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文檔簡介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 0. 前言……………………………………………………………………………………………………………………… 2</p><p> 1.汽輪機課程設計要求 …………………………………………………………………………3</p><p><b> 2. 熱力設計</b
2、></p><p> 2.1 設計參數(shù)的確定……………………………………………………….3</p><p> 2.2 全機熱力過程線的擬定……………………………………………….4</p><p> 2.3 汽輪機進汽量的初步估算…………………………………………….6</p><p> 2.4 回熱系統(tǒng)的擬定……………………………
3、………………………… 7</p><p> 2.5 設計工況下調(diào)節(jié)級的設計計算……………………………………… 11</p><p> 3.非調(diào)節(jié)級的熱力計算</p><p> 3.1非調(diào)節(jié)級的級數(shù)的確定………………………………………………22</p><p> 3.2 低壓缸非調(diào)節(jié)級的詳細計算…………………………………………26<
4、;/p><p> 4 全機及各缸內(nèi)功率內(nèi)效率的計算</p><p> 4.2 全機內(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)效率計算……………………………….27</p><p><b> 5 汽封系統(tǒng)的設計</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 汽輪機結構設計</b&
6、gt;</p><p> 6.1 汽輪機進汽部分…………………………………………………….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轉子……………………………………………………………………33</p><p> 6.6 軸承…………………………………………………………………34</p><p> 7 總結……………………………………………………………………………………………………………… ...
8、35</p><p> 8 參考文獻……………………………………………………………………………………………………………… 36</p><p><b> 前 言</b></p><p> 汽輪機原理課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學的汽輪機知識,訓練學生的實際應用能力、理論和實踐相結合能力的一個重要環(huán)節(jié),通過該課程設計的訓練,學生應該能
9、夠全面掌握汽輪機的熱力計算方法、汽輪機基本結構和零部件組成,達到理論和實際相結合的目的。</p><p> 汽輪機是以蒸汽為的旋轉式熱能動力機械,與其他原動機相比,它具有單機功率大、效率、運行平穩(wěn)和使用壽命長等優(yōu)點。</p><p> 汽輪機的主要用途是作為發(fā)電用的原動機。在使用化石燃料的現(xiàn)代常規(guī)火力發(fā)電廠、核電站及地熱發(fā)電站中,都采用汽輪機為動力的汽輪發(fā)電機組。汽輪機的排汽或中間抽汽
10、還可用來滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。在生產(chǎn)過程中有余能、余熱的工廠企業(yè)中,還可以應用各種類不同品位的熱能得以合理有效地利用。由于汽輪機能設計為變速運行,所以還可用它直接驅動各種從動機械,如泵、風機、高爐風機、壓氣機和船舶的螺旋槳等。因此,汽輪機在國民經(jīng)濟中起著極其重要的作用。</p><p> 本設計說明書詳細地記錄了汽輪機的結構及工作過程。內(nèi)容包括汽輪機通流部分的機構尺寸、各級的設計與熱力計算及校核。<
11、/p><p> 由于知識掌握程度有限以及二周的設計時間對于我們難免有些倉促,此次設計一定存在一些錯誤和遺漏,希望指導老師給予指正。</p><p><b> 汽輪機課程設計要求</b></p><p> 1.1 設計題目:900MW中間再熱機組汽輪機設計</p><p><b> 1.2已知參數(shù)</b
12、></p><p> 1)汽輪機經(jīng)濟功率:900MW</p><p> 2)汽輪機初參數(shù):超臨界</p><p> 3)汽輪機排氣壓力:15kpa</p><p> 4)汽輪機轉速:3000rpm</p><p><b> 1.3設計要求</b></p><p&
13、gt; 1)汽輪機為基本負荷兼調(diào)峰運行</p><p> 2) 汽輪機型式:反動,一次中間再熱,凝汽式</p><p><b> 1.4設計原則</b></p><p> 根據(jù)設計要求,按給定的設計條件,選取有關參數(shù),確定汽輪機通流部分尺寸,力求獲得較高的汽輪機效率。汽輪機總體設計原則為在保證機組安全可靠的前提下,盡可能提高汽輪機的效率
14、,降低能耗,提高機組經(jīng)濟性,即保證安全經(jīng)濟性。承擔基本負荷兼調(diào)峰的汽輪機,其運行工況穩(wěn)定,年利用率高。設計中的計算采用電子表格來計算,提高計算的效率和準確性。</p><p><b> 2 熱力設計</b></p><p> 2.1 設計參數(shù)的確定</p><p><b> 2.1.1蒸汽參數(shù)</b></p&g
15、t;<p> 汽輪機進汽額定壓力P0:23.9MPa;</p><p> 汽輪機額定溫度t0:538℃;</p><p> 汽輪機排汽壓力Pc:0.015MPa</p><p> 2.1.2給水溫度與回熱級數(shù)</p><p> 給水回熱的經(jīng)濟性主要取決于給水的最終溫度和回熱級數(shù),給水溫度越高、回熱級數(shù)越多,循環(huán)熱效率也
