2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、汽機(jī)培訓(xùn)教材C版第1頁共31頁第1章汽輪機(jī)本體汽輪機(jī)本體1.1.汽缸汽缸1.1.1.概述汽缸是汽輪機(jī)的靜止部分,它的作用是將蒸汽與大氣隔絕,形成汽流完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間,此外,它還要支撐汽輪機(jī)的其他靜止部件,如:隔板、隔板套、噴嘴汽室等,按汽流在汽輪機(jī)內(nèi)流動(dòng)的特點(diǎn),汽缸的高中壓部分承受蒸汽的內(nèi)壓力,低壓部分有一部分缸體承受外部的大氣壓,由于汽缸的重量大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜在運(yùn)行過程中,汽缸各部分承受的載荷變化不大,但是汽流在工作過程中,溫度和比

2、容變化較大,因此,汽缸在設(shè)計(jì)和制造過程中,仍需考慮較多的問題,其中主要有:汽缸及其結(jié)合面的嚴(yán)密性,汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的汽缸熱膨脹、熱變形和熱應(yīng)力,汽缸的剛度、強(qiáng)度和蒸汽流動(dòng)特性(特別是進(jìn)汽室和排汽室)等。為了便于加工、裝配和檢修,汽缸一般做成水平中分形式,其主要特點(diǎn)是:汽缸通常分為上下兩個(gè)部分,轉(zhuǎn)子從其縱向中心穿過,為了使汽缸承受較大的蒸汽壓力而不泄漏,汽缸上下兩個(gè)部分用緊固件連接,最常用用的是用螺栓、螺帽,它們沿上下缸中分面外徑的法蘭將

3、上下缸緊密聯(lián)在一起,為了保證法蘭結(jié)合面的嚴(yán)密性,汽缸中分面在制造過程中必須光潔、平整,法蘭螺栓的連接一般采用熱緊方式,也就是在安裝螺栓時(shí)給螺栓一定的預(yù)緊力,在經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)力松施后仍能保證法蘭的嚴(yán)密性。另外,汽缸的進(jìn)汽部分盡可能不集中布置在汽缸的一個(gè)部分,避免造成局部熱應(yīng)力過大,引起汽缸的變形,也是避免汽缸中分面漏汽的一個(gè)措施。隨著機(jī)組容量的增大,蒸汽參數(shù)的提高,設(shè)計(jì)密封性能好而且可靠的的法蘭成為非常困難的事情,為了解決值這個(gè)問題,大

4、型的汽輪機(jī)往往做成雙層缸體結(jié)構(gòu),內(nèi)外缸之間充滿著一定壓力和溫度的蒸汽,從而使內(nèi)外缸承受的壓差和溫差較小,缸體和法蘭都可以做的較薄,減小了熱應(yīng)力,有利于改善機(jī)組的啟動(dòng)和負(fù)荷適應(yīng)能力。一般情況下,雙層缸的定位方法為:外缸用貓爪支撐在軸承座上,內(nèi)缸與外缸采用螺栓連接,并用定位銷和導(dǎo)向銷進(jìn)行定位和導(dǎo)向。汽缸在運(yùn)行中要承受內(nèi)壓力和內(nèi)外壁溫差引起的熱應(yīng)力,為了保證動(dòng)靜部分在正常運(yùn)行時(shí)的正確位置,缸體材料必須有足夠的剛度,所選用的材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度

5、性能、良好的組織穩(wěn)定性和抗疲勞性,并具有一定的抗氧化能力。對(duì)于汽缸的中分面法蘭緊固件,因?yàn)槠湓趹?yīng)力松施的條件下工作且承受拉伸應(yīng)力,因而這些部件材料要具有較高的抗松施性能、足夠的強(qiáng)度、較低的缺口敏感性、以及較小的蠕變脆化傾向和抗氧化性,通常螺母的強(qiáng)度比螺栓低一級(jí),這樣兩者硬度不同減小螺栓的磨損,并能防止長(zhǎng)期工作后不咬死。為了保證汽缸受熱時(shí)自由膨脹又不影響機(jī)組中心線的一致,在汽缸和機(jī)座之間設(shè)置了一系列的導(dǎo)向滑鍵,這些滑鍵構(gòu)成了汽輪機(jī)的滑銷系

