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1、汽轮机本体,第一节 汽缸、进汽部分、滑销系统第二节 喷嘴组、静叶环、静叶持环第三节 转子第四节 动叶片第五节 汽封与轴封第六节 轴承箱与轴承第七节 盘车装置第八节 汽轮机本体疏水,第一节 汽缸、进汽部分、滑销系统,一、汽缸 汽缸是汽轮机的外壳，是汽轮机的重要组成部分之一，也是汽轮机中重量大、形状和受力状况复杂的一个部件。(一)汽缸的作用：1.将高温高压的蒸汽与大气隔开，形成能量转换的环境；2.在其内部支撑和固定喷嘴组静叶持环(隔板套)、静叶环、汽封等静止部件与转子部件形成汽轮机的通流部分；3.在其外部连接进汽、排汽、回热抽汽及疏水等管道；从上述可以看出，汽缸要承受工作时汽缸内外压力差、蒸汽流出
2、静叶时对静叶部分的反作用力和各种连接管道热状态时对汽缸的作用力。同时能承受各零件的自重和管道的安装拉力，以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均匀而引起的热应力。特别是在快速启动、停机和工况变化时，将引起很大的温度变化，会在汽缸和法兰中产生很大的热应力和热变形。所以汽缸应有足够的刚度和强度，以满足机组安全运行的要求。不同的机组汽缸有不同的结构特点，它受机组容量、新蒸汽参数、排汽参数、是否采用中间再热一级制造厂家的制造方法、工艺水平等各方面的影响。,(二)下面以某600MW机组为例介绍汽缸的结构。高、中压缸为双层缸结构，能够节省优质钢材，减少启动时间。每个低压缸由一个内缸和两个外缸组成。本机组由于排气容
3、积流量大，为减少末级排汽损失，采用了四排汽口，也就是采用了两个结构完全相同的反向分流式低压缸。运行中，由连通管来的蒸汽从汽缸中部进入，然后分左右两路进入低压缸作功，从两侧排气口排出，每个低压缸的两个排汽口最后汇合成一个排气通道，和一个凝汽器相连。1.高压缸 双层缸结构，这样在启停和变负荷运行时，缸壁内外表面之间的温度差较小。对于一定的汽缸金属材料来说，汽缸壁的热应力也较小，因此有利于缩短启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性。双层缸比单层缸结构复杂，零件增多，因而制造、安装和检修等工作量和材料量都有所增加。600MW汽轮机高压缸双层结构的设计有其独特的优点，即内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承
4、受的温差大、压差小。因此内缸壁中温度梯度不大，引起的热应力较小；外缸虽承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能承受较大的热应力。由于这种设计特点，可以将气缸壁和法兰厚度做得薄些，在温度变化时(工况变化时)，法兰、螺栓的温度变化速度较快，这样就不必另设加热装置对法兰螺栓进行加热，从而取消了加热装置。,高压外缸为Cr钼合金钢铸件，沿水平中分面分开，形成上缸和下缸(图5-1-1)。在其电机端有4个进汽口，上、下半各两个，通过四根挠性主蒸汽进汽管与调节汽阀出口相连，主蒸汽管焊于外缸上，且经三道活塞环插入高压内缸的高压进汽连接管向蒸汽室供汽。蒸汽室是由活塞环与高压内缸连接而成的。高压缸的排汽口
5、在其调阀端的下部，左右侧各一，共两个。下半缸还有第一级抽汽口，口径为273mm。高压外缸内部装有高压内缸、高压隔板套及前、后汽封。汽缸上半设有开口，供现场动平衡时安装螺塞用。在下部两端面处有凸台，用以固定定中心梁，以保证汽缸和轴承座的对中。为方便定中心梁的安装，采用偏心套筒销来定位，使安装工艺大为简化。汽缸中分面用长螺栓紧固。精加工后进行水压试验。高压外缸两端由四个猫爪分别支承于前轴承座和中轴承座上。猫爪的支承面与汽缸的水平中分面一致，这样保证了猫爪受热膨胀时，汽轮机动、静部分间的间隙不受影响。高压缸外缸中部及调阀端(排汽端)的最高点和最低点，设有测量金属温度的热电偶，作为检测积水用。在高压外
6、缸相应部位上设置有凸台和通孔，以供穿过外缸安装测量第一级金属及蒸汽温度、高压隔板套积水、高压平衡活塞漏汽及金属温度的热电偶。在其上还设置有测量两端壁金属温度及高排蒸汽温度热电偶的安装孔。,高压内缸(图5-1-2)亦为Cr钼合金钢铸件，为一具有中分面的鼓状圆筒结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓联接固定。高压内缸用固定于下半缸的支撑键支托于外缸水平中分面的下垫片处，并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。其轴向定位是借助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定位的。这样，既能保持内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。在高压内缸装有高压蒸汽室(喷嘴室)
