汽轮机运行技术问答设备构造和工作原理.docx

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1、汽轮机运行技术问答设备构造和工作原理二、汽轮机设备结构与工作原理1.汽轮机工作的基本原理是怎样的？汽轮发电机组是如何发出电来的？具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中 发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转 子，按一定的速度均匀转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转涣为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。汽轮机的转子与发电机转子是用联袖器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动

2、时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。2.汽轮机如何分类？汽轮机按热力过程可分为：凝汽式汽轮机。一次调整抽汽式汽轮机。 二次调整抽汽式汽轮机。背压式汽轮机。按工作原理可分为 ：冲动式汽轮机。 反动式汽轮机。冲动反动联合式汽轮机。 按新蒸汽压力可分为：低压汽轮机新汽压力为1.181.47MPa 。中压汽轮机新汽压力为1.963.52MPa。 高压汽轮机新汽压力为5.889.81MPa。超高压汽轮机新汽压力为11.7713.75MPa.亚临界压力汽轮机 新汽压力为15.6917.65MPa。超临界压力汽轮机新汽压力大于22.16MPa。

3、 按蒸汽流动方向对分为：轴流式汽轮机。辐流式汽轮机。3.汽轮机的型号如何表示？汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号由三段组成：第一段表示型式及额定功率，第二段表示蒸汽参数，第三段表示设计变型序号。例N100-90/535型表示凝汽式100MW汽轮机，新汽压力为8.82MPa，新汽温度为535。4.什么是冲动式汽轮杌？冲动式汽轮机置蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀，在动叶片中蒸汽不再膨胀或膨胀很少，而主要是改变流动方向。现代冲动式汽轮机各级均具有一定的反动度，即蒸汽在动叶片中也发生很小一部分膨胀，从而使汽流得到一定的加速作用，俩仍算作冲动式汽轮机。5.什么是反

4、动式汽轮杌？反动式汽轮机是指蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度基本 相同。此时动叶片不仅受到由于汽流冲击而引起的作用力，而 且受到因蒸汽在叶片中膨胀加速而引起的反作用力。由于动 叶片进出口蒸汽存在较大压差，所以与冲动式汽轮机相比，反动式汽轮机轴向推力较大。因此一般都装平衡盘以平衡铀向 推力。6.什么是凝汽式汽轮机？ 凝汽式汽轮机是指进入汽轮机的蒸汽在做功后全部排入凝汽器，凝结成水全部返回锅炉。进人汽轮机的蒸汽，对于一般中压机组来说，每蒸汽含热量约3223kj，这些热量中只有3371kj左右是做了功 的，凝结水中约有126kj热量，约2240kj热量是被冷却排汽的冷却水带走了，这是一个很大的损失，对于

5、高压汽轮机，由于进汽含热量大些可用的热量相对来说要大些，但损失仍很大。为了减少这些损失，采用带回热设备的凝汽式汽轮机，就是把进人汽轮机做过一部分功的蒸汽抽出来，在回热加热器内加热锅炉的给水，使给水温度提高，节约燃料，提高经济性。7.什么是背压式汽轮机？将全部徘汽供给其它工厂或用户使用，不设凝汽器，这 样使蒸汽的含热量全部得到使用。因工厂或用户黹要具有较高压力和温度的蒸汽，用于生产和取暧，因此汽轮机的排汽压力髙于大气虽力，这种汽轮机称为背压式汽轮机。这种汽轮机的优点是蒸汽热量能全部被利用，节省设备、简化构造。 但其进汽量受用户用汽量的限制，因此，在供热式电厂中，背压式汽轮机一般与调整抽汽式机组联

6、合使用。也用于老厂改造，将高压背压式机组的排汽送给老厂部分低压或中压凝汽式汽轮机，可以大大提高全厂的热效率。8.什么是调整抽汽式汽轮机？从汽轮机某一级中经调伍器控制抽出大量已经做了部分功的一定报力范围的蒸汽供给其它工厂及热用户使用，机组仍设有凝汽器，这种型式的机组称为调整抽汽式汽轮机。它一方面能使蒸汽中的含热量得到充分利用，同时因设有凝汽器，当用户用汽量减少时，仍能根据低压缸的容量保证汽轮机带一定电负荷。9.什么是中间再热式汽轮机？中间再热式汽轮机就是蒸汽在汽轮机内做了一部分功 后，从中间引出，通过锅炉的过热器提高温度，然后再回到汽轮机继续做功，最后排人凝汽器的汽轮机。10.中间再热式汽轮机主

7、要有什么优点？ 中间再热式汽轮机优点主要是提高机组的经济性。在同样的初参数下，再热机组比不再热机组的效率提高4%左右。 其次是对防止大容量机组低压末级叶片水蚀特别有利，因为末级蒸汽湿度比不再热机组大大降低。11.大功率机组总体结构方面有哪些特点？ 大功率汽轮机由于采用了高参数蒸汽、中间再热以及低压缸分流等措施，汽缸的数目相应增加，这就带来了机组布置，级组分段、定位支持、热膨胀处理等许多新问题。 从总体结构上讲，大功率汽轮机有如下特点： 为了适应新蒸汽高压高温的待点，蒸汽室与调节汽门从高压汽缸壳上分离出来，构成单独的进汽阀体，从而简化了高压汽缸的结构，保证了铸件质量，降低了由于运行温 度不均而产