6、統(tǒng),對(duì)汽缸進(jìn)行支撐、導(dǎo)向和定位,保證汽輪機(jī)良好對(duì)中,各汽缸、轉(zhuǎn)子、軸承的膨脹不受阻礙。高中壓缸一般都采用支撐面和中分面重疊的上貓爪支撐結(jié)構(gòu)。汽缸本身的熱膨脹和轉(zhuǎn)子的熱膨脹也是汽輪機(jī)設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題,要合理的選定汽缸的死點(diǎn)、轉(zhuǎn)子與汽缸的相對(duì)死點(diǎn)的位置,留有足夠的相對(duì)膨脹間隙,保證動(dòng)靜部分的間隙在合理的范圍內(nèi),提高汽輪機(jī)的整體工作效率。汽輪機(jī)在運(yùn)行中,在汽缸內(nèi)不允許有任何積水,因此,汽缸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有足夠的去濕裝置,疏水應(yīng)留有足夠的通流

7、面積,盡可能的避免無法疏水的洼窩結(jié)構(gòu)。汽機(jī)培訓(xùn)教材C版第3頁共31頁在變工況、溫度變化時(shí),這些部件的溫度變化較快,沒必要設(shè)置專門的法蘭螺栓加熱裝置。整個(gè)高中壓缸分為六個(gè)部分:高中壓外缸是整體式,自中分面分為上半缸和下半缸,高、中壓內(nèi)缸上下四個(gè)部分。高中壓外缸與高壓進(jìn)汽室經(jīng)聯(lián)接管聯(lián)接,內(nèi)外之間設(shè)有密封環(huán),高壓段位于具有雙層缸結(jié)構(gòu)的區(qū)域,以減少內(nèi)外缸的熱應(yīng)力和溫度梯度,以確保在溫度變化時(shí)能均勻地膨脹和收縮。汽缸缸體采用抗高溫材料:由于高壓及

8、中壓部分進(jìn)汽壓力、溫度的升高,必須在材料、結(jié)構(gòu)及冷卻上采取相應(yīng)措施。本汽輪機(jī)汽缸高壓部分采用Cr-Mo-V鋼,該材料具有優(yōu)良的高溫性能;在結(jié)構(gòu)上保證內(nèi)缸的最大工作壓力為噴嘴后的壓力與高排壓力差,外缸最大工作壓力為高排壓力與大氣壓之差,有效的降低了汽缸的工作壓力,同時(shí)進(jìn)汽口及遮熱環(huán)的布置使得汽缸有一個(gè)合理的溫度梯度,便于控制汽缸的溫度應(yīng)力,保證汽缸的壽命損耗在要求的范圍內(nèi);中壓部分除中間汽封漏汽冷卻高中壓轉(zhuǎn)子中間汽封段以外,還從高壓第3級(jí)

9、后引蒸汽冷卻中壓第1級(jí)葉輪輪面及輪緣,大大提高了中壓缸第1級(jí)的可靠性。高壓缸的第一級(jí)噴嘴為單獨(dú)的噴嘴室:高壓內(nèi)缸噴嘴室共有四組噴嘴組成,沿圓周方向均勻布置,四根高壓進(jìn)汽導(dǎo)管為上下垂直布置,進(jìn)汽管直接插入高壓內(nèi)缸的噴嘴室。鍋爐主蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)主汽閥后分為四路分別進(jìn)入到四個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥,經(jīng)過導(dǎo)管進(jìn)入汽輪機(jī)噴組膨脹做功。一般情況下,機(jī)組為全周進(jìn)汽,只有在噴嘴調(diào)節(jié)方式下運(yùn)行時(shí)為部分進(jìn)汽,在部分進(jìn)汽的情況下,第一級(jí)動(dòng)葉受到的作用力很大,而且是局部的,