7、，高压平衡活塞汽封和高压隔板套。高压蒸汽室和高压平衡活塞汽封与内缸的支撑方式亦为支撑键。高压隔板套之电机端以凹槽与高压内缸上之凸缘相连，靠近中部通过支撑键支撑于高压外缸上。为防止高压隔板套安装时的前倾趋向，在其电机端有一辅助支撑，支撑于高压内缸的中分面上。内缸的中分面螺栓、支撑键、垫片和定位销均采用不锈钢材料。在内缸的两端端部都开有孔，以供现场需作动平衡时，向转子上安装平衡螺塞用。内缸下半底部开有疏水孔，通过环形挠性疏水管穿过外缸引出，用来排去内缸进汽腔的积水。在高压内缸部分有个需注意的特殊结构，就是在开启高压内缸上半时，一定要装上吊住蒸汽室上半的专用螺钉，以防止因摩擦而将蒸汽室上半带起，在起
8、吊移动过程中落下损坏。而在扣好高压内缸后，则一定要拆下该螺钉。,高压缸剖面图,高压内缸,2.中压缸 再热蒸汽经过中压主汽门、调节汽门进入中压缸，虽然此时蒸汽压力不高，但在中压缸进汽部分的温度却很高，为537，因此，为减少汽缸中的热应力，中压缸仍采用双层缸结构。中压缸为反向分流式，就温度水平而言，中压缸中部处于高温区，两端温度、压力较低，处于低温区。因此，两端的轴封漏汽损失小，轴瓦受轴封漏汽的影响也小。由于采用了左右对称结构，中压转子基本上不产生剩余的轴向推力，所以不必设置平衡活塞，简化了结构。为了改善中压转子中部的工作环境，运行中有部分高压缸排汽通过中压缸上、下内缸上中孔的定位销和上、下缸导流
9、板的孔进入中压缸转子的中部。这股汽流在转子中部分左右两路流向中压缸第一级静叶和动叶的根部之间，进入动叶汽道。流动过程中，它冷却了中压缸转子中部及进汽导流板，但它也干扰了中压第一级叶片中蒸汽的流动，使该级内效率降低。中压内缸相对于外缸的膨胀死点，位于导流环定位销的横截面处。中压缸两端的内汽封装在外缸上。汽轮机的三段抽汽设在中压第五级后，对内缸有一定的冷却作用。中压缸的排汽从两端上部的四个排汽口排出。中压外缸为双流对称结构(图5-1-3)，为Cr钼合金钢铸件，其中间有4个进汽口，上下半各两个，通过4 根挠性管道与再热蒸汽调节阀出口相连，再热后的蒸汽经焊接于进汽口的的挠性套筒向内缸供汽。4个排汽口设
10、置在上半缸的两端，中压缸排汽,经两根中低压连通管分别送入#1和#2低压缸。中压#1抽汽口位于下缸调阀即左旋第5级后，该抽汽为非对称式，迫使电机端，即右旋第5级后的蒸汽一部分通过夹层流向调阀端#1抽汽口，这样使得夹层维持适宜的较低温度，从而合理地分配了外缸和内缸所承受的内、外壁温差。#1抽汽口口径为303mm。中压外缸两端的下部，各有一个#2抽汽口，口径为490mm。(中压#1、#2分别是第3、第4级抽汽。)中压缸中段为圆筒形，两端排汽部分流通截面自底部向排汽口逐渐增大，而设计成流线型的壁面。为了避免排汽口开孔而产生端壁的过大变形和应力集中，在上半缸两端壁处各有六根拉杆，一端用螺纹拧入内部凸肩，
11、而另一端焊在端壁上。拉杆材料为不锈钢。中压外缸内部装有中压内缸与两个#2中压隔板套(每端一个)，两端的中心孔处装有端汽封。汽封法兰面以上设有开口，以供现场转子动平衡时安装平衡螺塞用，而在下部两端壁上有凸台，用来安装紧固定中心梁用，以保证汽缸与轴承座的对中。汽缸上下水平中分面用长螺栓紧固，精加工后，进行水压试验。中压缸外端有4只猫爪分别支撑于中轴承座即#1低压缸调阀端轴承座上，其紧固螺栓与孔、螺母与猫爪之间均留有间隙，以保证其自由膨胀。猫爪的支撑面与汽缸的水平中分面保持一致，当猫爪受热膨胀时，不会引起汽缸水平中心线的变化。这就保证了汽轮机动、静部分间的径向间隙不受影响，提高了机组运行的安全性。中
12、压外缸中段的最高点和最低点，设有测量金属温度的热电偶，作检测积水用。在下半尚有设有凸台和径向通孔，供安装穿过外缸的测量内缸金属温度热电偶用。,中压内缸(图5-1-5)也为Cr钼合金钢铸件，采用具有中分面的鼓状圆筒结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓固定，内缸用固定于下半缸的支撑键支托于外缸水平中分面的下垫片处，并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。其轴向定位是借助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定位的。这样，既能保持内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。在内缸的进汽中心线处装有对称的进汽导流环。它引导蒸汽进入双流的叶片通道，并保护转子不受高