8、生的热应力。国产125MW、300MW机组的高、中压调节汽门以及200MW汽轮机的高压缸调节汽门都采用这种结构形式。高、中压级的布置采用两种方式。一种是高、中压级合并在一个汽缸内，另种高、中压级分缸的结构。大功率汽轮机各转子之间一般用刚性联轴器连接，由此带来机组定位和胀差过大的问题，必须设置合理的滑销系统。大机组都装有胀差保护装置，一旦胀差超过极限时， 便发出信号报箬或紧急停机。大机组大都不把轴承布置在汽缸上，而采用全部轴承座直接由基础支持的方法。国产12.5万kW、30万kW汽轮机采用了这种布置，而20万kw机组仍采用传统的把轴承座布置在低压缸上的方法。12.为什么大机组高、中压紅采用双层缸

9、结构？ 对大机组的高、中压缸来说，形状应尽量简单，避免特别厚、重的中分面法兰，以减少热应力、热变形以及由此而引起的结合面漏汽。采用双层缸结构后，很高的汽缸内、外蒸汽压差由内、外两层汽缸分担承受，汽缸壁和法兰相对讲可以做得比较薄些， 也有利于机组起停和工况变化时减小金属温差。所以目前髙压汽轮机高、中压汽缸大多采用双层缸结构， 国产12.5万kw、20万kw、30万kw机组都是如此。13.汽轮机本体主要由哪几个部分组成？ 汽轮机本体主要由以下几个部分组成： 转动部分：由主轴、叶轮、轴封和安装在叶轮上的动叶片及联轴器等组成。固定部分：由喷嘴室汽缸、隔板、静叶片、汽封等组成。控制部分：由调节系统、保护

10、装置和油系统等组成。14.汽缸的作用是什么？汽缸是汽轮机的外壳。汽缸的作用主要是将汽轮机的通流部分与大气隔开，保证蒸汽在汽 轮机内完成做功过程。此外，它还支承汽轮机的某些静止部件承受它们的重量，还要承受由于沿汽缸轴向、径向温度分布不均而产生的热应力。15.汽轮机的汽缸可分为哪些种类？汽轮机的汽缸一般制成水平对分式，即分上汽缸和下汽缸。为合理利用钢材，中小汽轮机汽缸常以一个或两个垂直结合面分为高压段、中违段和低压段。大功率的汽轮机根据工作待点分别设置高压缸、中压缸和低压缸。高压高温采用双层汽缸结构后，汽缸分内缸和外缸。 汽轮机末级叶片以后将蒸汽排入凝汽器，这部分汽缸称排汽缸。16.为什么汽缸通常

11、制成上下缸的形式？汽缸通常制成具有水平结合面的水平对分形式。上、下汽缸之间用法兰螺栓联在一起，法兰结合面要求平整，光洁度高，以保证上、下汽缸结合面严密不漏汽。汽缸分成上、下缸，主要是便干加工制造与安装、检修。17.有没有不用法兰上下连接的汽缸？有主要用于超高压以上机组，例如法国电气机械公司300MW汽轮机，髙压内缸为圆筒形汽缸。这种内缸由两个基本对称的半圆形汽缸组成，没有法兰，用七道热套紧配的环形紧圏箍紧密封。组装时，用环形燃烧器将紧圈加热后，套装于确定的部位。18.汽釭个数通常与汽轮机功率有什么关系？ 根据机组的功率不同，汽轮机汽缸有单缸和多缸之分。逋 常功率在100MW以下的机组采用单缸，

12、300MW以下采用24个汽缸，600MW以下采用46个汽缸。如国产50MW、100MW机组均为单缸，125MW机组为双缸，200MW机组为三缸，300MW机组为三缸或四缸，总的趋势是机组功率愈大，汽缸个数愈多。19.按制造工艺分类，汽轮机汽缸有哪些不同型式？ 主要分铸造与焊接两种。汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构；低压段根据容量和结构要求采用铸造或简单铸件、型钢及钢板的焊接结构。20.制造汽轮机汽缸常用哪些材料？ 制造汽缸的材科，主要取决于它们的工作温度。 t250时，采用灰铸铁及合金铸铁； t320时，采用球墨铸铁； t360时，釆用铸钢： t500，采用铬钼铸钢； t540时，

13、采用铬钼钒铸钢，髙、中压外缸用； t570，采用铬钼钒铸钢，高、中压内缸用。当工作温度超过 580以后，可在上述铬钢，铬钼钒系热 钢中提高铬量或添加钛、铌、硼等元素，以克服金属材料持久强度的降低以及高温氧化腐蚀的加剧。21.汽轮机的汽缸是如何支承的？汽缸的支承要求平稳并保证汽缸能自由膨胀而不改变它的牛心位置。汽缸都是支承在基础台板上；基础台板又用地脚螺钉固定在汽轮机基础上。小型汽轮机用整块铸件做基础台板，功率汽轮机的汽缸则支承在若干块基础台板上。汽轮机的高現缸通过水平法兰所伸出的猫爪支承在前轴承座上。它又分为上缸猫爪支承和下缸猫爪支承两种方式。22.下缸猫爪支承方式有什么优缺点？中、低参数汽轮

