1、 CN300CN30016.67/537/537-216.67/537/537-2型汽輪機型汽輪機 本體結構介紹本體結構介紹 蘇培臣蘇培臣 本體培訓提綱本體培訓提綱1. 概述2. 機組主要技術規范3. 主機結構4. 汽封系統5. 滑銷系統6. 軸承及盤車裝置 1 1 概述概述 本機是上汽引進美國西屋公司技術生產的新型機組，是亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽反動式汽輪機，具有較高的效率和安全可靠性。采用積木塊式設計思想，在保留西屋公司的技術特點如反動式葉片、整鍛轉子、多層汽缸、數字電液調節的基礎上，又對該機組進行了改進，如采用控制渦流型設計、動葉自帶圍帶成圈連接等，使機組整體的可靠性、經

2、濟性有很大的提高。 2 2 機組主要技術規范機組主要技術規范汽輪機型號：CN30016.67/537/537-2型汽輪機型式：亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽、反動、抽汽凝汽式 通流級數：36級 高壓通流+12中壓通流9低壓通流2X7末級葉片高度：900mm回熱系統級數：8級（3高+4低+1除氧） 主要參數見下表機組出力 額定純凝工況：307.22MW額定抽汽工況：296.98MW最大抽汽工況：277.55MW 主汽門前額定蒸汽壓力 16.67MPa 主汽門前額定蒸汽溫度 537 再熱蒸汽門前額定蒸汽溫度537 額定進汽量(純凝工況) 966.88t/h 最大進汽量 1025t/h 額定供熱抽

3、汽量 170t/h最大供熱抽汽量 250t/h 額定供熱抽汽壓力 1.28MPa (0.81.28 MPa可調)額定供熱抽汽溫度 366.2 額定工況凈熱耗 7786.3kJ/kW.h 3 3 主機結構主機結構3.1 汽缸3.2 轉子 3.3 閥門 3.1汽缸汽缸 本汽輪機汽缸由高、中壓缸和低壓缸兩部分組成。高、中壓部分合缸，且為雙層缸，高壓部分和中壓部分按汽流方向反向布置。低壓缸為三層缸，雙分流式，有兩個排汽口，蒸汽從中間進入向兩側對稱流動。一、高、中壓汽缸 高、中壓部分外缸采用合缸方案，內缸則分為獨立的高壓內缸和中壓內缸。高、中壓部分壓力級組反向布置，高壓部分的調節級與壓力級組也是反向布置

4、，以減少總的軸向推力。1、高、中壓外缸 高壓部分主蒸汽由分別位于上、下缸的各三根主蒸汽導管引人，一段抽汽管、至中壓平衡活塞汽封二段的連通管由上缸引出，高壓缸排汽管則由下缸引出。中壓進汽則由中壓部分下缸的兩根進汽管引人，三段抽汽管亦由下缸引出，中壓缸排汽則由上部經中低壓連通管排至低壓缸。 外缸由下缸中分面前后伸出的四個貓爪，分別搭在前軸承箱和與低壓缸下半焊在一體的#2軸承箱上。貓爪采用懸掛式結構，即下貓爪支撐，將下貓爪位置提高，使貓爪承力面正好與汽缸中分面在同一水平面上。 高壓外缸兩端有“H”形定中心梁，通過它與前軸承箱及#2軸承箱相連，在高、中壓缸熱膨脹時起推拉作用，保證高、中壓汽缸與軸承箱的

5、相對位置的不變，使汽缸與軸中心不變。高壓進汽導管高壓內、外缸夾層冷卻蒸汽至中壓平衡活塞汽封二段的連通管一段抽汽管高、中壓缸平衡管高窄法蘭（不需要法蘭、螺栓加熱）下貓爪支撐（懸掛式結構）“H”形定中心梁（高、中壓外缸兩端各一個）2、高、中壓內缸 高壓內缸內依次安裝有高壓進汽平衡活塞持環、噴咀室、高壓靜葉持環。缸內有一級沖動式調節級和與之反向布置的十二級反動式壓力級。 中壓內缸內部依次安裝有中壓平衡活塞持環及中壓#1靜葉持環（持前五級）。 高、中壓內缸分別支撐在外缸的水平中分面上，前、后軸封汽封體及中壓#2靜葉持環（持后四級）、高壓排汽側平衡持環也支撐在外缸上。高壓后四級高壓前八級一段抽汽口3、噴