13、温蒸汽的直接冲刷。为改善受再热蒸汽包围的中压缸进汽处受高温影响区域的叶根和转子的蠕变强度，并且减少转子弯曲的可能性，在中压缸装备有蒸汽冷却系统，用以降低前述部位叶根和转子的温度。冷却蒸汽来自高压缸排汽，是通过进汽导流环上之通孔引入中压缸的(图5-1-6)。在中压内缸的两端，对称地装有#1中压隔板套。进汽导流环、隔板套的支撑方式与内缸在外缸上的支撑相似，亦为既能保证同心，亦可自由膨胀。为防止蒸汽的侵蚀，内缸的所有中分面螺栓、支撑键、垫片和定位销均由不锈钢制造。在外缸与内缸、内缸与进汽导流环的中心定位销(位于顶部和底部)上钻有通孔，运行时用以导入冷却蒸汽，而现场进行动平衡时则往转子中间装上平衡螺塞
14、。内缸下半部开有疏水孔，通过环形挠性疏水管穿过外缸引出，用来排去内缸进汽腔的积水。,中压缸剖面图,中压外缸,中压内缸,中压缸的冷却,3.低压缸大机组由于蒸汽的容积流量大，排汽真空高，因此，低压缸尺寸很大。目前，缸体的强度已不是什么重要问题，而如何保证缸体的足够刚度和合理的排汽通道则是大机组低压缸的关键问题。为了改善低压缸的热膨胀，600MW 机组低压缸采用三层缸结构，将通流部分设在内缸中，使体积较小的内缸承受温度变化，而外缸及庞大的排汽缸则均处于排汽低温状态，使其膨胀变形较小，这种结构还有利于设计成径向排汽。以减小排汽损失，缩短轴向尺寸。为了减少汽轮机的余速损失，尽可能将末级动叶排出的蒸汽动能
15、转念为压力能，在末级动叶的出口处设置了一种上下对称的扩压导流环，扩压导流环的型线是按照空气动力学的要求设计的。在空负荷及初负荷情况下，不希望排汽缸过热，为此，在末级出口处的扩压导流环上，设有一组减温水喷头，设计承载转子的转速达到600rpm以上时自动投入，并在机组负荷15%前连续运行。如果温度超过80，则必须通过增加负荷或改善真空逐步地降低排汽缸的温度。排汽缸的极限温度为121，如果达到这一温度，则应停机并排除故障。每个排汽缸的最上部设有880mm 的大气安全门，它是真空系统的安全保护措施。当凝汽器循环水突然中断时，它能防止缸内蒸汽压力过高，保护排汽缸和凝汽器。低压外缸提供向凝汽器排汽的通道。
16、在外缸的内部装有两个内缸，它将内缸的反作用力矩传递至基础上，并承受所有安装于外缸上部件的结构重量。此外，低压外缸还必须承受真空负荷，因此需要具有足够的强度和刚度，使其不产生过大的变形，以避免影响动、静部分间的间隙。#1和#2低压外缸结构基本相同，均为是碳钢板的大型焊接件。它们是汽轮机本体中尺寸最大的部件(图5-1-7)。,图5-1-7 汽轮机低压缸,为了减轻其重量，但又必须保证其具有足够的真空条件下的刚度，上半采用了大、小弧构成的薄壁拱顶，端壁焊有撑管，下半为端壁与侧壁构成的长方形框式结构，在接近中分面处依赖与沿周边连续架座得以加强，在排汽接口处，沿纵向与横向焊上加强肋与撑管来增强刚性。由于低
17、压外缸的温度低，运行中的差胀引起的中心变化很小，因此，可采用非中分面的支撑方式，轴承座与外缸制成一体，轴承座与周边架座一起支撑于基础台板上。低压外缸尺寸庞大，受加工和运输条件之限制，增加了两个垂直中分面，将外缸分成上下半各3 块，在制造厂内组装后拆开装运，待至电厂现场后再拼装紧固。两个低压缸由周边裙式座架和浇入基础的6 个预埋固定板定位。板的位置为：#1和#2低压缸每端各有一个固定板布置在纵向中心线上，使汽缸横向定位，但允许沿轴向自由膨胀。#1低压缸的中部两侧各有一个固定板布置在横向中心线上，使#1低压缸轴向定位，且允许汽缸横向自由膨胀，#1低压缸纵向固定板连线与中部横向固定板连线的交点，就成
18、了整个静子部件的膨胀死点，#2沿纵向是可移动的。低压部分的轴承座是和低压缸连成一体的，这种结构的特点，决定了本机组在运行时需要注意一个特性，就是低压轴承座的轴承标高，将随着真空变化引起的低压缸变形而有所变化。因而，为确保运行稳定，保持良好的振动品质，排汽真空度应保持在规定的范围内。在#1低压缸和中压缸之间设置有H形定中心梁。在两个低压缸之间设置有推拉杆，它们将各缸沿轴向的膨胀联系在一起。,吊去外缸上半，即可检修低压缸的内部，在外缸下半内腔侧壁上焊有人梯，便于人员进入进行安装检修。外缸上半有4个人孔，每端各两个，可在不开缸的情况下进入缸内部检查。两个排大气隔膜阀位于外缸上半的顶部。正常运行时，阀