14、机的高压缸通常是利用下汽缸前端伸出的猫爪作为承力面，支承在前轴承座上。这种支承方式较简单，安装检修也较方便，但是由于承力面低于汽缸中心线 (相差下缸猫爪的高度数值、当汽缸受热后，猫爪温度升高， 汽缸中心线向上抬起，而此时支持在轴承上的转子中心线未变，结果将使转子与下汽缸的径向间隙减小，与上汽缸径向间隙增大。对高参数、大功率汽轮机来说，由于法兰很厚，温度很高，猫爪膨胀的影响是不能忽视的。23.上缸猫爪支承法的主要优点是什么？上缸猫爪支承方式亦称中分面支承方式。主要的优点是由于以上缸猫爪为承力面，其承力面与汽缸中分面在同一水平面上，受热膨胀后，汽缸中心仍与转子中心保持一致。当采用上缸猫爪支承方式时

15、，上缸猫爪也叫工作猫爪。下 缸猫爪叫安装猫爪，只在安装时起支持作用，下面的安装垫铁在检修和安装时起作用，当安装完毕，安装猫爪不再承力。 这时，上缸猫爪支承在工作垫铁上，承担汽缸重量。24.举例说明哪些机组的汽缸采用的是上缸猫爪支承方 式？哪些机组的汽缸采用的是下缸猫爪支承方式？国产125MW、东方汽轮机厂生产的200MW、300MW机组的高、中返缸均采用的是上缸猫爪支承法。哈尔滨汽轮机厂生产的200MW机组的高、中压外缸仍为传统的下缸猫爪支承，一般中、小型机组都采用下缸猫爪支承法。25.汽缸猫爪下面的水冷垫块为卄么要通冷却水？ 水冷垫块固定在轴承座上，通有冷却水。可以不断带走由猫爪传来的热量，

16、防止支承面的高度因受热而改变，也可以使轴承的温度不至过高。26.大功率汽轮机的高、中压汽缸采用双层缸结构有什么优点？大功率汽轮机的髙、中违缸荣用双层缸结构有如下优点： 整个蒸汽压差由外缸和内虻分担，从而可减薄内、外缸缸壁及法兰的厚度。外层汽缸不致与高温蒸汽相接触，因而外缸可以采用较低级的钢材，节省优质钢材。双层缸结构的汽轮机在起动、停机时，汽缸的加热和冷却过程都可加快，因而缩短了起动和停机的时间。21.髙、中压汽缸采用双层缸结构后应注意什么问题？ 髙压、甲压汽缸采用双层结构有很大的优点，伹也需注意一个问题。国产200MW、300MW机组，在高压内、外缸之间由于隔热罩的不完善以及抽汽口布置不当，

17、会造成外缸内壁温度升高到超过设计允许值，并且使内缸的外壁温度高到不允许的数值，这种情况应设法予以改善，否则有可能造成汽缸产生裂纹。12.5MW机组取消正常运行中夹层冷却蒸汽后，由于某些原因，也出现外缸内壁温度过高的现象。28.大机组的低压缸有哪些特点？ 大机组的低压缸有如下待点：低压缸的排汽容积流量较大，要求排汽缸尺寸庞大， 故-般采用钢板焊接结构代替铸造结构。再热机组的低压缸进汽温度一般都超过230，与排 汽温度差达200，因此也采用双层结构。通流部分在内缸中承受温度变化，低压内缸用高强度铸铁铸造，而兼作排汽缸的整个低压外缸仍为焊接结构。庞大的排汽缸只承受排汽温度，温差变化小。为防止长时间空

18、负荷运行，排汽温度过高而引起的 排汽缸变形，在排汽缸内还装有喷水降温装置。为减少排汽损失，排汽缸设计成径向扩压结构。29.什么叫排汽径向扩压结构？所谓径向扩压结构，实质上是指整个低压外缸两侧排汽部分用钢板连通。离开汽轮机的末级排汽由导流板引导径向、轴向扩压，以充分利用排汽余速。 然后排入凝汽器，采用径向扩压主要是充分利用排汽余速，降低排汽阻力， 提髙机组效率。30.低压外缸的一般支承方式是怎样的？低压汽缸，在运行中温度较低，金属膨胀不显著，因此低压外缸的支承不采用髙、中压汽缸的中分面支承方式，而是把低质缸直接支承在台板上。内缸两侧搁在外缸内侧的支承面上，用螺栓固定在低压外缸上。内、外 缸以键定

19、位。外缸与轴承座仅在下汽缸设立垂直导向键。31.排汽缸的作用是什么？排汽缸的作用是将汽轮机末级动叶排出的蒸汽导人凝汽 器中。32.为什么排汽缸要装喷水降温装置？在汽轮机起动、空载及低负荷时，蒸汽流通量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热贵，从而引起排汽温度升 高，排汽缸温度也升髙。排汽温度过高会引起排汽缸较大的 变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其它事故。所以，大功率机组都装有排汽缸喷水降温装置。小机组没有喷水降温装置，应尽量避免长时间空负荷运行而引起排汽缸温度超限。33.再热机組的排汽缸喷水装置是怎样设置的？喷水减温装置装在低压外缸内，喷水管沿末级叶片的叶 根呈