16、越高。當加熱級數(shù)一定時,給水溫度有一最佳值,加熱級數(shù)越多,最佳給水溫度越高。給水溫度為270℃左右。共8級回熱,3個高溫加熱器、1個除氧器、4個低溫加熱器。</p><p> 2.1.3再熱壓力、溫度 </p><p> 對于中間再熱機組,再熱溫度是指蒸汽經(jīng)中間再熱器后汽輪機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)%,本設計取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汽輪機額定功率與經(jīng)濟功率</p><
18、p> 由于本設計中的汽輪機是高參數(shù)、大容量適用于擔負基本負荷的機組,故汽輪機經(jīng)常在額定功率和接近額定功率下運行,因此,可選擇確定汽輪機額定功率與汽輪機的經(jīng)濟功率相等,即:P=900MW。</p><p> 2.1.5汽輪機轉速:</p><p> 我國電網(wǎng)調(diào)波為50Hz,發(fā)電機最高轉速為3000rpm,故選取汽輪機轉速為:3000rpm(偏差為±3轉)。</p&
19、gt;<p> 綜上所述,該汽輪機機組熱力設計基本參數(shù)的選取如表1所示:</p><p> 汽輪機機組熱力設計基本參數(shù)的選取</p><p><b> 表1</b></p><p> 2.2 全機熱力過程線的擬定</p><p> 具有中間再熱的凝汽式汽輪機,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> 熱力過程線擬定過程中相應參數(shù)的估定:</p><p> 首先初取選取高、中、低壓缸各缸相對內(nèi)效率為:=86%,=90%,=87%。</p><p> 圖1 中間再熱機組勢力過程曲線的擬定</p><p> 圖中線1-2表示高壓缸進汽機構中的節(jié)流過程,
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程,由于在高壓過熱區(qū),各級效率變化不大,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程,此過程產(chǎn)生的焓降不能在汽輪機內(nèi)部做功,形成了再熱損失,其值取為:=10%Pr=0.478MPa;</p><p> 于是中壓缸進汽壓力為:= Pr-=4.302MPa;</p>
22、<p> 線4-5表示蒸汽進入中壓缸時,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(因為中壓缸的調(diào)節(jié)汽閥只在低負荷時才動作,平時則處于全開狀態(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程,可用凝汽式汽輪機擬定熱力過程線的方法確定。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、壓式汽輪機高得多,所以也高些,因此熱力過程更接近于直線。一般在線5-6的中點處沿等壓線下彎大約7KJ/kg,就可得近似的熱力過程線。</p><p> 各項損失及進排氣參數(shù)見下表;</p><p> 汽輪機蒸汽的近似膨脹過程曲線(全機熱力過程線)見附圖2 進排汽機構及連接管道的各項損失</p><p><b> 表2<
24、/b></p><p> 各缸進排氣參數(shù)及擬定的效率</p><p><b> 表3</b></p><p> 2.3 汽輪機進汽量的初步估算</p><p> (1)對一般的凝汽式汽輪機,其進汽量可按下式估算:</p><p> (T/h) </p>
25、<p> 式中:m——考慮回熱抽汽使進汽量增大的系數(shù),它與回熱級數(shù)、給水溫度、功率有關,結合一設計機組的相關參數(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;——全機理想焓降(kJ/kg)</p><p> 由H-S圖上查得各個點的參數(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> ——汽輪機相對內(nèi)效率,根據(jù)相關指標取為: =89%</p><p> ——機械效率,參照國內(nèi)同類型機組,可取為:=99%</p><p> ——發(fā)電機效率,參照國內(nèi)同類型機
27、組,?。?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> (2)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桿漏汽估計為總進汽量的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到臨界速度;另一種為出口處以及達到臨界速度??筛鶕?jù)相應狀態(tài)對應的公式計算處漏汽量;總得漏汽量估計為總進汽量得3%;</p><p> ?、鄢槠坑贸槠禂?shù)αi表示,根據(jù)回熱系統(tǒng)中的抽汽流量可得各個段得抽汽系數(shù)</p><p> ?、芨骷壋闅夥?/p>
29、額的確定:</p><p> 根據(jù)熱平衡的計算:由每段抽出來的蒸汽量放出的熱量與給水給過加熱器所吸收的熱量相等列出熱平衡方程,可求得各級相應的抽汽量,并參考同類型機組確定</p><p> 2.4 回熱系統(tǒng)的擬定</p><p> 2.4.1高、低加個數(shù)的確定</p><p> 給水回熱的經(jīng)濟性主要取決于給水的最終溫度和回熱級數(shù),給水
30、溫度越高、回熱級數(shù)越多,循環(huán)熱效率也越高。當加熱級數(shù)一定時,給水溫度有一最佳值,加熱級數(shù)越多,最佳給水溫度越高。當給水溫度一定時,隨著回熱級數(shù)Z的增加,附加冷源熱損失將減小,汽輪機內(nèi)效率相應增高。以做功能力法分析,有限級數(shù)的回熱加熱,在回熱加熱器中必引起有溫差的換熱,從而產(chǎn)生回熱過程的及相應的附加冷源熱損失。但隨著級數(shù)Z的增加,減小,不利于影響減弱。工程上級數(shù)Z增加,汽輪機抽汽口與回熱加熱器增加會使投資增加,從技術經(jīng)濟角度考慮經(jīng)濟性提高