19、的盖板被大气压紧，当凝汽器真空被破坏而超压时，蒸汽能冲开盖板，撕裂铅制隔膜向大气排放，保护低压缸安全。低压外缸内装有#1内缸、#2内缸、进汽导流环、隔板套和排汽导流环。外缸端壁中心孔处装有端汽封。在上半缸汽封法兰面以上的端壁处设有窗口，以供现场作转子动平衡时，安装平衡螺塞用。端壁上有孔，用以安装转子端部行程计(#2低压缸上)，在机组初次启动或大修后，用来确定低压转子和汽缸的相对位置。在外缸下半中段的左侧设有凸台和通孔，以供安装#1内缸金属温度热电偶用。在外缸下半端部左侧壁面设有排汽温度测点，而排汽压力的测点每端部有4个，左、右均有，压力信号测点探头深入至排汽口。轴承的进、排油管与顶轴油系统设置
20、在同一侧，而测量油温与轴承温度的接点则设置于机组的另一侧。#1低压内缸(如图5-1-8所示)和进汽部分构成低压缸的高温区。在其外壁用螺栓固定有低压缸隔,图5-1-8#1低压缸,热罩，以减少这部分的缸壁温差及热损耗。在内缸中间装有进汽导流环，它构成了进汽通道并保护转子免受汽流直接冲刷。在内缸两侧各装有隔板套和隔板，两侧因抽汽点不同而不对称。调阀端隔板套装有两级隔板，即第34级隔板，而第5级隔板亦直接装于内缸上。#1内缸为碳钢焊接结构，除两端半环为锻件外，其余均为钢板。在侧板之间焊有撑杆，形成进汽与抽汽的腔室，以此来保证结构的刚性。#1内缸进汽部分经连通管接头与低压进汽管相连接。其截面由腰圆形逐渐
21、变为圆形。#1内缸进汽口与#2内缸的对中、连通管接头与外缸的对中，均借助于垂直方向的槽配合，并利用垫片于安装时加以调整。连接管接头穿过#2内缸与外缸处均采用不锈钢薄板焊接成的形胀缩节连接，它能补偿相互间的胀差(见图5-1-9)。#1低压缸下半部的两抽汽口为对角布置，分别为低压 2级后与4级后抽汽用，抽汽都导向低加。抽汽经#2内缸引出，因两内缸温度不同而存在差胀，故连接处采用弹性密封环(图5-1-10)，以允许存在相对偏移。弹性密封环上部设置有引导套筒，以便于安装。,图5-1-10 低压抽汽口连接图,#1内缸上、下两半在中分面用螺栓紧固。在上半外圆两侧设有窗口，供拧紧内部中分面螺栓之用，装配后用
22、盖板封死。#1内缸支撑于#2内缸下半的中分面上，并于进汽中心线上横向位置上设置定位销，于内缸的底部进汽中心线垂直位置上设偏心套筒定位销，在现场总装时调整后焊死，内缸顶部顶部则籍助于进汽口处隔槽来配合定位。内缸下半底部设有进汽腔室疏水用的节流管塞，籍助压差用它来排放积水。#1内缸下部两侧的端壁盖板，安装及检修时都要密切注意其密封垫片有否损坏，以防止蒸汽漏出。#2低压内缸为碳钢焊接构件(图5-1-11)。除半环为锻件外，其余均为钢板，侧板之间形成抽汽腔室，并用肋板加强。#2内缸两端的环上装有两级隔板(第6级和第7级)，#2低压内缸上半顶部有腰圆形窗口，与#1低压内缸进汽口相匹配。下半底部有8个抽汽
23、口。近中心线成对角线布置的两孔是#1内缸引出的第2级后与第4级后抽汽的抽汽口。第5级后有两抽汽口，亦为对角布置，它们直接由#2内缸引出，供给水加热用。#2内缸两端固定有排汽导流环(图5-1-12)。它与外缸的锥形端壁结合，形成排汽阔压通道。籍助于其阔压作用，可充分利用末级叶片的排汽速度，将速度能转换成压力能，从而提高汽轮机的效率。排汽降温用喷水装置固定于排汽导流环出口的外缘上，在启动时，当转速达到600r/min时，自动投入喷水，直至机组带上15%负荷。,低压缸末几级处于湿蒸汽区，在次末级动叶顶部装有蜂窝式汽封，用以减少漏汽并排除次末级动叶甩出的水分，在末级隔板近汽侧外缘有去湿沟，以收集动叶出
24、口甩出的水滴，在排汽导流环的固定面上设有去湿槽道，用以排走末级静叶出口出的水分，从而减少末级动叶进口边的侵蚀。内缸下半底部设有疏水用节流管塞，籍助压差排放积水。#2内缸上、下两半在中分面用螺栓紧固，在上半外圆两侧设有窗户，供拧紧内部中分面螺栓之用，待装配后用盖板封死。#2内缸籍助下半中分面法兰两侧之凸边支撑于外缸之凸台上，中间加有不锈钢调整垫片，沿进汽中心线横向位置为槽配合定位，顶部进汽口亦为槽配合定位，并设有调整垫片，在内缸底部垂直中心位置设有偏心套筒定位销，在现场总装时调整后焊死，低压内、外缸对中如图5-1-13所示。,图5-1-11#2低压内缸,图5-1-12 排汽导流环,图5-1-13