20、圆周形布置，喷水管上钻有两排喷水孔，将水喷向排汽 缸内部空间，起降温作用。喷水管在排汽缸外面与凝结水管 相连接，打开凝结水管上的阀门即进行喷水，关闭阀门则停 止喷水。34.为什么汽轮机有的采用单个排汽口，而有的采用几个排;气口？大功率汽轮机的极限功率实质上受末级通流截面的限 制，增大叶片髙度能增大通流能力，也即增大机组功率，但 增大叶片髙度又受材枓强度和制造工艺水平的限制。如采用同样的叶片高度，将汽轮机由单排汽口改为双棑汽口，极限功率可增大一倍。为增加汽轮机的极限功率，现在大功率汽轮机采用多个排汽口。如国产12.5万kw汽轮机为双排汽口， 20万kw汽轮机为三排汽口，30万kw见汽轮机为四排汽

21、口。35.汽缸进汽部分布置有哪几种方式？从调节汽门到调节级喷嘴这段区域叫做进汽部分，它包括蒸汽室和喷嘴室，是汽缸中承受压力、温度最高的区域。一般中、低参数汽轮机进汽部分与汽缸浇铸成一体，或者将它们分别浇铸好后，用螺栓连接在一起。高参数汽轮机单层汽缸的进汽部分则是将汽缸、蒸汽室、喷嘴分别浇铸好后，焊接在一起。国产50MW汽轮机进汽部分就是这种结枸。这种结构由于汽缸本身形状得到简化，而且蒸汽室、喷嘴室沿着汽缸四周对称布置，汽缸受热均匀，因而热应力较小。又因高温、高压蒸汽只作用在蒸汽室与喷嘴室上， 汽缸接触的是调节级喷嘴出口后的汽流，因而汽缸可以选用比蒸汽室、喷嘴室低一级的材料。36.为什么大功率高

22、参数汽轮机的调节汽门与汽缸分离单独布置？新汽压力在9.0MPa、新汽温度在535以下的中、小功率汽轮机，调节汽门均直接装在汽缸上。更高参数的大功率汽轮机，为减小热应力，使汽缸受热均匀及形状对称，这就要求喷嘴室沿圆周均匀分布，而且汽缸上下都要有进汽管和调节汽门。由于调节汽门布置在汽缸下部会给机组布置、安装、检修带来困难，因此需要调节汽门与汽缸分离单独布置。另外，大功率汽轮机新汽和再热汽进汽管道都为双路布置，需要两个主汽门。这样就可以把两个主汽门分置于汽缸两侧，并且分别和调节汽门合用一个壳体，每个主汽门控制两个或多个调节汽门。37.双层缸结构的汽轮机，为什么要采用特殊的进汽短管？对于采用双层缸结构

23、的汽轮机，因为进人喷嘴室的进汽管要穿过外缸和内缸，才能和喷嘴室相连接，而内外缸之间在运行时具有相对膨胀。进汽管既不能同时固定在内、外缸上，又不能让大量高温蒸汽外泄。因此采用了一种双层结构的高压进汽短管，把高压进汽导管与喷嘴室连接起来。38.高压进汽短管的结构是怎样的？ 国产125MW汽轮机和300MW汽轮机的高压进汽短管外层通过摞栓与外缸连接在一起，内层则套在喷嘴室的进汽管上，并用密封环加以密封。这样既保证了高压蒸汽的密封， 又允许喷嘴室进汽管与双层套管之间的相对膨胀。为遮挡进汽连接管的辐射热量，在双层套管的内外层 间述装有带擦旋圈的遮热衬套管，或称遮热筒，遮热衬套管上端的小管就是汽缸内层中冷

24、却蒸汽流出或起动时加热蒸汽流入的通道，39.隔板的结构有哪几种形式？隔板的具体结构是根据隔板的工作湿度和作用在两侧的蒸汽压差来决定的，主要有以下三种形式：)焊接隔板：焊接隔板具有较高的强度和刚度，较好 的汽密性，加工较方便，被广泛用于中、高参数汽轮机的高、 中压部分。窄喷嘴焊接隔板：髙参数大功率汽轮机的髙压部分， 每一级的蒸汽压差较大，其隔板做得很厚，而静叶高度很短， 采用宽度较小的窄喷嘴焊接隔板。优点是喷嘴损失小，但有相当数量的导流筋存在，将增加汽流的阻力。国产125MW、 200MW、300MW汽轮机都是甩的窄喷嘴焊接隔板。铸造隔板：铸造隔极加工制造比较容易，成本低，但 是静叶片的表面光洁