6、嘴室及噴嘴組 主蒸汽從鍋爐經兩根主蒸汽管分別進入配置在高、中壓外缸兩側平臺上的兩個主汽門調門裝置，調門后的蒸汽由六根撓性導汽管分別導入設置在高壓內缸內的六個噴嘴室中。六個噴嘴室沿汽缸圓周均勻布置，使內缸的受熱有很大的對稱性。噴嘴室為單獨制造，使主蒸汽只作用于噴嘴室，內缸承受的是調節級后的汽壓和汽溫，可使汽輪機因變負荷運行時溫度變化引起的熱應力減小到最低限度。 配汽方式如下圖：調節級噴嘴組（每組六個噴嘴）4、高、中壓進汽套管 進汽套管是一個雙層套管，外套管與外缸焊接在一起，避免了漏汽。內套管插入噴嘴蒸汽室入口管內，見下圖外套管（與外缸焊接在一起）內套管5、蒸汽冷卻 本機組高、中壓缸采用雙層缸，并

7、在高、中壓內、外缸夾層引入冷卻蒸汽，以降低外缸的溫度及其所承受的壓力。高壓內、外缸夾層冷卻蒸汽來自高壓平衡活塞汽封的漏汽。這股汽流通過夾層后，一部分與高壓缸排汽匯合，另一部分則通過上部的連通管進入中壓平衡活塞汽封中段。 由于噴嘴室及噴嘴組承受主蒸汽高溫高壓，因此，利用調節級做功后的蒸汽，經調節級葉輪平衡孔引至噴嘴組冷卻孔，用來冷卻噴嘴組，而調節級來的大流量的蒸汽反向流過噴嘴室外壁對其他進行冷卻，從冷卻孔流出的蒸汽進入第一壓力級前汽室。通過冷卻后，金屬溫度的降低使其強度壽命延長一倍以上。詳見下圖：高壓內、外缸夾層冷卻蒸汽至中壓平衡活塞汽封二段的連通管中壓進汽平衡活塞中壓平衡持環中壓第一級葉輪冷卻

8、二、低壓汽缸 本機低壓缸的設計，考慮到在額定工況下進汽溫度為334.3 ，而排汽溫度為34.3 ，兩者的溫差為300 ，是整機中溫差最大的部分，為了改善汽缸的膨脹，故采用三層缸結構，一個外缸，兩層內缸。進汽口與排汽口之間的溫差由三層缸分配，龐大的外缸處于低溫狀態，膨脹較小。 低壓通流部分分段安裝在#1、2內缸中，對稱反向各有七級。 #1內缸中，采用了靜葉持環結構。調閥端靜葉持環內裝有兩級隔板，它后面有五段抽汽口，其他三級采用隔板套結構；電機端靜葉持環上裝有四級隔板，它后面有六段抽汽口，第五級直接安裝于隔板套中。兩端第五級后有七段抽汽口。 #2內缸中的六、七級處于低溫段，其內外溫差不大，直接在內

9、缸的凸緣部分開出隔板槽裝入隔板。兩端第六級后的下缸出有八段抽汽口。 低壓排汽缸有兩只，前后對稱，做成徑向擴壓式，可使排汽的速度能轉化為壓力能，減少排汽損失，提高機組效率。排汽缸內設有導流板及噴水降溫裝置。 排汽缸下部與凝汽器相連，并采用不銹鋼波形節彈性連接，去掉了凝汽器支撐彈簧以減少汽缸與凝汽器相對膨脹產生的熱應力。#1低壓內缸#2低壓內缸三、大氣閥 大氣閥裝于汽輪機低壓缸兩端內汽缸端蓋上，其用途是當低壓缸的內壓超過其最大設計安全壓力時，自動進行危急排汽。動作壓力為0.0340.048MPa。3.2轉子轉子 汽輪機轉子主要由主軸、葉輪、動葉片、聯軸器等構成。轉子按主軸與其它部分之間的組合方式，

