汽轮机讲课

汽轮机本体结构

一、概述

我公司330MW机组汽轮机是上海电气集团股份有限公司生产的亚临界、一次中间再热、直接空冷、抽汽凝汽式汽轮机（CZK330-16.7/0.4/538/538）。其特点是采用数字电液调节系统，操作简便，运行安全可靠；可供热网抽汽及工业抽汽，采暖抽汽压力可在0.25MPa(a)～0.7MPa(a)间调整；高中压部分采用合缸反流结构，低压部分采用双流反向结构。

该汽轮机本体由转动和静止两大部分构成。转动部分包括动叶栅、叶轮、主轴、联轴器及紧固件，静止部分包括汽缸、喷嘴室、隔板套（静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、滑销系统机座及有关紧固件。

本机通流部分由高、中、低三部分组成，高压汽缸内有一个部分进汽调节的冲动级和11个反动式压力级，中压汽缸内有12个反动式压力级，低压部分为两分流式，每一分流由6个反动式压力级组成，全机共36级。

二、汽轮机性能参数

厂 家：上海电气集团股份有限公司 型 号：CZK330-16.7/0.4/538/538

型 式：亚临界、一次中间再热、直接空冷、抽汽凝汽式汽轮机。 （1）铭牌出力（TRL工况纯凝 ）: 330MW

额定（THA工况）出力：330MW

最大连续（TMCR工况）出力：354.479MW 最大（VWO工况）出力：367.451MW 额定供热工况出力：304.775MW 最大供热工况出力：271.630MW （2）额定参数

主汽门前蒸汽压力 16.7MPa.a 主汽门前蒸汽温度 538℃ 中联门前蒸汽温度 538℃

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排汽压力 34kPa.a（TRL）/ 14kPa.a（THA） 额定给水温度 275±5℃（272.4℃） 额定转速 3000 r/min

（3）旋转方向： 从汽轮机端向发电机端看为顺时针

冷却方式: 单元制空气直接冷却机力通风 （4）负荷性质: 带基本负荷并具有调峰能力

（5）机组布置方式:室内纵向顺列布置（从汽轮机向发电机方向看，套装油管路暂按在右侧）

（6）机组安装检修条件: 机组运转层标高12.6m （7）周波变化范围: 48.5～51.5Hz（连续运行） （8）机组运行方式: 变压运行或定压运行 （9）额定采暖抽汽量： 350t/h 额定采暖抽汽压力：0.4Mpa.a 额定采暖抽汽温度：290℃ （10）最大采暖抽汽量： 550t/h 最大采暖抽汽压力：0.4Mpa.a 最大采暖抽汽温度：290℃ （11）额定工业抽汽量： 60t/h 额定工业抽汽压力：1.2~1.6Mpa.a 额定工业抽汽温度：440℃

（12）最大工业抽汽量： 80t/h（不与最大采暖抽汽工况同时出现） 最大工业抽汽压力：1.2~1.6Mpa.a 最大工业抽汽温度：440℃ （13）额定工业抽汽+额定采暖抽汽工况

工业抽汽压力 1.2~1.6MPa.a(调节范围±0.05MPa.a) 额定工业抽汽温度 440℃ 额定工业抽汽量 60t/h

额定采暖供热压力 0.4MPa.a(调节范围±0.05MPa.a)

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额定采暖供热温度 290℃ 额定采暖供热抽汽量 350t/h （14）工业抽汽+最大采暖抽汽工况

工业抽汽压力 1.2~1.6MPa.a 工业抽汽温度 440℃ 工业抽汽量 60t/h

最大采暖供热压力 0.4MPa.a(调节范围±0.05MPa.a) 最大采暖供热温度 290℃ 最大采暖供热抽汽量 550t/h

给水回热级数：7级(3高加+1除氧+3低加)，低加疏水采用逐级回流，除氧器滑压运行。 三、本体结构

高压缸部分由 1 级单列调节级（冲动式）和11 级压力级（反动式）所组成。主蒸汽经过布置在高中压缸两侧的2 个主汽阀和6 个调节汽阀从位于高中压缸中部的上下各3 个进汽口进入喷嘴室和调节级，从调节级流出的蒸汽反向流经喷嘴室的外壁再流过高压缸各级。这样，既能使高压转子的轴向推力自相平衡，同时也可对喷嘴室外壁进行冷却。

高压部分蒸汽由高压第八级后向上的 1 段抽汽口抽汽至#1 高压加热器。高压缸排汽从下部排出经再热冷段蒸汽管回到锅炉再热器，其中部分蒸汽由2 段抽汽口抽汽至#2 高压加热器。从锅炉再热器出来的再热蒸汽经由再热热段蒸汽管到达汽轮机两侧的再热主汽阀与再热调节阀，并从下部两侧进入中压缸。

中压缸全部采用反动式压力级，共12 级分成3 部分：其中，中压第1 至5 级静叶装于中压#1 静叶持环上；中压第6 至9 级静叶装于中压#2 静叶持环上；中压第10 至12 级静叶装于中压#3 静叶持环上。中压#1 静叶持环装于中压内缸上，中压#2 静叶持环及#3 静叶持环均装于高中压外缸上。