25、度较差，使用温度也不能太高，一般应小于300，因此都用在汽轮机的低压部分。40.什么叫喷嘴弧？采用喷嘴调节配汽方式的汽轮机第一级喷嘴，通常根据调节汽门的个数成组布置，这些成组布置的喷嘴称为喷嘴弧段，简称喷嘴弧。41.喷嘴孤有哪几种结构形式？喷嘴弧结构形式如下：中参数汽轮机上采用的由单个铣制的喷嘴叶片组装、焊接成的喷嘴弧。高参数汽轮机采用的整体铣制焊接而成或精密浇铸而成的喷嘴弧。如25MW汽轮机釆用第一种喷嘴弧，125MW汽轮机采用后一种喷嘴弧。42.汽轮机喷嘴、隔板、静叶的定义是什么？喷嘴是由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把蒸汽的热能转变为动能的结构元件。装在汽轮机第一级前的喷嘴成若干组

26、，每组由一个调节汽门控制。隔板是汽轮机各级的间壁，用以固定静叶片。静叶是指面定在隔板上静止不动的叶片。43.什么叫汽轮机的级？由一列喷嘴和一列动叶栅组成的汽轮机最基本的工作单元叫汽轮机的级。44.什么叫调节级和压力级？当汽轮机采用喷嘴调节时，第一级的进汽截面积随负荷的变化在相应变化，因此通常称喷嘴调节汽轮机的第一级为调节级。其它各级统称为非调节级或压力级。压力级是以利用级组中合理分配的压力降或焓降为主的级，是单列冲动级或反动级。45.什么叫双列速度級？为了增大调节级的焓降，利用第一列动叶出口的余速，减小余速损失，使第一列动叶片出口汽流经固定在汽缸上的导叶改变流动方向后，进人第二列动叶片继续做功

27、。这时把具有一列喷嘴，但一级叶轮上有两列动叶片的级，称为双列速度级。46.采用双列速度级有什么优缺点？采用速度级后可增大汽轮机调节级的焓降，减少压力级级数，节省耐髙温的优质材料，但效率较低。100MW汽轮机的调节级采用双列速度级，125MW、 200MW、300MW汽轮机采用单列调节级。47.高压高温汽轮机为什么要设汽缸、法兰螺栓加热装置？高段高温汽轮机的汽缸要承受很高的压力和温度，同时又要保证汽缸结合面有很好的严密性，所以汽缸的法兰必须做得又宽又厚。这样给汽轮机的起动就带来了一定的因难，即沿法兰的宽度产生较大温差。如温差过大，所产生的热应力将会使汽缸变形或产生裂纹，一般来说，汽缸比法兰容易加

28、热，而螺栓的热量是靠法兰传给它的，因此螺栓加热更慢。对于双层汽缸的机组来说，外缸受热比内缸慢得多，外缸法兰受热更馒，由于法兰温度上升较慢，牵制了汽缸的热膨胀，引起转子与汽缸间过大的膨胀差，从而使汽轮机通流部分的动、 諍间隙消失、发生摩擦。简单地说，为了适应快速起、停的需要，减小额外的热应力和减少汽缸与法兰、法兰与螺栓及法兰宽度上的温差，有效地控制转子与汽缸的膨胀差，50MW、100MW汽轮机都设法兰螺栓加热装置，125MW、200MW双、300MW机组采用双层缸结构，内外汽缸除法兰螺栓有加热装置外，还设有汽缸夹层加热装置。48.为什么汽轮机第一级的喷嘴安装在喷嘴室，而不固定在隔板上？第一级喷嘴

29、安装在喷嘴室的0的是：将与最高参数的蒸汽相接触的部分尽可能限制在很小的范围内，使汽轮机的转子、汽缸等部件仅与第一级喷嘴后降温减压后的蒸汽相接触。这样可使转子、汽缸等部件采用低一级的耐高温材料。由于高压缸进汽端承受的蒸汽压力较新蒸汽压力低， 故可在同一结构尺寸下，使该部分应力下降，或者保持同一应力水平，使汽缸壁厚度减薄。使汽缸结构简单匀称，提高汽缸对变工况的适应性。 降低了高压缸进汽端轴封漏汽压差，为减小轴端漏汽损失和简化轴端汽封结构带来一定好处。49.隔板套的作用是什么？采用隔板套有什么优点？隔板套的作用是用来安装固定隔板。采用隔板套可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而使汽轮机轴向尺

30、寸相对减小。此外，还可简化汽缸形状，又便于拆装，并允许隔扳受热后能在径向自由膨胀，还为汽缸的通用化创造方便条件。国产100MW、125MW、200MW、300MW机組的部分级组均采用隔板套结构。50.调整抽汽式汽轮机的旋转隔板是怎样工作的？旋转隔板和调节汽门的作用相同，但是它装在汽轮机汽缸内部，使机组结构紧凑.因而能把调整抽汽式汽轮机做成 单缸，简化汽轮机结构。用于控制中压缸进汽量的旋转隔板 称为高压旋转隔板。常用的低扠旋转隔板是由一个将喷嘴分 成内外两层的固定隔板和一个安装在固定隔板前的钢质回转轮組成。隔板的后面装有双层叶片的叶轮。回转轮具有与两层喷嘴对应的内外两层同心孔口，其孔口位置排列为