31、與投資增加間的合理性,本設計選?。夯責嵯到y(tǒng)有8級非調(diào)整抽汽,分別供給3臺高壓加熱器、1 臺除氧器和4臺低壓加熱器。其中第7、8號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自流,不設疏水泵。最后一級高壓加熱器疏水至除氧器,最后一級低壓加熱器疏水進入凝汽器。</p><p> 機組回熱抽汽和疏水系統(tǒng)如圖2所示:</p><p> 圖2 回熱抽汽和疏水系統(tǒng)</
32、p><p> 2.4.2關鍵點參數(shù)的確定</p><p> ?、倌鞒隹趬毫蜏囟?lt;/p><p> 較大容量汽輪機的排汽管都設計為具有一定的擴壓能力,使排汽的余速動能最大限度地轉化為壓力能,用以補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。由于本機組為900MW機組,蒸汽流量大,所以本機組的排汽設計為四排汽。凝汽器設計為雙殼體,雙背
33、壓、單流程,可在機組最大出力工況下長期進行。由凝汽器出口壓力查飽和蒸汽熱力性質(zhì)表可得:當Pc=0.015kpa時,Tc=53.997℃</p><p><b> ②給水溫度的確定</b></p><p> 給水溫度與進入汽輪機的參數(shù)和高壓加熱器的個數(shù)有關,由設計任務書的要求,汽輪機進汽壓力為23.9MPa,參考同類型機組得:給水溫度為270℃。</p>
34、<p> ?、鄢跗鞒隹诠ぷ鲏毫蜏囟鹊拇_定</p><p> 由于本機組設計為中間再熱機組,一般采用高壓式除氧器,設計工況下,對該汽輪機取為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各回熱抽汽量的初步確定</p><p> (1)根據(jù)給水溫度270℃可得H1 高壓加熱器給誰出口溫度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)各級加熱器回熱抽汽量計算</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號高壓加熱器及除氧器為例作具體說明,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,計算從高壓加熱器開始,逐級計算。</p><p><b> ① H3高壓加熱器</b></p><p> 確定
37、各級加熱器的效率,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以及上級加熱器H3流入本級加熱器的疏水量△D12,則該級加熱器的計算抽汽量為:</p><p><b> ?、诔跗?lt;/b></p><p> 除氧器為混合式回熱器,根據(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> 說明:由于除氧器是混合式加熱器,其加熱效率最高,因此其回熱系統(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> 由此得出相關參數(shù)如表4<
39、;/p><p> 汽輪機額定工況抽汽參數(shù)</p><p><b> 表4</b></p><p> ?。?)熱力系統(tǒng)平衡圖的繪制(見附圖1)</p><p> 2.5 設計工況下調(diào)節(jié)級的設計計算</p><p> 2.5.1 調(diào)節(jié)級型式及焓降的選擇</p><p>&l
40、t;b> (1)調(diào)節(jié)級的選型</b></p><p> 調(diào)節(jié)級有單列和雙列之分,這取決于經(jīng)濟功率下調(diào)節(jié)級理想焓降的大小。由于本設計機組屬高參數(shù)、大容量類,并在是電網(wǎng)中承擔基本負荷的汽輪機,要求有盡量好的經(jīng)濟性,這種汽輪機的進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總進汽量的1%,且前幾個壓力級的葉片容易設計成具有較大的高度,在這種情況下,采用單列調(diào)節(jié)級是合理的。國產(chǎn)中間再熱機組的調(diào)
41、節(jié)級均為單列,設計工況下的理想焓降也都不超過100kJ/kg,雖然機組的結構有所復雜,成本有所提高,但由于經(jīng)濟性提高了,它的全面技術經(jīng)濟指標還是比較合理的。</p><p> (2)調(diào)節(jié)級焓降的選擇</p><p> 目前,國產(chǎn)大功率汽輪機調(diào)節(jié)級(單列)的理想熱降約為:70~100 kJ/kg,據(jù)此,本設計中采用單列調(diào)節(jié)級,經(jīng)濟功率下的調(diào)節(jié)級理想焓降取為:85 kJ/kg。</
42、p><p> 參照課程設計指導書表3-5 國產(chǎn)機組單列調(diào)節(jié)級的主要參數(shù),并做適當修正改進得本設計的相關主要參數(shù)如表5所示。</p><p> 調(diào)節(jié)級主要參數(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?shù)乃俣缺戎?/p>
43、,以保證調(diào)節(jié)級的效率。由于調(diào)節(jié)級都為部分進汽,所以其最佳速度比要比全周進汽的小,一般在額定工況下,單列級=0.4~0.45,或者更小。本設計中取小值,即:=0.4。</p><p> 平均直徑:調(diào)節(jié)級的平均直徑選取范圍為:對于高壓及超高壓以上機組(整體轉子),=900~1100mm,這時因為整體轉子的能段走私受到限制,目前國內(nèi)一般不能大于1100mm,對于單列調(diào)節(jié)級為了使調(diào)節(jié)級的焓降較大可取直徑的上限值。本設計
