第2章汽轮机本体结构
汽轮机的本体结构一般可分为静止部分和转动部分。静止部分包括汽缸、进汽部分、喷嘴、隔板、汽封、滑销系统、加热系统和轴承等部件。转动部分包括主轴、叶轮、叶片和联轴器等。
NC300/225—16.7/537/537型汽轮机是东方汽轮机厂引进和吸收国内外20世纪80年代最新技术设计制造的冲动式、单轴三缸两排汽亚临界一次中间再热、一次可调、一次不可调供热凝汽式汽轮机,也是我国目前最大的丁业抽汽机组。本机组通流部分由高、中、低压缸三部分组成,共有28级,高压缸采用双层缸结构,有一个单列调节级和9个压力级。本机组采用喷嘴配汽,高压部分共有4个调节阀,对应4个喷嘴组。中压缸为单层缸隔板套结构,有6个压力级。低压缸采用焊接的双层缸结构,对称分流式,每个分流侧各有6个压力级。
为了满足机组快速启动的需要,高压缸设有汽缸夹层加热系统,高、中压缸设有法兰加热系统。
高、中、低压转子均采用整段结构,三根转子之间均采用刚性联轴器,高、中压转子采用两转子三支承结构,2号轴承采用双推力支承联合轴承。本机共有五个轴承,均为带球面轴瓦套的椭圆轴承。为了在机组启停时减小盘车力矩,且避免磨损轴承,配有高压顶轴装置,并配有转速为4.05r/min的低速自动盘车装置。
第一节 汽 缸
汽缸是汽轮机的主要静止部件。在汽缸上装有引入蒸汽和分配蒸汽的通道、导汽设备、抽汽管和排汽管等部件。汽缸的作用是将蒸汽包容在汽缸中膨胀做功。汽缸承受的荷载主要有:
(1)高压缸、中压缸承受的蒸汽压力和低压缸承受的大气压力;
(2)汽缸、转子、隔板及隔板套等部件质量引起的静载荷和由于转子转动引起的交变动载荷;
(3)蒸汽流动产生的轴向推力和反推力;
(4)汽缸、法兰、螺栓等部件因温差引起的热应力;
(5)主蒸汽、抽汽管道对汽缸产生的作用力。
汽缸应具有足够的强度及刚度,并且要求汽缸及其接合面应有良好的严密性。在机组工作时,汽缸除承受热应力之外,由于受热不均匀存在温差还产生热变形和热膨胀。为在允许的范围之内,不致造成永久变形和动静部分的碰磨,必须保证汽缸和汽缸内各部件在各个方向都能自由膨胀,同时又始终保持静止部分同转动部分处于同心状态并保持合理的间隙。对于低压缸还要求有良好的气动性能,此外,还要求汽缸的形状易于制造,便于安装、运行和检修。 NC300/225—16.7/537/537型汽轮机如前所述有高、中、低压三个汽缸。高压缸和中压缸各有一个排汽口,低压缸有两个排汽口,蒸汽在高压缸和中压缸中为反向流动,低压缸为对称双分流结构,这样布置可以减小汽轮机总的轴向推力。蒸汽在汽轮机的流程为由锅炉过热器来的压力为16.7MPa、温度为537℃的新蒸汽通过高压主汽调节阀经4根高压主汽管和装在高压外缸上的进汽管分别进入内缸上的喷嘴室,然后进入通流部分。蒸汽经过单列调节级和9个压力级做功后,压力降为3.856MPa,温度降为325.3℃。少量抽汽去2号高压加热器,其余经2根排汽管去锅炉再热器,2根排汽管上各装有1个DN600的排汽止回阀。第7级后设有回热抽汽。供3号高压加热器,抽汽压力6.706MPa、温度为371.8℃。高压捧汽经中间再热后,温度上升到537℃、压力降为3.47MPa,通过2根再热热段蒸汽管送到中压联合汽阀,再经中压主汽管从下半缸两侧进入中压缸,中压缸共有6个压力级,第3级后有2个抽汽口供1号高压加热器(GJ1)和不可调工业用汽。中压缸排汽一部分供除氧器(CY)及自用汽和可调工业用汽,其余部分通过供热蝶阀经1根Φ1400的连通管进入低压缸中部,额定纯冷凝工况下进汽压力为0.878MPa,温度为338.6℃,低压部分为对称分流式,蒸汽经2x6个压力级做功后排人凝汽器。在1~4级后各安排有回热抽汽门,分别供4个低压加热器(DJ4-DJ1)用汽。由于工作条件的差异,高压、中压和低压汽缸具有不同的结构特点,现分别介绍如下。
一、高压汽缸
高压汽缸的工作特点是缸内所承受的压力和温度都很高。因此要求汽缸的缸壁适当加厚,法兰的尺寸和螺栓的直径也要相应加大。受热应力和热变形的限制,这种情况对汽轮机的启动、停机和变工况都是不利的。为此汽轮机的高压汽缸设计为双层汽缸的结构。如图2—1所不为NC300/225—16.7/537/537型汽轮机的纵剖面图。双层汽缸由圆筒形的外缸和内缸两部分组成,内缸和外缸都有自己的水平中分面,用法兰螺栓将上、下缸连接在一起。内缸通过猫爪和滑销同外缸连接并支承在外缸上,以保证在任何热状态下内缸和外缸始终同心。在内缸和外缸两层汽缸壁中间通人中等压力的蒸汽对外缸进行冷却,可以使汽缸壁和法兰减薄,汽缸具有足够的高温强度和较小的热应力,使机组在启动、停机和变工况运行时的