25、 低压内外缸对中装置,二、汽缸的进汽部分(一)进汽管道 汽缸的进汽部分是结构最复杂的部分。大功率汽轮机一般采用独立的蒸汽室结构，调速汽门、中亚联合汽门也从汽缸上独立出来，而安装于汽缸的两侧，用管道与上下汽缸的进汽导管连通。由于大功率汽轮机的高中压缸都采用了双层缸结构，外缸上的进汽管与内缸中的喷嘴室的连接非常重要，因为进汽管要先穿过外缸，再接到内缸，而运行中内外缸间又产生膨胀，不能将进汽导管同时固定再内外缸上，同时又要保证小的间隙，不至使大量蒸汽外漏。新蒸汽从高压缸下部进入置于该机两侧的两个固定支承的高压主汽调节联合阀(图5-1-15)，由两侧各二个调节阀流出，经过四根高压导汽管进入高压缸喷嘴室
26、(图5-1-14、5-1-16)，高压缸各级反向布置，蒸汽通过四组喷嘴组进入调节级和高压压力级后由高压缸下部两侧排出进入再热器。主蒸汽进汽管道位于高压缸的两侧，是将主蒸汽引入高压缸的管道，对称布置于汽轮机中心线的两旁。主蒸汽进汽管道由4根挠性管道组成，各段管道在受热后膨胀，在其与汽缸及调节汽阀的接口处产生附加推力。各根管均具有足够长度，从而具有充分的挠性，吸收其热膨胀，减少了管道由于热胀产生的应力。挠性的主蒸汽进汽管道一端焊接于调节汽阀壳体部的出口处，另一端与,高压缸的进汽接管相焊接。主蒸汽进汽管道组件的最终焊接在施工现场进行。高压缸的进汽口共4个，2个在上半缸，2个在下半缸。上半缸部分的管道
27、具有一套法兰组件，允许管道拆卸，以便检修时开上半缸。每套法兰组件，由螺栓、凹凸法兰、垫片组成，垫片材料为软钢。在每根管道的最低部位，设有疏水管接，以排除管道内的凝结水。主蒸汽进汽管道在冷态安装时要进行预拉，以减少热态应力，预拉是用横向向外移动主汽门调节汽阀组合体来完成。再热后的蒸汽从机组两侧的两个固定支承的中压再热主汽调节联合阀(图5-1-18)及四根中压导汽管从中部进入双分流的中压缸(图5-1-17)，经过正反各9级反动式压力级后，从中压缸上部4个排汽口排出，合并成两根连通管(图5-1-19)，分别进入#12号低压缸。低压缸为双分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7级反动式压力级后，从4个
28、排汽口向下排入2个凝汽器。再热进汽管道是将再热后蒸汽引入中压缸的管道。它们位于中压缸的两侧。对称布置于汽轮机中心线两旁。,再热进汽管道也是由4根挠性管道组成，各报管道都足够长，有充分的挠性吸收其热膨胀变形，减少管道由于热胀产生的应力，管道的一端焊接于再热调节汽阀壳体的出口，另一端焊接于中压缸的进汽接管上。再热进汽管道组件的最终焊接在施工现场进行。中压缸进汽共4个，二个在上半缸，二个在下半缸。上半缸部分的管道具有一套法兰组件，管道可拆卸，以便检修时开上半缸。每套法兰组件由螺栓、凹凸法兰、垫片组成。垫片材料为软钢。在每根管道的最低点，设有疏水管，以排除管道内的疑结水。再热进汽管道在冷态安装时，要进
29、行预拉以减少热态应力，预拉是用横向向外移动再热主汽门再热调节汽阀组合体来完成。中、低压连通管(图5-1-19)的作用是把中压缸排出的蒸汽以最小的压力损失引导到低压缸。中压缸的4个向上的排汽口，每侧前、后两个成一组与一根中低压连通管相连，左侧的中、低压连通管接至#l低压缸进汽口，右侧的接至#2低压缸进汽口，右侧的连通管较长，在1低压缸电机端有一支架进行支撑。在每个进汽口前后部位，连通管上有二个波纹管组件，用拉杆成组，形成压力平衡膨胀节。由波纹管组件来吸收热胀变形，而由拉杆来承受汽压产生的推力。膨胀波纹管采用专业生产厂家的成熟产品，具有很高的可靠性。压力平衡膨胀节在安装时要进行冷拉，以减小热态时的
30、变形与应力。,在中、低压连通管的汽沈转弯处都采用光滑圆弧过渡，以减少流动损失。在中、低压连通管与低压内、外缸连接部分，设置有顶部密封膜板装置，当连通管法兰罩盖螺帽和夹紧环螺栓紧固时，密封膜板沿连通管垂直中心线方向“冷紧”。这样就减少了热态低压内、外缸垂直方向温差产生之胀差造成的密封板上的应力。进汽管经过外缸、#2内缸与#1内缸相连接，连通管接头穿过#2内缸与外缸处均采用不锈钢薄板型伸缩节连接，它能补偿相互间的差胀。1内缸进汽部分经连通管接头与低压进汽管相连接，其截面由腰圆形逐渐变为圆形。#1内缸进汽口与#2内缸的对中，连通管接头与外缸的对中，均借助于垂直方向的榫槽配合，并利用垫片于安装时加以调
31、整。,图5-1-14 主蒸汽进汽管道,图5-1-15 高压主汽门、调节汽门组合件,图5-1-16 高温进汽部分,图5-1-17 再热进汽管道,图5-1-18 再热主汽门再热调节汽阀组合件,图5-1-19 中低压连通管,(二)进汽阀门1.主汽门和调门 本机组的高压进汽阀门，为由一个主汽门和两个调节汽阀所构成的组件，主汽门为卧式布置，而调节汽阀为立式布置。进汽阀门组件共两个，分别设置于高压缸的两侧，通过主汽门座架固定于基础平台上。主汽门进口与由锅炉来的新蒸汽管道相接。两侧调节汽阀出口共有4根主蒸汽管道，两根接至高压缸上半，两根接至下半，该管道为挠性管，藉其挠性来吸收热胀变形，为减小运行时其热胀对汽