31、：当回转轮自羌闭位置顺时针力匈转动时，先打幵隔板上的内层喷嘴，后打开外层喷嘴。因此这种隔板代替了两个调节汽门的怍用。为了保怔旋转隔板打开时，汽流能均匀地增加，回转轮上的孔口的布置应使隔板外层喷嘴的叶道能稍微早开一些，也就是当隔板的内层叶道尚未完全幵启时，外层喷嘴的叶道已开始开启，这和调节汽门开启时应有一定重叠度的道理一样。旋转隔极全部关闭时，回转轮上的孔口与隔板上的喷嘴仍留下的间隙，以保证低压缸冷却用的最小蒸汽流量。回转轮的转动由调节系统的油动机带动，也就是说回转轮受调节系统操纵。这种旋转隔板只能用来调节不髙的蒸汽压力，因为蒸汽压力太高时，回转轮被很大的蒸汽轴向推力压向隔板，引起油动机过载以及

32、隔板的磨损。51.什么是汽轮机的转子？转子的作用是什么？ 汽轮机中所有转动部件的组合体叫做转子。转子的作用是承受蒸汽对所有工作叶片的回转力，并带动发电机转子、主油泵和调速器转动。52.什么是大功率汽轮机的转子蒸汽冷却？ 汽轮机的转子蒸汽冷却是大机组为防止转子在高温、高 转速状况下无蒸汽流过带走摩擦产生的热量，而使转子、汽 缸温度过高、热应力过大而设置的结构。如再热机组热态用中压缸进汽起动时，达到一定转速，高压缸排汽逆止门旁路自动打开，一部分蒸汽逆流经过汽缸由进汽口排至凝汽器，这样达到冷却转子、汽缸的目的。53.为什么大功率汽轮机采用转子蒸汽冷却结构？ 大功率汽轮机普遍采用整锻转子或焊接转子。随

33、着转子整体直径的增大，离心应力和同一变工况速度下热应力增大 了。在高温条件下受离心力作用而产生的金属蠕变速度以及在离心力和热应力共同作用下而产生的金属微观缺陷发展及脆变危险也增大了。因此，更有必要从结构上来提高转子的热强度套装叶轮转子：叶轮套装在轴上，国产25MW汽轮机转子和100MW汽轮机低压转子都是这种型式。整锻型转子：由一整体锻件制成，叶轮联轴器、推力盘和主轴构成一个整体。焊接转子：由若干个实心轮盘和两个端轴拼焊而成。如125MW汽轮机低压转子为焊接式鼓型转子。组合转子：高压部分为整锻式，低压部分为套装式。如100MW机组高压转子、200MW机组中压转子。55.套装叶轮转子有哪些优缺点？

34、套装叶轮转子的优点：加工方便，材料利用合理，叶轮和锻件质量易于保证。缺点：不宜在高温条件下工作，快速起动适应性差，材料高温蠕变和过大的温差易使叶轮发生松动，56.整锻转子有哪些优缺点？整锻转子的优点：避免了叶轮在高温下松动的问题，结构紧凑，强度，刚度髙。缺点：生产整锻转子需要大型锻压设备，锻件质量较难保证，而且加工要求高，贵重材料消耗量大。57.组合转子有什么优缺点？组合转子兼有整锻转子和套装叶轮转子的优点，广泛用于高参数中等容量的汽轮机上。58.焊接转子有哪些优缺点？焊接转子的优点：强度髙，相对重量轻，结构紧凑，刚度大，而且能适应低压部分需要大直径的要求。缺点：焊接转子对焊接工艺要艰高，要求

35、材料有良好的焊接性能。随着冶金和焊接技术的不断发展，焊接转子的应用曰益广泛。如BBC公司生产的1300MW双轴汽轮机的髙、中、低压转子就全部采用焊接结构。59.整锻转子中心孔起什么作用？整锻转子通常打有直径100的中心孔，其目的主要是为了便于检查锻件质量，同时也可以将锻件中心材质差的部分去掉，防止缺陷扩展，以保证转子的强度。60.汽轮机主轴断裂和叶轮开裂的原因有哪些？ 主轴断裂和叶轮开裂的原因多数是材料及制造上的缺陷造成的，如材料内部有气孔、夹渣、裂纹、材料的冲击韧性值及塑性偏低，叶轮机械加工粗糙、键装配不当造成局部应力过大。另外，长期过大的交变应力及热应力作用易引起材料内部微观缺陷发展，造成

36、疲劳裂纹甚至断裂。运行中、叶轮严重腐蚀和严重超速是引起主轴、叶轮设备事故的主要原因。61.防止叶轮开裂和主轴断裂应采取哪些措施？ 防止叶轮开裂和主轴断裂应采取措施有以下几点。首先应由制造厂对材料质量提出严格要求，加强质量检验工作。尤其是应特别重视表面及内部的裂纹发生，加强设备监督。运行中尽可能减少起停次数，严格控制升速和变负荷速度，以减少设备热疲劳和微观缺陷发展引起的裂纹，要严防超扭、超温运行，特别是要防止严重超速。62.叶轮的作用是什么？叶轮是由哪几部分组成的？ 叶轮的作用是用来装置叶片，并将汽流力在叶栅上产生的扭矩传递给主轴。汽轮机叶轮一般由轮缘、轮面和轮毂等几部分组成。63.运行中的叶轮