44、中取=1100mm</p><p> 2.5.3 反動度的確定</p><p> 由于調(diào)節(jié)級為部分進汽,其反動度要比全周進汽的級小,故對于單列調(diào)節(jié)級反動度取為:=0.05。</p><p> 2.5.4 最佳部分進汽度的確定</p><p> 由可見,在其他參數(shù)不變的條件下,葉高與部分進汽度e成反比。葉高越小,葉高損失越大,但部分進汽
45、損失越小。部分進汽損失又可分為兩種:一種為鼓風損失,另一種為斥汽損失。部分進汽度e越小,則鼓風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)級獲得較高的效率,確定調(diào)節(jié)級的葉高和部分進汽度時須使與之和為最小。</p><p><b> 于是:令,</b></p><p> 其中,——葉高損失,——部分進汽損失,包括兩部分即:,——鼓風損失,—
46、—斥汽損失。</p><p><b> 因此有: (*)</b></p><p> 其中: —試驗系數(shù),對于單列級=9.9;</p><p> —與級的類型有關的系數(shù),對單列級=0.1;</p><p> —噴嘴組數(shù),取為4;</p><p> —與級的類型有關的系數(shù),取=0.012
47、;</p><p> —為有護套的弧段長度占整個圓周長度的百分數(shù),由于實際情況很少裝有護套,故取=0。</p><p> 將(*)式化為純e的函數(shù),求一階導數(shù),并令其一階導數(shù)等于零,可求得函數(shù)的最小值,即為最佳部分進汽度,從而得。</p><p> 由以上分析計算可得=0.95。</p><p> 2.5.5 葉型的選擇</p&
48、gt;<p> 當調(diào)節(jié)級采用單列級時,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,本設計中選用亞音速噴嘴葉柵,其型號為:TC-1A,有關參數(shù)為相對節(jié)距為0.74~0.90,進汽角=70°~100°,出汽角=10°~14°;動葉柵選用型號
49、TP-1A,有關參數(shù)為:進汽角=18°~23°,出口角=16°~19°,相對節(jié)距=0.60~0.70。</p><p><b> 汽流出口角和的選擇</b></p><p> 噴嘴和動葉的汽流出口角和的大小對級的通流能力、作功能力及級效率都有直接影響。在高壓級中,由于級的容積流量一般較小,為了減小端部損失,不應使葉片高度太小
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)葉柵氣動特性曲線查得相對節(jié)距=0.868mm;由于級的平均直徑=1050mm。所以片數(shù),其中:。同理,動葉則根據(jù)動葉葉型TP-1A,動葉片數(shù)也是用式計算。</p><p> 2.5.6 調(diào)節(jié)級的詳細計算</p><p> ?。?)級的等熵滯止焓降</p><p> 根據(jù)進口參數(shù)和,查焓熵圖,而且由于調(diào)節(jié)級進口汽流速度很小,所以近似地認為,h*=h0= 331
52、0.505(kJ/kg)</p><p> ?。?)調(diào)節(jié)級進汽量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) 噴嘴實際出口焓</p><p> =- =3224.983(kJ/kg)</p><p> (7) 動葉等熵出口參數(shù),</p><p> ?。?225.505(kJ/kg) </p><
55、;p> 查得=0.01619m3/kg</p><p> (8) 動葉速度系數(shù)ψ和動葉流量系數(shù)</p><p> 參考汽輪機教科書可得:ψ =0.927, =0.938</p><p><b> ?。?)噴嘴高度</b></p><p> ?。?5.26(mm) ?。?6(mm)</p>
56、<p> 由,:=0.004m, = 0.002m;參考葉高與蓋度之間的關系所示:</p><p> 葉高與蓋度之間的關系(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).部分進汽度</p><p><b> 令</b></p><p> 使其一階導數(shù)為零,即求y的極值,得到0.95<
58、/p><p><b> (13).動葉高度</b></p><p><b> =64(mm)</b></p><p> (14)求動葉進口汽流相對速度和進汽角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)動葉理想比焓降和動葉滯止理想比焓降 </p><p> =4.25(kJ/kg)</p><p> 29.266(kJ/kg)</p><p> (16)動葉出口汽流相對速度</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)動葉損失</b></p><p> =3.520 (kJ/kg)</p><p> (18)動葉出口面積 </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和動葉葉型表選取動葉葉型為TP-1A型</p>
62、<p> (20)動葉出口汽流絕對速度和出汽角α2</p><p> ?。?5.781 m/s</p><p><b> ?。?7.17°</b></p><p><b> (21)余速損失</b></p><p> ?。?.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,這時不需對扇形損失作另外的計算</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)部分進汽損失&
65、lt;/p><p> ?。?.315kJ/kg</p><p> 式中,由于一般不使用護罩,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為通過本級的蒸汽流