10、分為套裝、整鍛、焊接、組合等四大類。本機因高、中壓轉子長期在高溫下運行，故采用整鍛轉子，而低壓轉子工作在蒸汽的低壓區，其蒸汽容積流量大，低壓轉子直徑大，末葉片較長，套裝轉子已不能適應其強度要求，故也采用整鍛轉子。一、高、中壓轉子 高壓轉子與中壓轉子是一根合金鋼鍛件加工而成，材料為30CrlMoV，在調閥端有一短軸用螺栓與之連接。短軸上依次有危急遮斷器、主油泵葉輪、測速齒輪、推力盤。危急遮斷器主油泵測速齒輪推力盤 高、中壓轉子上依次有#1軸承軸頸、高壓缸前汽封、高壓排汽側平衡活塞、高壓通流部分十二個反動式壓力級動葉片、調節級葉片、高壓進汽側平衡活塞、中壓平衡活塞、中壓通流部分九個反動式壓力級動葉

11、片、高中壓缸后汽封、#2軸承軸頸及聯軸器。高壓排汽側平衡活塞高中壓缸前汽封#1軸承軸頸 高壓十二個反動式動葉片加平衡螺塞的工藝孔 調節級葉輪平衡孔調節級葉片高壓進汽側平衡活塞中壓平衡活塞 轉子的通流部分布置如下： 高壓調節級與高壓壓力級反向布置，而高壓壓力級與中壓壓力級也是反向布置。高壓單列調節級布置在轉子中部，蒸汽在調節級做功后轉180度依次通過高壓側十二個壓力級做功。中壓通流部分亦是由轉子中間進汽，流向發電機端九個壓力級。 因高、中壓壓力級均采用反動式動葉片，為避免軸向推力過大，故采用鼓式轉子，即各壓力級均無葉輪，動葉直接安裝在轉子上開出的葉片槽中。 由于高、中壓壓力級均為反動式，故轉子上

12、的軸向推力較大，為平衡高、中壓轉子的軸向推力，除了在通流部分布置上采用高、中壓反向布置，調節級葉輪上開有斜孔外，轉子上還設有三個平衡活塞。 平衡活塞就是將軸封套直徑加大，在轉子上形成帶齒形軸封的較大凸肩，蒸汽由凸肩齒形間隙的一端流向另一端時，因節流而產生壓降，由于凸肩兩側所承受的壓力不同，于是產生與轉子通流部分固有推力相反的軸向附加力并與之平衡。高壓進汽區域內轉子上加工有高、中壓平衡活塞，高壓通流部分的軸向推力由這兩級平衡活塞加以平衡，再加上高壓排汽平衡活塞的作用，軸向推力最后只剩下一個較小的正向推力指向發電機端，保證額定負荷下轉子不漂移，運行穩定。 轉子上設有三個動平衡加重面，分別在高壓排汽

13、側平衡活塞調閥端面，中壓排汽端面及中壓平衡活塞高壓端面，設有工藝孔，供現場不揭缸加裝平衡螺塞。二、低壓轉子 低壓轉子由于直徑大，所受離心力劇增，故采用合金鋼整鍛轉子轉子以進汽中心線為準，兩側對稱布置各七級。由于轉子采用對分式，其軸向推力基本上自相平衡，而無需采用其他措施。見下圖：中間進汽，兩側對稱分流。三、轉子聯軸器 汽輪機高、中壓轉子和低壓轉子及低壓轉子和發電機轉子之間均用剛性聯軸器連接，傳遞扭矩和軸向力。采用剛性聯軸器的兩轉子徑向和軸向上都沒有相對位移，有利于保持轉子中心不變，但容易傳遞振動，所以對安裝精度要求很高。 發電機轉子和低壓轉子之間裝有盤車大齒輪。低壓轉子剛性聯軸器高中壓轉子剛性

14、聯軸器3.3汽門 汽輪機的啟動、停機和功率的變化，是通過汽門的開大或關小來改變進入汽輪機的蒸汽流量和蒸汽參數，或同時改變蒸汽流量和蒸汽參數來達到的。這種汽門稱為調速汽門。當機組運行時，機組出現異?，F象，需要緊急停機時，除了關閉調速汽門外，另外還設置有可以快速切斷新汽汽源，保護設備安全的汽門，即為自動主汽門。 當汽輪機甩負荷時，要求高壓調速汽門迅速關小，保證轉子飛升最大轉速不超過危急遮斷器動作轉速，但是中間再熱器和中間再熱管道中的熱慣性仍會使轉子超速，所以必須在中壓缸進口處裝有中壓調速汽門，在甩負荷時，與高壓調門同時關小，維持機組的空載運行。中壓調門除了上述作用外， 在機組負荷小于35%后也要隨