中压缸第 5 级后出来的蒸汽流经内外缸之间的夹层空间，经过外缸下半的3 段抽汽口抽汽至#3 高压加热器，同时又对中压内缸的外壁进行了冷却。中压缸第 9 级后出来的蒸汽经过4 段2 个抽汽口抽汽至除氧器。中压

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缸向上排汽一分为二，经 2 根中低压连通管导入低压缸之中部。同时，中压缸排汽的下部有2 个对称的5 段抽汽口，其抽汽的一部分至#5 低加，另一部分至热网。

低压缸采用双流反动式压力级，共2×6 级。蒸汽从低压缸中部进入，然后分别流向二端排汽口进入下部排汽装置。因对称双流，故低压转子的轴向推力基本平衡，对转子上产生的轴向推力几乎为零。末级叶片长为665mm。

在低压缸调阀端和电机端的第 2、4 级后分别设有完全对称的抽汽口，抽汽至低压加热器。其中，第2 级后的6 段抽汽口抽汽至#6 低压加热器。第4 级后的7 段抽汽口抽汽至#7 低压加热器。

本汽轮机属于反动式汽轮机，故各级之轴向推力较大。为了减小轴向推力，除了在通流部分设计中采用反向流动及双流布置之外，还在转子上采用了平衡活塞汽封的结构，从而大大减小了轴向推力，而剩余的轴向推力则由推力轴承来承担。推力轴承设在高中压缸端部的前轴承座内，在推力轴承处形成转子的相对死点。

在低压汽缸电机端轴承箱处装有差胀指示器，监视机组差胀状态。 高中压及低压部分均为内外双层缸结构。

汽轮机在轴向和横向定位板中心线的交点处形成死点，所以在中、后轴承座及低压缸分别各有一个死点。中轴承座的死点可以看作是静止部分的死点；低压缸死点在距离低压缸排汽中心线600mm 并靠近调阀端的一点；后轴承座的死点在后轴承座处。低压缸的底脚自由地安放在低压缸基础台板上，以保证其各向自由膨胀。

前轴承座自由地安放在前轴承座基础台板上。籍前轴承座与台板之间的导向键，使前轴承座只能在台板上沿汽轮机轴向中心线滑动。前轴承座两侧共2 只压板将前轴承座压住，以防止跳动。

高中压外缸下半两端通过“H”形定中心梁与前轴承座和中轴承座连接，定中心梁在汽缸热胀时起推拉作用，同时又保证了汽缸与轴系的中心不变。

高中压外缸通过与下缸铸成一体的 4 个猫爪支撑在前轴承座和中轴承座的垫块上。猫爪为悬挂式结构，支承面与汽缸中分面在同一平面上，从而避免因猫爪热胀引起的汽缸走中。

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高中压转子的 1、2 号轴承和低压转子的3、4 号轴承采用可倾瓦式，它具有良好的稳定性，可避免油膜振荡。

推力轴承采用自位式，它能自动调整推力瓦块负荷，稳定性好。此外，通过推力轴承壳体的定位机构，可测量并调整推力轴承的间隙。

高中压转子与低压转子之间采用刚性联轴器连接。两个联轴器间装有垫片，安装时可调整转子的轴向位置。

低压转子与发电机转子之间也采用刚性联轴器连接。在低压转子电机端装有盘车用大齿轮。该齿轮同时也作为联轴器垫片调整汽轮机转子与发电机转子的轴向位置。

盘车装置可手动或自动投入进行连续盘车，在机组冲转后自动脱开。 高中压部件

高中压部分纵剖面图见图 4。本机组的汽缸结构形状及其支撑方法都经过精心设计，使其在温度变化时能自由和对称地膨胀，从而将变形的可能性减少至最小。

高中压为合缸结构，高压与中压通流部分反向布置，高压蒸汽进入调节级后，蒸汽大返流反向流入高压压力级，这样可冷却汽缸和转子，降低热应力。高中压外缸内布置有高压内缸和中压内缸，以减少内缸和外缸的压力差和温度差。缸内还设有4 个静叶持环，以安装各级静叶，24 级动叶装于转子上，与静叶一起形成了高中压通流部分，各叶片采用了新型的可控涡叶型，使高中压缸效率得到了很大的改善。 高中压外缸

高中压外缸采用铬钼钢铸件，在水平中分面处分开，形成上缸和下缸。其中设有6 个高压进汽口，上、下半各3 个，通过6 根挠性管道与调节阀出口相连，蒸汽从焊于进汽口的挠性套筒进入高压缸。一个高压排汽口设在高中压缸调阀端的下部，两个中压进汽口位于高中压缸中部下半，而中压排汽口则位于高中压缸电机端的上部。汽缸上下半开有数个抽汽口，除#1 抽汽口位于上半之外，其余抽汽口均设在汽缸的下半部。这些抽汽口除抽汽供各加热器外，还供热网及工业抽汽使用。

高中压外缸内部装有高、中压内缸，高、中压持环及高、中压平衡活塞

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