66、量</p><p> ?。?.41 kJ/kg </p><p> (28)不包括漏汽損失時的級的有效比焓降 </p><p> ?。?0.633 kJ/kg</p><p> (29)級的有效比焓降Δhi</p><p> Δhi=--=69.833kJ/kg</p><p> (30
67、)級的相對內(nèi)效率</p><p><b> ?。?.843 </b></p><p><b> (31)級的內(nèi)功率</b></p><p> ?。?2060.68 kW</p><p> (32)計算詳細結果列表于調(diào)節(jié)級熱力計算匯總表7</p><p> (33) 調(diào)節(jié)
68、級速度三角形的繪制(見附圖2)</p><p><b> 調(diào)節(jié)級的詳細計算</b></p><p><b> 表7</b></p><p> 3.非調(diào)節(jié)級的熱力計算</p><p> 影響汽輪機機組效率的主要因素之一是流過該級的蒸汽容積流量的大小。而按這個大小可以將其分成三個不同的級段:高壓
69、段,中壓段,低壓段;但是實際中,根據(jù)機組容量的大小這三個段可以同時出現(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明顯的。</p><p> 在熱力設計中,通流部分的通常采用以下三種流通部分形狀,由于本設計機組是基本負荷運行的機組,要求的經(jīng)濟性,基于以上特點,本設計機組采用(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)級的級數(shù)的確定</p><p> 3.1.1全機第一非調(diào)節(jié)級平均直徑和全機末級平均直徑的確定</p><p> ①通流部分各級直徑的選擇還要考慮使整個通流部分平滑變化,以便利用余速,使機組有較高的效率。其中第一非調(diào)節(jié)級直徑的大小對通流部分的成型影響較大,由于調(diào)節(jié)級是部分進汽,與第一
71、非調(diào)節(jié)級不同,因此這兩級的只不能相等,否則就不能保證第一非調(diào)節(jié)級進汽均勻,一般這兩個直徑之差不小于50—100mm。由于調(diào)節(jié)級平均直徑已確定,這里選取=980mm。</p><p> ②末級動葉出口的連續(xù)方程,適當變化后,得:</p><p><b> ?。?357mm</b></p><p> 期望取90度,為全機總焓降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,在擬訂的熱力過程線上求得:=9.36</p><p> ----徑角比,根據(jù)機組容量大小選擇,取=2.42</p><p> ---末級蒸汽流量是新蒸汽量扣除各級回熱抽汽量總和后的數(shù)值,=578.
73、29Kg/s</p><p> 根據(jù)相關資料和經(jīng)驗擬訂各關鍵級平均直徑:</p><p> 汽輪機各關鍵級平均直徑的擬定</p><p><b> 表8</b></p><p> 3.1.2各缸非調(diào)節(jié)級級數(shù)的確定</p><p> ?。?)汽輪機非調(diào)節(jié)級級數(shù)的確定</p>&
74、lt;p> 汽輪機非調(diào)節(jié)級級數(shù)的確定,可以采用圖解法。要確定非調(diào)節(jié)級通流部分平均直徑的變化規(guī)律。具體的做法就是在坐標紙上,橫坐標BD表示本汽缸第一級和最后一級之間的中心距離,BD的長度可以任意選擇,一般可以取25cm左右;縱坐標以AB表示本汽缸第一級的平均直徑,CD表示本汽缸最后一級平均直徑;用一條逐漸上升的光滑曲線把A,C兩點連接起來,該曲線就表示本汽缸各級平均直徑的變化規(guī)律。</p><p> a.
75、中壓缸級數(shù)的確定:</p><p> ?、褡銎骄睆阶兓?guī)律圖級數(shù)(m+2=8)</p><p> 該過程本人在坐標紙上完成</p><p> 中壓壓缸各級平均直徑的擬定</p><p><b> 表9</b></p><p> Ⅱ求各缸各級的平均直徑</p><p&g
76、t;<b> 1242.17mm</b></p><p> ?、?本汽缸各級的平均焓降的確定</p><p> 級的理想焓降可用下式確定:</p><p> 對于n=3000r/min的汽輪機,上式可化為</p><p><b> =0.54</b></p><p>
77、 =63.14KJ/Kg</p><p><b> Ⅳ各汽缸的級數(shù)</b></p><p><b> 壓缸級數(shù)的確定</b></p><p> 9(級) </p><p> ?、谥袎焊准墧?shù)的確定(同低壓缸計算方法一樣)</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,讀出每級的平均直徑和速比,以直徑和速比為準,分配焓降。并對焓降進行修正。</p><p> 按低壓缸非調(diào)節(jié)級的焓降分配。按上述作法,將重新量得的數(shù)據(jù)列于表10當中:</p><p> 低壓缸各級平均直徑的修正</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)相關參數(shù)對低壓缸進行焓降及相關參數(shù)的分配如表11:</p><p> 低壓缸各級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、及低壓缸的級數(shù),各級焓降及反動度,統(tǒng)計結果如下表:</p><p> 高壓缸各級焓降及平均直徑分配表</p><p><b> 表12</b></p><p> 表 中壓缸各級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)級的詳細計算</p><p> 中壓缸第一級的詳細熱力計算如下Excel表格所示:(各級的速度三角形見附圖5)</p><p> 中壓缸非調(diào)節(jié)級熱力計算</p><p> 中壓缸其他非調(diào)節(jié)級的熱力計算與調(diào)節(jié)級計算類似,詳細計算結果如附表2所示。</p><p> 4 全機及各缸內(nèi)功率內(nèi)效率的計算</p>&