10、最危險(xiǎn)的截面往往發(fā)生在該級(jí),從圖2-1可以看出,由于高中壓缸第一級(jí)噴組承受比較大的焓降,承受較大的壓差,因而其葉輪厚度比其它壓力級(jí)要大的多。中壓缸噴嘴室:鍋爐再熱蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)中壓聯(lián)合汽閥分為兩路進(jìn)入汽輪機(jī)中壓內(nèi)缸,經(jīng)過導(dǎo)管進(jìn)入汽輪機(jī)噴組膨脹做功。高中壓缸的支撐:高中壓缸的支撐,除要考慮受動(dòng)靜部分的載荷外,還要考慮汽缸膨脹問題,采用雙層缸結(jié)構(gòu),使的缸體的支撐方式十分復(fù)雜。本汽輪機(jī)的高壓外上缸通過貓爪支在#1軸承座和#2軸承座運(yùn)行墊片上,外

11、下缸通過汽缸法蘭螺栓吊在高壓外上缸,外下缸上設(shè)有安裝貓爪,安裝貓爪通過橫銷連接在軸承座上,下缸通過間隙調(diào)整螺栓緊固在軸承座上。上內(nèi)缸通過汽缸螺栓緊固在高壓下內(nèi)缸上,高壓下內(nèi)缸通過貓爪支承在高中外下缸上,高壓上進(jìn)汽通過4只螺栓緊固在高壓下進(jìn)汽室上,高壓下進(jìn)汽室通過支承腳支承在高壓內(nèi)下缸上,中壓內(nèi)上缸通過汽缸法蘭螺栓緊固在中壓內(nèi)下缸上,中壓內(nèi)下缸通過貓爪支承在高中壓外缸上。這種面支撐方式,可以減輕接觸面的摩擦,受熱膨脹和冷卻時(shí),可以自由移動(dòng)

12、。二、高中壓缸的通流部分:汽輪機(jī)的通流部分主要是由各個(gè)級(jí)的通流部分和進(jìn)、排汽部分組成,它包括調(diào)節(jié)閥、進(jìn)汽室內(nèi)的噴嘴、安裝在隔板上的靜葉、緊固在轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉柵等部件組成,是汽輪機(jī)完成能量轉(zhuǎn)換的核心部件。在進(jìn)行汽輪機(jī)通流部分設(shè)計(jì)時(shí),主要考慮問題有:最有利的循環(huán)參數(shù)、合理的配汽機(jī)構(gòu)、力求各缸乃至整機(jī)的效率最高,滿足強(qiáng)度和剛度的要求,結(jié)構(gòu)合理、安全可靠。另外,隨著機(jī)組容量的增大,蒸汽初參數(shù)的提高,汽輪機(jī)通流部分固體顆粒侵蝕已成為不容忽視的問題,

13、各個(gè)制造商在進(jìn)行通流部分設(shè)計(jì)時(shí)都力求使SPE降到最低的程度。本汽輪機(jī)的高壓部分共有8級(jí),中壓缸有6級(jí),高壓缸第六級(jí)后抽出蒸汽作為#1高加的加熱汽源,從高壓缸排汽抽出一部分蒸汽作為#2高加的汽源。中壓缸共有兩級(jí)抽汽,分別供#3高加和除氧器。為了減小汽輪機(jī)的漏汽損失,在高中壓缸通流部分內(nèi)外缸的端部、轉(zhuǎn)子和隔板、葉片護(hù)環(huán)和內(nèi)缸之間,都設(shè)置了汽封裝置。1)、高中壓缸的隔板隔板是將汽輪機(jī)的通流部分分割成若干級(jí),用以固定汽缸內(nèi)各級(jí)靜葉片和阻止級(jí)間的

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