32、缸的推力，在冷态安装时进行冷拉。每个进汽阀门组件都支承于其座架上。座架一端为“A”型弹性框架和横向拉杆托架组合件，另一端为一弹性板。两个支承件均用螺栓和定位销固定在台板上，台板用螺栓和偏心销固定在汽轮机基础上，该台板属基础预埋件。为减少管道热胀时之推力，如前所述座架在冷态安装时要进行冷拉，预埋台板是按冷拉后位置布置。高压主汽门调节汽阀，在汽轮机高压进汽处提供了双重保护，由于主汽门和调节汽阀组合在一起，阀体的总体积小了。由于所有运行部件均高于汽轮机运行平台，运行维护非常方便。这些阀的开度均由各自的专用油动机控制，而油动机是受数字电液(DEH)调节系统来的控制信号控制。主汽门(图5-1-20)为卧
33、式布置，使汽流的转向减至最小限度。主汽门的功能是在需要时起到紧急阻断进汽的作用，而在汽轮机起动时也用来控制汽轮机的转速。,主汽门靠液压开启，弹簧关闭，其优点是当压力油系统由于某种原因失去压力，能借助弹簧的紧力将阀关闭，确保安全。其缺点是开启阀门时需要较大的提升力，且随着阀门开大而有效提升力变小。卧式运行主阀内有一起动小阀，在全压下能开启，其通流能力约为25额定蒸汽流量，它在调节汽阀全开的全周进汽起动时，能精确控制转速。主汽门的主阀碟为非平衡式，在负荷或转速控制切换至由调节汽阀控制而需全部打开主汽门时，需关小后面的调节汽阀至一定程度，也即主汽门主阀碟前后压差减小到一定程度方能打开主汽门主阀碟。主
34、汽门在全开和关闭位置，阀杆都有自密封装置，以减少阀杆漏汽，主汽门内有一蒸汽滤网防止异物进入汽轮机，在试运行阶段，在永久性滤网外面，尚要临时增加一细目滤网。为减小阀门门杆漏汽，在设计上当预启阀开启后，使阀杆与导向套筒在“X”处接触，当主阀全开时，使导向套筒的开端和阀杆套筒在“Y”处相接触，阻止漏汽。设有高压漏汽区和低压漏汽区，高压漏汽区引出到再热冷段，低压漏汽区引到轴封冷却器。为确保阀门动作的可靠性，规定主汽门与调节汽阀每周进行一次阀门动作试验。,1、连接轴；2、高压自动关闭器；3、定位螺栓；4、螺杆；5、止动杆；6、杠杆行程调整螺母；7、套筒；8、弹簧片；9、座圈；10、连杆；11、弹簧压盖；
35、12、双头螺柱；13、螺母；14、弹簧垫圈；15、壳体；16(17、18)、弹簧；19、连杆；20、双头螺柱；21、罩螺母；22、凹形垫圈；23、凸形垫圈；24、罩螺母；25、凸形垫圈；26、凹形垫圈；27、双头螺钉；28(29)、专用螺钉；30、阀套；31、定向套筒；32、阀杆；33、套筒；34、阀蝶；35、衬套；36、环；37、预启阀；38、阀座；39、固定螺钉；40、垫片；41、螺纹锥内六角螺钉；42、销；43、工作法兰；44、球座；45、渗氮套筒；46、连接销；47、弹簧底座；48、特制螺栓；49、特制垫圈；50、止推垫圈；51、连接轴；52、套筒；53、螺母 图5-1-20 主汽门的
36、剖面图,调节汽阀共有4个。调节汽阀的功能是控制蒸汽流量，精确地调节汽轮机的转速和负荷。调节汽阀为球头型，带有扩散管出口，以回收蒸汽的动能，减少导汽管中的流动损失。阀头在阀杆上是松动的，以保证阀碟与扩散器进口正确对中，阀碟为部分平衡式，所需提升力不大，调节汽阀为立式布置，其油动机直接装于其上部。由液压系统通过油动机控制其开启，关闭靠弹簧作用力。图图5-1-21为其中一个调节阀的剖面，调节阀杆(2)通过连接杆(28)与油动机活塞相连接，油动机活塞向上移动开启阀门，而由复位弹簧使油动机活塞向下移动而关闭阀门，弹簧的找中是借助于凸球面垫圈(23)和凹球面垫圈(24)来完成，而阀门移动的导向是依靠阀杆套
37、筒(7)来实现的。这种结构提供了足够的间隙，以维持阀杆沿整个行程能正确的对中。阀杆密封是由严格的相配合的套筒(7)而构成的，它固定在调节阀套(15)上，套筒有漏汽接头，高压漏汽和低压漏汽分别和轴封低压区域、轴封冷却器连接。两个压缩弹簧(16)和(17)在所有时间内都给每个阀门施以关闭的力，弹簧向下作用在弹簧座(18)上，以克服不平衡的力并提供一个可靠的关闭阀门的力。压缩弹簧的螺栓(31)是作为装配和拆卸阀门时使用。,1.蒸汽室；2、调节阀杆；3、套筒；4、调节阀碟；5、特制销；6、垫圈；7、套筒；8、螺栓；9、罩螺母；10、垫片；11、垫片；12、螺钉；13、螺钉；14、圆柱销；15、调节阀套