15、負荷改變開度，起調節作用。其目的是維持再熱器和旁路系統中有個恒定的壓力，保護再熱器不被過燒。高壓主汽調節聯合閥殼是一個整體合金鋼鑄件，機組裝有兩個高壓主汽調節聯合閥，分別位于高中壓缸兩側，每個主汽調節聯合閥包括一個水平安裝的主汽閥和三個相同的垂直安裝的調節閥。再熱主汽調節聯合閥殼是合金鋼鑄件，機組裝有兩個再熱主汽調節聯合閥，分別位于高中壓缸兩側（位于高壓主汽調節聯合閥之前），每個再熱主汽調節聯合閥包括一個搖板式主汽閥和一個調節閥。3.3.1 3.3.1 高壓主汽高壓主汽調節聯合閥調節聯合閥調節閥調節閥主汽閥主汽閥(“雙重閥碟” 結構)(單座結構單座結構 ）再熱主汽調節閥AA3.3.2 3.3.

16、2 再熱主汽再熱主汽調節聯合閥調節聯合閥BBB-B中壓調節閥中壓調節閥再熱主汽閥再熱主汽閥(雙座活塞式雙座活塞式)(撲板式撲板式 ）汽封工作原理汽封體結構 5 滑銷系統滑銷系統 5.1 汽缸的絕對膨脹 汽輪機滑銷系統由橫銷、縱銷等組成。 橫銷的作用是保證汽缸在橫向的正確膨脹，并限制汽缸的縱向移動以確定汽缸的軸向位置，保證汽缸在運行中受熱膨脹時中心位置不會發生變化；縱銷的作用是保證汽缸的縱向正確膨脹，并限制汽缸橫向移動以確定汽缸的橫向位置。 高、中壓缸的橫銷是設置在前、后兩對貓爪下面，能隨汽缸因軸向的膨脹推動軸承箱向前或向后移動。高、中壓缸下部的“H”形梁不僅保證了汽缸與軸承箱的相對位置，而且也

17、隨著汽缸膨脹推動軸承箱的移動。 縱銷中心線與橫銷中心線的交點形成整個汽缸的膨脹死點，在汽缸膨脹時，該點始終保持不動，汽缸只能以此點向前、后、左、右膨脹。 整個機組以死點為中心，通過高壓缸帶動前軸承箱作軸向自由膨脹。前軸承箱的位置即表示高、中、低壓缸向前膨脹值之和。汽缸對基礎的膨脹值稱為絕對膨脹值。5.2 轉子對汽缸的相對膨脹 當汽輪機啟動、停機或負荷變化時，汽缸和轉子都會產生受熱膨脹或冷卻收縮，由于轉子的受熱表面積比汽缸小，且轉子質量比相對的汽缸小，蒸汽對轉子的傳熱比對汽缸快得多，因此轉子和汽缸 存在膨脹差，而這差值是指轉子相對汽缸而言，故稱為相對膨脹差。 在機組啟動加熱時，轉子的膨脹大于汽缸

18、膨脹，產生正脹差，而機組停機冷卻時，轉子冷卻較快，其收縮亦比汽缸快，產生負脹差。推力軸承的位置就是轉子相對汽缸膨脹的死點。 汽輪機滑銷系統見下圖： 6. 軸承及盤車裝置軸承及盤車裝置6.1 軸承 汽輪機采用的軸承有徑向支持軸承和推力軸承兩種。徑向軸承用來承擔轉子的重量和旋轉的不平衡力，并確定轉子的徑向位置，以保證通流部分正確的徑向間隙。推力軸承承受蒸汽作用在轉子上的軸向推力，并確定轉子的軸向位置，以保證通流部分正確的軸向間隙。6.1.1 徑向支持軸承 本機組共有六個徑向支持軸承，高中壓轉子、低壓轉子和發電機轉子各有兩個徑向支持軸承。結構形式為：#1和#2軸承為四瓦塊可傾瓦式，#3軸承為三瓦塊可傾瓦式，#4 、#5、#6軸承為圓筒式。 可傾瓦支持軸承又稱活支多瓦軸承，一般由35塊能在支點上自由傾斜的弧形瓦塊組成。瓦塊在工作時可以隨