37、受到哪些作用力？ 叶轮工作时受力情况很复杂，除叶轮自身、叶片零件质量引起的巨大的离心力外，还有温差引起的热应力，动叶引起的切向力和轴向力，叶轮两边的蒸汽茁差和叶片、叶轮振动时的交变应力。64.叶轮上开平衡孔的作用是什么？ 叶轮上开平衡孔是为了减小叶轮两侧蒸汽压差，减小转子产生过大的轴向力。但在调节级和反动度较大、负载很重的低压部分最末一、二级，一般不开平衡孔，以使叶轮强度不致削弱，并可减少漏汽损失。65.为什么叶轮上的乎衡孔为单数？ 每个叶轮上开设单数个平衡孔，可避免在同一径向截面上设两个平衡孔，从而使叶轮截面强度不致过分削弱。通常开孔5个或7个。66.装配式叶轮的结构是怎样的？装配式叶轮由轮

38、缘，轮面和轮毂三部分组成。轮缘上幵有安装叶片用的叶根槽，其形状按叶裉型式定。轮面是叶轮的主体，它把轮缘和轮毂连在一起。轮毅是叶轮和主轴相连的部分，为了减小内孔的应力而加厚，它的内表面往往开有键槽。67.按轮面的断面型线不同，可把叶轮分成几种类型？ 按轮面的断面型线不冋，可把叶轮分为如下类型。等厚度叶轮：这种叶轮轮面的断面厚度相等，用在圆周速度较低的级上。锥形叶轮：这种叶轮轮面的断面厚度沿径向呈锥形， 广泛用于套装式叶轮上。双曲线叶轮：这种叶轮轮面的断面沿径向呈双曲线形，如工复杂，仅用在某些汽轮机的调节级上。等强度叶轮：叶轮设有中心孔，强度最高，多用于盘式焊接转子或高速单级汽轮机上。68.套装叶

39、轮的固定方法有哪几种？套装叶轮的固定方法有以下几种：热套加键法。热套加端面键法。销钉轴套法。叶轮轴向定位采用定位环。69.动叶片的作用是什么？在冲动式汽轮机中，由喷嘴射出的汽流，给动叶片一冲动力，将蒸汽的动能转变成转子上的机械能。在反动式汽轮机中，除喷嘴出来的高速汽流冲动动叶片做功外，蒸汽在动叶片中也发生膨胀，使动叶出口蒸汽速度增如。对动叶片产生反动力，推动叶片旋转做功，将蒸汽热能转变为机械能。由于两种机组的工作原理不同，其叶片的形状和结构也不一样。70.叶片工作时受到哪几种作用力？ 叶片在工作时受到的作用力主要有两种：一种是叶片本身质量和围带、拉金质量所产生的离心力；另一种是汽流通过叶栅槽道

40、时使叶片弯曲的作用力以及汽轮机起动、停机过程中，叶片中的温度差引起的热应力。71.汽轮机叶片的结构是怎样的？叶片由叶型、叶根和叶顶三部分组成。叶型部分是叶片的工作部分，它构成汽流通道。按照叶型部分的横截面变化规律，可以把叶片分成等截面叶片和变截面叶片。等截面叶片的截面积沿叶高是相同的，各截面的型线通常也一样。变截面叶片的截面积则沿叶高按一定规律变化，一般地说，叶型也沿叶高逐渐变化，即叶片绕各截面形心的连线发生扭转，所以通常叫做扭曲叶片。叶根是叶片与轮缘相连接的部分，它的结构应保证在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上，同时应力求制造简单，装配方便。叶型以上的部分叫叶顶。随叶片成组方式不同，

41、叶顶结构也各异。釆用铆接与焊接围带时，叶顶做成凸出部分。采用弹性拱形围带时，叶顶必须做成与弹性拱形片相配合的掷接部分。当叶片用拉筋联成组或作为自由叶片时，叶顶通常削薄，以减轻叶片重童并防止运行中与汽缸相碰时损坏叶片。72.汽轮机叶片的叶根有哪些型式？ 叶根的型式较多，有以下儿种：丁形叶根。外包凸肩丁形叶根。菌形叶根。 双丁形叶根。叉形叶根。 枞树形叶根。73.装在动叶片上的围带和拉筋起什么作用？ 动叶顶部装围带和动叶中部串拉筋，都是使叶片之间连接成组，增强叶片的刚性，调整叶片的自振频率，改善振动情况。另外，围带还布防止漏汽的作用。74.汽轮机高压段为什么采用等截面叶片？ 一般在汽轮机高压段，蒸

42、汽容积流量相对较小，叶片短， 叶高比d/L较大，沿整个叶高的圆周速度及汽流参数差别相对较小。此时依靠攻变不同叶高处的断面型线，不能显著地提高叶片工作效率，所 以多将叶身断面型线沿叶高做成相问的，即做成等截面叶片。 这样做虽使效率略受影响，但加工方便，制造成本低，而强度也可得到保证，有利于实现部分级叶片的通用化。75.为什么汽轮机有的级段要采用扭曲叶片？大机组为增大功率，往往叶片做得很长。随着叶片高度的增加，当叶高比具有较小值时，不同叶髙处圆周速度与汽流参数的差异已不容忽视。此时叶身断面型线必须沿叶高相应变化，使叶片扭曲变彤，以适应汽流参数沿叶高的变化规律，减小流动损失；同时，从强度方面考虑，为