38、；16、大弹簧；17、小弹簧；18、支撑块；19、螺钉；20、销；21、螺钉；22、支撑块；23、凸球面垫片；24、凹球面垫片；25、垫块；26、销；27、DU垫片；28、连接杆；29、圆柱销；30、销；31、螺栓；32、压盖；33、锥螺纹内六角螺钉；34、圆柱销；35、螺钉,图5-1-21 调节阀的剖面图,2.再热主汽门和调门 对于再热式的机组，如果机组甩负荷，则蒸汽系统内(包括管道和锅炉的再热部分)存在的蒸汽，就足以使汽轮机超速。因此，提供了一个积极的手段来防止在这种情况下再热蒸汽进入中压缸，即设置再热进汽阀门，使再热后的蒸汽是通过再热进汽阀门才能进入汽轮机，以增加安全可靠性。西屋600M
39、W机组的中压调门具有快关作用，是在电力系统故障情况下的一种保护系统稳定的措施。在部分甩负荷时，同步发电机由于输入输出功率的不平衡引起失步使功角加大，过大功角会使发电机失去稳定造成与电网解列，因此在这种情况下需要瞬时减少汽轮机的功率，用中压调门瞬间快关后再开启的方法，可以保护电力系统的稳定。本机组在中压缸两侧各布置有一再热进汽阀门组合件(每侧由一个再热主汽门和二个再热调节汽阀所构成的Y形组件).再热主汽门为摇板式，卧式布置。而再热调节汽阀为立式布置。组合件有一共同支架，该支架用螺栓固定在底板上，底板与基础用螺钉紧固并进行二次灌浆。再热主汽门进口焊接在由锅炉而来的再热蒸汽管道。管道的推力经座架传于
40、基础。再热调节汽阀出口为4根内径为455.6毫米管道。两根接至中压缸上半，两根接至中压缸下半。由管道的挠性来吸收其热胀变形并减小对汽缸的作用力。,每一再热进汽阀门组合件设一支架，支架由两个支座组成。再热主汽门支座位于其进口处，为固定支撑。再热调节汽阀支座位于支座为薄板挠性结构，利用薄板的变形吸收阀体轴向热胀。为减小运行时的管道变形对阀门的推力，在安装阀门支座时应予冷拉。阀门的支座搁置于两支撑底板(再热主、再热调节汽阀支撑底板)上，带筋的支撑底扳预埋于基础中.支座与支撑底板间的垫片厚度留有余量，在现场安装时修正。阀门安装后，用支撑底扳调整块上的顶开螺钉进行冷拉后，拧紧地脚螺钉并安装定位销。定位销
41、为偏心套简结构，安装方便。如图5-1-22所示，再热主汽门为摇板式。全开时，阀瓣置于汽流通道之上，因而流体阻力损失很小，全关时，汽流以全压差作用于阀瓣上，以保证阀门的密封性。阀瓣为带中心杆的等厚球盖，球面具有很高的承载能力，装配时中心杆穿过摇臂孔，以螺母锁紧限位，摇臂与阀瓣，螺母之间的接触面均为球面，且留有间隙允许转动。阀瓣密封面为球面，阀座为圆环面。当阀瓣关闭与阀座相接触时，阀瓣与摇臂之间的活动联结，使阀瓣能正确就位，以保证密封面的完全吻合，全开时，阀瓣中心杆与阀盖挡块相接触，并由操纵机构之扭矩拼紧，以防止阀瓣在汽流下的抖动。转轴支撑于轴承盖与曲柄箱的氮化套筒上。球形底座的压力封汽形衬套能限
42、止轴向移动且形成密封消除转轴的漏汽。在开启和关闭再热主汽门时，用蒸汽泄放阀(卸载阀)释放压力汽封处的蒸汽压力，以减少球形底座的磨损及阻力。,再热主汽门油动机倾斜倒挂于阀体一侧，油动机采用高压抗燃油，压力油推动活塞，转动摇臂开启阀瓣。在紧急情况下，压力油被泄放掉，阀门藉助于弹簧力及蒸汽压力达到快速关闭，当阀瓣关闭而接近阀座时，油动机活塞的缓冲头进入排油孔，它抑制油的外流，使压力略增高，略为减慢此时阀门的关闭速度.为了吸收快速关闭的撞击，采用了薄壁形阀瓣。在再热主汽门的底部阀瓣前、后开有外旁通节流孔，其流量低于额定转速的空载流量，通过这一外旁通节流孔可平衡阀瓣(摇板)前、后的压力，以保证阀门在试验
43、情况下能打开。蒸汽泄放阀为一油动遮断阀，装于轴承盖上，用来降低再热主汽门开启和关闭过程中的轴端压力。当再热主汽门不动作情况下，该泄放阀关闭，转轴压向封汽衬套，使其保持密封，防止泄漏。当动作时，藉助安全油开启油动遮断阀，卸去轴端压力，动作结束后，关闭油动遮断阀。,图5-1-22 再热主汽门以及油动机结构图,再热调节汽阀为平衡式柱塞单座阀。由液压开启和弹簧力关闭。每阀都由单独的油动机操纵，为立式布置。各自的油动机都装于阀的顶部。阀碟和油动机同步动作。在阀门上始终作用有三个一组的压缩弹簧产生的关闭力。阀杆上有螺旋槽，它与氮化套筒相配，以减小高压蒸汽的泄漏。为避免外泄，阀杆漏汽经阀盖上之泄漏管导入汽封
44、加热器。套筒与阀盖紧配，并冲铆固定。当阀关闭时，阀杆凸缘与套筒底面相接触，形成自密封，阻止蒸汽沿阀杆的泄漏。圆筒形滤网围绕着再热调节汽阀，它防止杂质进入汽轮机而造成事故，滤网的下端嵌入阀壳上的凹槽中，其上端由阀盖压紧。安装滤网时，须将不钻孔部位直接对准阀壳上之挡板，挡板与进汽中心相隔180，它将两边进汽隔开，以免相撞产生涡流。在阀碟体的上部安装有两道弹性密封环，以防止进汽漏入平衡腔室，使腔内维持低压，达到良好的平衡效果。,图5-1-23 再热调门结构,(三)高中压进汽管道、抽汽管道与汽缸的连接高压缸和中压缸的主蒸汽和再热蒸汽均需穿过外缸向内缸供汽，亦即热的管道穿过较冷的外缸壁，这就需借助于具有