82、lt;p> 4.1 低壓缸內(nèi)功率及內(nèi)效率及內(nèi)效率計算</p><p> (1)中壓缸的總功率:388731.5149( kw)</p><p> (2) 中壓缸的相對內(nèi)效率:=0.8874</p><p> 4.2 全機內(nèi)功率及內(nèi)效率</p><p> 參照其他同學高、低壓缸的功率可估算本機組全機總功率如下:</p>
83、;<p> 全機總功率:213820.4273+62060.68+388731.5149+283974.8</p><p> 910587.43(kw)</p><p> 全機內(nèi)效率的計算:=0.8934</p><p><b> 5 汽封系統(tǒng)的設計</b></p><p> 汽輪機級內(nèi),主要是在
84、隔板和主軸的間隙處,以及動葉頂部與汽缸(或隔板套)的間隙處存在漏汽。此外,在汽輪機的高壓段或高壓缸的兩端,在主軸穿出汽缸處,蒸汽也會向外泄露,這些都將使汽輪機的效率降低,并增大凝結水損失。在汽輪機的低壓端,因為汽缸內(nèi)的壓力低于大氣壓力,在主軸穿出汽缸處,會有空氣漏入汽缸,使機組真空惡化,并增大抽汽器的負荷。</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。汽封的結構型式有曲徑式
85、、碳精式和水封式等。現(xiàn)代汽輪機均采用曲徑汽封,或稱迷宮汽封,其結構型式有梳齒形、J形、樅樹形。</p><p> 基于本機是帶基本負荷運行的,主要考慮的經(jīng)濟性;本著這樣的思想,在該設計中使用布萊登汽封。它的優(yōu)點主要有:</p><p> ?。?)減小了汽封環(huán)后背弧在槽道內(nèi)的軸向寬度,減輕了汽封環(huán)的銹死危害;</p><p> ?。?)汽封環(huán)進汽側中心部分加工有進汽
86、槽,使蒸汽直達汽封環(huán)后背??;</p><p> ?。?)在汽封塊端部加工了彈簧孔;</p><p> ?。?)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,該汽封對于提高機組的經(jīng)濟效益是非常有用的。</p><p><b> 5.1通流部分汽封</b></p><p>
87、; 在汽輪機的通流部分,由于動葉頂部與汽缸壁面之間存在著間隙,動葉柵根部和隔板壁面之間也存在著間隙,而動葉兩側又具有一定的壓差,因此在動葉頂部和根部必然會有蒸汽的泄露,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葉圍帶處的徑向、軸向汽封和動葉根部處的軸向汽封。為減少葉片上部和下部的漏汽,需將動靜葉間軸向間隙減小,但間隙過小,不能適應較大的相對膨脹,為此沖動式汽輪機隔板因前后壓
88、差大,軸向間隙需設計小些,其圍帶汽封徑向間隙一般設計為1.0mm左右,圍帶汽封和動葉根部處汽封的軸向間隙達6.0mm左右</p><p><b> 5.2軸端汽封</b></p><p> 為了提高汽輪機的效率,應盡量防止或減少漏汽現(xiàn)象。為此,在轉子穿過汽封兩端處都裝有汽封,這種汽封稱為軸端汽封,簡稱軸封。本機組軸封采用梳齒形曲徑式軸封。高壓軸封是用來防止蒸汽漏出
89、汽缸,而低壓軸封是用來防止空氣漏入汽缸。級的軸向和徑向間隙如表15所示:</p><p> 級的軸向和徑向間隙(mm)</p><p><b> 表15</b></p><p> 5.2.1高壓缸軸封</p><p> 本機高壓缸軸封由軸封體、汽封環(huán)和轉子上面的凸臺三部分組成。后軸封有三個軸封體,最外側的軸封體是
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)。前軸封設有二個軸封體,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稱布置,結構相同。中壓缸軸封設有2個軸封體,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稱布置,結構相同。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,所對應的轉子部位為光軸,沒有凸臺,適合相對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;相應中、低壓缸后段軸封采用4段3腔室。兩個汽封殼體之間,將漏出的一部分蒸氣通過氣缸上特制的孔抽出,通往相應壓力的低壓加熱器以加熱主凝結水,回收部分漏汽損失。</p><p><b> 6 汽輪機結構設計</b>
93、</p><p> 6.1 汽輪機進汽部分</p><p> 汽輪機的進汽部分是指從進汽閥門到時汽缸內(nèi)的噴嘴蒸汽室這一段,它包括調(diào)節(jié)汽閥蒸汽室、閥門、導汽管等。該機組主蒸汽經(jīng)位于汽輪機運行層下部的2個主汽閥和4個調(diào)節(jié)汽閥,由4根高壓導汽管從高、中壓缸的高壓部分上下各2根進入高壓缸。2個主汽閥的出口和4個調(diào)節(jié)汽閥的進口對接焊成一體,4個調(diào)節(jié)汽閥合用一個殼體。這些閥門由吊架支撐,布置于汽輪
94、機1號軸承箱前下方的運行層之下。</p><p> 6.1.1汽輪機高壓進汽部分</p><p> 6.1.1.1高壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥</p><p> 該機組高壓主汽閥采用單座球形閥。其中一個主汽閥的主閥碟上鉆有通孔,閥桿端部從孔中穿過,預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展形狀,作為主閥碟下游的擴壓段。高壓主汽閥的閥