43、改善离心力所引起的拉应力沿叶髙的分布，叶身断面面积也应由根部到顶部逐渐减小。76.防止叶片振动断裂的措施主要有哪几点？ 防止叶片振动断裂的措施有：提高叶片、围带、拉金的材料、加工与装配质量。 采取叶片调频措施，避开危险共振范围。 避免长期低频率运行。77.多级凝汽式汽轮机最末几级为什么要采用去湿装装置？多级凝汽式汽轮机的最末几级蒸汽温度很低，一般均在湿蒸汽区工作。湿蒸汽中的微小水滴不但消耗蒸汽的动能形成湿汽损失，还将冲蚀叶片，威胁叶片安全。因此必须采取去湿措施，以保证凝汽式汽轮机膨胀终了的允许湿度。大功率机组采用中间再热，对减少低压级叶片湿度带来显著的效 果。当末级湿度达不到要求时，应加装去湿

44、装置和提高叶片的抗冲蚀能力。78.汽轮机末级排汽的湿度一般允许值为多少？ 一般规定汽轮机末级排汽的湿度不超过1012%。中 间再热机组的排汽湿度一般为58%。79.汽轮机去湿装置有哪几种？去湿装置根据它所安装的位置分级前和动叶片前两种。它是利用水珠受离心力作用而被抛向通流部分外圓的原理工作的。一般将水滴甩进到去湿装置的糟中，然后引入凝汽器。另外还采用具有吸水缝的空心静叶，利用凝汽器内很低的压力，把附着在静叶表面的水滴沿静叶片上幵设的吸水缝直接吸人凝汽器。80.提高动叶片抗沖蚀的能力有哪些办法？为提高汽轮机末几级动叶片抗冲蚀能力，可采取以下措施，将多级汽轮机末几级动叶片的进汽边背弧的叶顶处局部淬

45、硬、隔板汽封和围带汽封三类。82.汽封的结构型式和工作原理是怎样的？汽封的结构类型有曲径式和迷官式。曲径式汽封有梳齿形、J形、枞树形三种。曲径式汽封的工作原理：一定压力的蒸汽流经曲径式汽封时，必须依次经过汽封齿尖与轴凸肩形成的狭小间隙，当 经过第一个间隙时通流面积减小，蒸汽流速增大，压力降低随后高速汽流进人小室，通流面积突然变大，流速降低，汽流转向，发生撞击和产生涡流等现象，速度降到近似为零，蒸汽原具有的动能转变成热能。当蒸汽经过第二个汽封间隙时， 又重复上述过程，压力再次降低。蒸汽流经最后一个汽封齿后，蒸汽压力降至与大气压力相差甚小。所以在一定的压差下，汽封齿越多，每个齿前后的压差就越小，漏

46、汽呈也越小。 当汽封齿数足够多时，漏汽量为零。83.什么是通流部分汽封？动叶顶部和根部的汽封叫做通流部分汽纣，用来阻碍蒸汽从动叶两端漏汽。通常的结构形式为动叶顶端围带及动叶根部有个凸出部分以减少轴向间隙，围带与装在汽缸或隔板套上的阻汽片组成汽封以减小径向间隙，使漏汽损失减小。84.轴封的作用是什么？轴封是汽封的一种。汽轮机轴封的作用是阻止汽缸内的蒸汽向外漏泄，低压缸排汽侧轴封是防止外界空气漏人汽缸。85.汽轮机为什么会产生轴向推力？运行中轴向推力怎样变化？纯冲动式汽轮机动叶片内蒸汽没有压力降，但由于隔板汽封的漏汽，使叶轮前后产生一定的压差，且一般的汽轮机 中，每一级动叶片蒸汽流过时都有大小不等

47、的旺降，在动叶 叶片前后产生压差。叶轮和叶片前后的压差及袖上凸肩处的压差使汽轮机产生由高压侧向低压侧、与汽流方向一致的轴向推力。影响轴向推力的因素很多，轴向推力的大小基本上与蒸汽流量的大小成正比，也即负荷增大时轴向推力增大。需指出：当负荷突然减小时，有时会出现与汽流方向相反的轴向推力86.减少汽轮机的轴向推力，可采取哪些措施？ 减小汽轮机轴向推力，可采取加下措施： 高压轴封两端以反向压差设置平衡活塞。高、中乐缸反向布置。 低压缸对称分流布置。叶轮上幵乎衡孔。 余下的轴向推力，由推力轴承承受。87.什么是汽轮机的轴向弹性位移？汽轮机的轴向位移反映的是汽轮机转动部分和静止部分的相对位置，轴句位移变化，也是转子和静子轴向相对位置发生了变化。所谓轴向弹性位移是指汽轮机推力盘及工作推力瓦片后的支承座、垫片瓦架等在汽轮机负荷增加、推力增加时，会发生弹性变形。电此产生随着负荷增加而增加的轴向弹性位移。当负荷减小时，弹性位移也减少。88.汽轮机为什