45、挠性的套筒连接来吸收胀差和减少热应力。挠性外套筒焊接于外缸接口上，安装时套筒接管与来自调节汽阀(或再热调节汽阀)的主蒸汽管(或再热蒸汽管)相焊接(图5-1-24)。壁薄而直径大的外套筒能消除接口温差产生的变形，而对于承受管道外力与力矩来说，则具有足够的截面刚度。此外，考虑到外缸与内缸在不同的温度下的胀差，进汽套筒与内缸进汽口用压力密封环连接，它允许存在相对的偏移。高压抽汽连接管的结构与进汽连接管相同，其外套筒也是焊接在高压外缸上，但不是插入高压内缸而是插入高压隔板套。,图5-1-24 高压进汽连接与内外缸间的连接,高压蒸汽室的作用是接受进汽管来的蒸汽，并支撑喷嘴组，后者装有喷嘴，蒸汽在其中膨胀
46、后进入调节级动叶，安装在蒸汽室内的喷嘴组把主蒸汽的压能转换成动能，并为调节级提供部分进汽。本机组之高压缸为顺流结构，在这种结构中，为封住喷嘴后之蒸汽迫其向下流经调节级端面和蒸汽室内圆面，使蒸汽室外壁和该段转子温度降低至接近喷嘴组后蒸汽温度，蒸汽室采用上、下两半的整圈结构。上半圈置于下半上，上下半间不用螺栓紧固，而是各自装入内缸上下半中，上半顶部有一专用螺栓孔，开内缸前旋入螺栓，使其与内缸上半相连，以便开缸时随内缸上半一起吊走。在扣缸时，则在就位后要去掉该连接螺栓(下次开缸时仍要装上)。蒸汽室上、下半在中分面两侧及垂直中心线上、下二处，每半各有三个槽与内缸上之凸缘相配，固定轴向位置，而且允许热态
47、自由膨胀，在中分面法兰处，内缸上凹处装有定位垫片，在上、下缸合拢后成夹持状，在上、下最高及最低点处尚有轴向凸缘与内缸上之槽相配，这样就确定了蒸汽室中心在高、低、左、右的位置，即中心定位。每半蒸汽室有二进汽口，它们与内缸之间各靠三道弹性密封环密封，且能在内缸进汽口中自由膨胀。与蒸汽室相连的喷嘴组为电脉冲整体加工件，其上直接加工出静叶(喷嘴)，蒸汽经过喷嘴组膨胀加速将压力能转换成速度能并把蒸汽导向调节级动叶栅。高压抽汽连接管的结构与进汽连接管相同，其外套筒也是焊在外缸上，但不是插入内缸而是插入高压隔板套。,三、汽缸的支撑汽缸尺寸庞大、笨重，结构复杂，而且运行过程中其热状态经常变化，因此应设计合理的
48、汽缸支撑方式。汽缸的支撑必须满足以下条件：1.支撑基础必须稳固，其固有频率应避开汽轮发电机的工作转速；2.汽缸与轴承座应有良好的刚性，以免变形；3.保证各汽缸在机组启动、运行、停机的过程中温度变化时能自由膨胀和收缩，静子与转子中心线保持一致，避免动、静部分之间的间隙消失以致发生动静摩擦。汽轮机的支撑方式包括外缸的支撑和内缸的支撑。外缸的支撑方式有两类：猫爪支撑和台板支撑。前者通过汽缸延伸出的水平法兰支撑在轴承座上，由于其支撑面与汽缸中分面距离小或在同一平面，金属膨胀时汽缸中分面位移小或可保持不变，所以高温的高中压缸一般采用这种方式；后者是汽缸或排汽室伸出的撑脚直接支撑在台板上，由于其支撑面与汽
49、缸中分面距尺寸大，金属膨胀时汽缸中分面位移大，所以一般低温的低压缸采用这种方式。猫爪支撑又分为上猫爪支撑和下猫爪支撑(图5-1-22)，由下缸延伸出的猫爪支撑的叫下猫爪支撑，由上缸延伸出的猫爪支撑的叫上猫爪支撑。下猫爪支撑上下缸连接螺栓不承受下缸重量，且安装、维护方便；上猫爪支撑上下缸连接螺栓要承受下缸重量，且安装、维护不方便。猫爪支撑又分为下猫爪非中分面支撑、下猫爪中分面支撑和上猫爪支撑。下猫爪非中分面支撑的支撑面和汽缸中分面不在同以水平面，,汽缸受热膨胀时会引起中分面的位移，而下猫爪中分面支撑和上猫爪支撑其支撑面与汽缸中分面在同以水平面，汽缸受热膨胀时中分面不变。,a、下猫爪支撑 b、下猫
50、爪中分面支撑 c、上猫爪支撑图5122 汽缸支撑,高压外缸调阀端的“猫爪”搁置在前轴承座凸台的键上，电机端“猫爪”搁置在中轴承座调阀端凸台的键上。在键上可作自由滑动。中压外缸调阀端的“猫爪”搁置在中轴承座电机端凸台的键上，电机端“猫爪”以同样方式搁置于#1低压缸调阀端下半轴承箱上。在键上可自由滑动。高压外缸前、后端分别以定中心梁与前轴承座和中轴承座相连。中压外缸前、后端分别以定中心梁与中轴承座和#1低压缸调阀端下半轴承箱相连。定中心梁用螺栓和销钉固定，以保持汽缸和轴承座的轴向和横向位置正确。前、中轴承座可在其座架上沿轴向滑动，由纵向键引导，以保持轴向中心线不变。轴承座侧面的压板限制了轴承座产生