95、碟上下游處均設有疏水孔,還設有閥桿漏汽孔。主汽閥進汽短管內(nèi),沿短管中心線縱向設有垂直于水平面的導流筋板。本機設有四個高壓調(diào)節(jié)汽閥。四個調(diào)節(jié)汽閥合裝在一個殼體中并與兩個高壓主汽閥焊接在一起,各調(diào)節(jié)汽閥的出口通過導管分別與高壓缸的四個噴嘴蒸汽室相連接。四個高壓調(diào)節(jié)汽閥都設有預啟閥,用以減小提升力和啟動時控制速度。閥座材料為30CrMoTv,閥門材料1Cr11MoV。</p><p> 6.1.1.2導汽管和噴嘴室&
96、lt;/p><p> 導汽管和噴嘴室是把從調(diào)節(jié)閥來的蒸汽送進汽輪機的部件。要求它們在高溫條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;導汽管與噴嘴室連接處能夠自由地相對膨脹,噴嘴室與汽缸的配合既要良好對中,又能自由地相對膨脹。</p><p> 該機組的4根進汽短管及4個噴嘴室以汽缸中心為對稱中心,對稱地布置于高壓缸的上、下半。導汽管的進汽端以焊接的結構形式與調(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構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,即能達到密封目的,又能保證短管與噴嘴室的對中和自由膨脹。調(diào)節(jié)級噴嘴分為4個噴嘴組,每個噴嘴室一個噴嘴組,每個噴嘴級有15個噴嘴,4個噴嘴組沿圓周方向整圈布置,焊接在噴嘴室出口側的圓周上。導汽管的材料為10CrMo910,噴嘴室的材料為ZG20CrMo1V。</p>
98、<p> 6.1.2汽輪機中壓進汽部分</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> 中壓主汽閥屬保護裝置,它不參與負荷調(diào)節(jié),其閥門位置只有全開和全關兩個位置。該機組中壓聯(lián)合汽門為立式結構,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,其中央開有通孔,通孔上部即為預啟閥的閥座,腔室內(nèi)設有蒸汽濾網(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,且上下移動時不受鐘罩式結構的限制,為了減小開啟時的提升力,亦設有預啟閥?;申P閉,4個閥上均沒有預啟閥。閥桿套向與閥殼的連接采用自密封結構形式。閥村套筒上開有漏汽子,主汽閥后的閥殼上還開有疏水孔。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只高壓進汽管和4只中壓進汽管,分別通過彈性法蘭固定在外缸上,高壓進汽管內(nèi)套管通過活塞環(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,減小對彈性法蘭的熱輻射,上部進汽管有疏水管接口,這樣的結構能吸收內(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 結構型式</p><p> 該機組采用高中壓合缸結構,由一個高、中壓合缸和二個雙流程低壓缸構成。汽缸分為上、下兩半,轉子從其縱向中心貫穿而過。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、中壓缸結構
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,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的一外凸臺和在內(nèi)缸上的一個環(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貓爪分別支撐在
103、中軸承箱和1號低壓缸的前軸承箱上。中壓缸的導流環(huán)將進汽分開兩股,分別流向中壓缸的兩邊做功,導流環(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低壓缸的結構與支承</p><p> 低壓缸為反向分流式,每個低壓缸由一個外缸和兩個內(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,上缸垂直結合面己用螺栓連成一體,因此汽缸上半可作為一個零件吊起。低壓外面由裙 式臺板支撐,此臺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> 本機組由于排汽容積流量大,為減小末級排汽損失,采用了四排汽口,也就是采用了兩個結構完全相同所謂反向分流式低壓缸。運行中,由連接管來的蒸汽從汽缸中部進入,然后分左、右兩路進入低壓缸做功,從
105、兩端排汽口排出,每個低壓缸的兩個排汽口最后匯合成一個排汽通道,與一個凝汽器相連。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的蒸汽壓差來決定的,可分為焊接隔板和鑄造隔板。高壓級和部分中低壓級工作溫度均為350℃以上,為適應高溫工作條件,這部分隔板都采用焊接結構,焊接隔板具有較高的強度和剛性,較好的氣密性,易制造。靜葉片采用高效分流葉柵。靜葉流動損失小,有利于提高級組熱效率。中低壓部分溫度低于350℃的級,采用鑄造隔板。鑄造隔板加工容易,方便拆裝,簡化汽缸形
107、狀。</p><p> 在本機中還采用了隔板套結構,即把相鄰的幾級隔板裝在隔板套內(nèi),再將隔板套裝在汽缸中。隔板套的采用可以簡化汽缸結構,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> 為了保證汽輪機在啟動、運行和停機過程中,汽缸、轉子等部件能按設計要求定位和對中,保證其膨脹(收縮)不受阻礙,汽輪機組配置了一套滑銷系統(tǒng)。</p><p> 該機組的滑銷系統(tǒng)共設有三個固定點,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,低壓缸(A)、(B)分別向機頭和發(fā)電機方向的膨脹不受
