衡槽，在調(diào)節(jié)級(jí)后及高、中壓缸前后軸封外側(cè)的主軸凸戶上，也都設(shè)有裝有平衡質(zhì)量的螺孔，低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉輪上也設(shè)有平衡槽，在現(xiàn)場(chǎng)不開(kāi)缸也可以調(diào)整平衡質(zhì)量。</p><p><b>　　6.5.2葉輪</b></p><p>　　高壓級(jí)采用等厚度葉輪，這種葉輪加工方便，軸向尺寸小，

115、但強(qiáng)度較低，葉輪輪體上通常有一個(gè)平衡孔，以平衡葉輪兩側(cè)的壓差，減小軸向推力，中低壓級(jí)采用錐形葉輪，沿其半徑方向的應(yīng)力分布比較均勻，強(qiáng)度較好，允許圓周速度可達(dá)300m/s，加工比較方便。</p><p><b>　　6.5.3動(dòng)葉片</b></p><p>　　動(dòng)葉片由葉根牢固地固定在葉輪上，中間體把葉根和葉片型線部分連接成一體，型線部分用于構(gòu)成汽流通道，圍帶用來(lái)與同一

116、級(jí)的其他動(dòng)葉片相連接，以增強(qiáng)搞振性能，同時(shí)起著汽道徑向密封和葉柵軸向密封的作用。</p><p><b>　　6.5.4聯(lián)軸器</b></p><p>　　本機(jī)組采用的是整鍛式剛性聯(lián)軸器，如圖示，聯(lián)軸器與主軸成一整體。這種聯(lián)軸器的強(qiáng)度和剛度高，沒(méi)有松動(dòng)的危險(xiǎn)。聯(lián)軸器端面間設(shè)有墊片，安裝時(shí)根據(jù)具體尺寸配制，以允許轉(zhuǎn)子軸向位置做少量調(diào)整。 </p>&

117、lt;p><b>　　圖5 整鍛式聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　6．6 軸承</b></p><p><b>　　6.6.1推力軸承</b></p><p>　　為了減小軸向推力，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上采用平衡活塞，從而大大減小了軸向推力，而剩余的軸向推力則由推力軸承承擔(dān)。本機(jī)組推力軸承位

118、于中軸承箱內(nèi)，為單獨(dú)的滑動(dòng)式自位推力軸承。在推力盤兩側(cè)的支撐環(huán)內(nèi)各安裝八塊可滑動(dòng)的推力瓦塊，能夠使所有瓦塊承載均勻。推力軸承的瓦塊由上、下兩層相互搭接的支承塊來(lái)支承，這就使各瓦塊的負(fù)荷可以自動(dòng)調(diào)節(jié)分配，從而避免因個(gè)別瓦塊承受的負(fù)荷過(guò)大而被燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。推力瓦塊和支承塊與安裝環(huán)組裝成整體，并分為上、下兩半，這就可以在不吊出轉(zhuǎn)子的情況下地推力軸承進(jìn)行拆卸和裝入，從而方便了安裝和檢修。</p><p><b&g

119、t;　　6.6.2支持軸承</b></p><p>　　支持軸承又稱徑向軸承，主要形式有圓筒型軸承、橢圓形軸承、多油軸承及可傾瓦軸承等。本機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)組軸系中除1號(hào)、2號(hào)軸承采用可傾瓦式軸承外，其余均采用橢圓形軸承。機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子的1、2號(hào)軸承采用了雙向可傾瓦軸承，這2只軸承設(shè)有6個(gè)可傾瓦塊，上、下半各有3個(gè)瓦塊，瓦塊是也徑鏜到時(shí)一定公差的鋼制圓環(huán)，內(nèi)層澆以巴氏合金襯套后，剖為6塊加工而成。每個(gè)槽

120、 與凸肩之間有一定的間隙，因此該軸承具有良好的穩(wěn)定性和抗振性。軸承體對(duì)分為上、下兩半，兩半之間設(shè)有定位銷并用螺栓連接。在下半軸承體靠近水平中分面的左、右兩側(cè)還裝有銷子，以防止軸承體轉(zhuǎn)動(dòng)。除1、2號(hào)軸承外，其余采用橢圓形軸承，橢圓形軸承帶是帶調(diào)整塊的球面自位式軸承，軸承體和球面瓦枕都是上、下兩半水平中分面結(jié)構(gòu)，兩半之間均用螺栓連接。在軸承體內(nèi)圓上加工有燕尾槽以便與襯套結(jié)合牢固。在上半頂部垂直中心線處裝有一塊調(diào)整墊塊，用來(lái)調(diào)整軸承蓋對(duì)軸承的