109、阻礙,高、中壓缸向機頭方向的膨脹也不受阻礙。轉子的相對膨脹死點,設有高壓轉子的推力盤處,位于中軸承箱內(nèi),并以此為基點,高壓轉子向機頭側膨脹,中、低壓轉子向發(fā)電機側膨脹。</p><p> 該機組的高、中壓外缸下半底部設有軸向導向鍵,高、中壓外缸的上貓爪通過二個半部面墊片與位于軸承箱上的滑動墊塊接觸,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凸戶嵌入3號軸承的洼內(nèi),該凸戶則作為高、中壓缸軸向膨脹的死點
110、。高中下外缸下半缸底部兩側與軸承箱之間設有軸向導向鍵,也作為橫向膨脹的基點,位于中軸承箱側的高、中壓缸下缸貓爪,在其靠中分面處分別設有凸緣,而在與其對應的中軸承箱處,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> 機組的高、中壓缸均通過其上汽缸水平中分面的四個搭子,座落在外下缸內(nèi)側靠近中分面處的四個水平臺肩上,其間各自設有滑動墊片。內(nèi)下缸的四個搭子,則分別
111、鑲嵌在外下缸內(nèi)側的四個鍵槽內(nèi),其中間進汽側的二個搭子與鍵槽之間設有調(diào)整墊片,并作為內(nèi)缸軸向的膨脹死點。</p><p><b> 轉子</b></p><p><b> 6.5.1主軸</b></p><p> 本設計中,汽輪發(fā)電機組軸系由汽輪機的一根高、中壓轉子(高壓部分反向單流程,中壓部分正向單流程)、二根雙流和
112、低壓轉子和一根發(fā)電機子共四根轉子組成。各轉子通過與轉子鍛成一體的剛性聯(lián)軸器相連接。每根轉子由兩個軸承支持。這四根轉子均為整鍛式轉子,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。沒有熱套部件,因而消除了葉輪等部件高溫下可能松動的問題,對啟動和變工況的適應性較強,適于在高溫條件下運行。其強度和剛度均大于同一外形尺寸的套裝轉子,且結構緊湊,軸向尺寸短,機械加工和裝配工作量小。轉子中心有貫穿轉子的中心孔,減輕轉子重量,沒有熱套部件,適
113、于高溫條件下運行,其強度和剛度均大于同一個外形尺寸的套裝軸。各轉子之間全部采用剛性聯(lián)軸器連接:其中高、中壓轉子與低壓A轉子的聯(lián)軸器之間,低壓A轉子與低壓B轉子聯(lián)軸器之間設有調(diào)整墊片; 低壓B轉子與發(fā)電機轉子聯(lián)軸器之間嵌裝有盤車齒輪。汽輪機轉子的葉輪上軸向平衡孔,借以減小轉子的軸向推力。</p><p> 汽輪機的每根轉子由兩個軸承支持。該機組的高、中壓轉子采有CrMoV合金鋼鍛件,具有良好的耐熱高強度性能;低壓
114、轉子采用NiCrMoV合金鋼鍛件,具有良好的低溫抗脆斷性能。該機組的各轉子聯(lián)軸器法蘭外緣上均設有平衡槽,在調(diào)節(jié)級后及高、中壓缸前后軸封外側的主軸凸戶上,也都設有裝有平衡質(zhì)量的螺孔,低壓轉子末級葉輪上也設有平衡槽,在現(xiàn)場不開缸也可以調(diào)整平衡質(zhì)量。</p><p><b> 6.5.2葉輪</b></p><p> 高壓級采用等厚度葉輪,這種葉輪加工方便,軸向尺寸小,
115、但強度較低,葉輪輪體上通常有一個平衡孔,以平衡葉輪兩側的壓差,減小軸向推力,中低壓級采用錐形葉輪,沿其半徑方向的應力分布比較均勻,強度較好,允許圓周速度可達300m/s,加工比較方便。</p><p><b> 6.5.3動葉片</b></p><p> 動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,型線部分用于構成汽流通道,圍帶用來與同一
116、級的其他動葉片相連接,以增強搞振性能,同時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)軸器的強度和剛度高,沒有松動的危險。聯(lián)軸器端面間設有墊片,安裝時根據(jù)具體尺寸配制,以允許轉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,在轉子結構上采用平衡活塞,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。本機組推力軸承位
118、于中軸承箱內(nèi),為單獨的滑動式自位推力軸承。在推力盤兩側的支撐環(huán)內(nèi)各安裝八塊可滑動的推力瓦塊,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支承,這就使各瓦塊的負荷可以自動調(diào)節(jié)分配,從而避免因個別瓦塊承受的負荷過大而被燒毀的現(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子的情況下地推力軸承進行拆卸和裝入,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。本機汽輪發(fā)電機組軸系中除1號、2號軸承采用可傾瓦式軸承外,其余均采用橢圓形軸承。機組的高、中壓轉子的1、2號軸承采用了雙向可傾瓦軸承,這2只軸承設有6個可傾瓦塊,上、下半各有3個瓦塊,瓦塊是也徑鏜到時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。軸承體對分為上、下兩半,兩半之間設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、右兩側還裝有銷子,以防止軸承體轉動。除1、2號軸承外,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構,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,用來調(diào)整軸承蓋對軸承的
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