【正文】 300MW汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目 錄1 緒論 1 汽輪機(jī)簡(jiǎn)介 1 電站高參數(shù)大容量汽輪機(jī)技術(shù)研究和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 本課題設(shè)計(jì)意義 2 論文研究內(nèi)容 22 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 445 機(jī)組的主要技術(shù)規(guī)范 445 給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)及設(shè)備 556 給水回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度的選取 667 回?zé)峒訜崞餍问酱_定 778 熱力系統(tǒng)的熱力計(jì)算 8893 通流部分設(shè)計(jì) 151517 透平的直徑及級(jí)數(shù)確定（調(diào)節(jié)級(jí)除外） 151517 選定汽缸和排汽口數(shù) 151517 確定第一壓力級(jí)平均直徑和末級(jí)直徑 151517 確定高壓缸壓力級(jí)的平均直徑，速比和焓降的變化規(guī)律 161618 高壓缸焓降分配 181820 中低壓缸的級(jí)數(shù)確定和各級(jí)焓降的分配 191921 詳細(xì)計(jì)算高壓缸第一壓力級(jí) 202022 高壓缸第一壓力級(jí)計(jì)算過程 202022 高壓缸第一壓力級(jí)速度三角形 232325 各壓力級(jí)詳細(xì)計(jì)算表格 232326 調(diào)節(jié)級(jí)詳細(xì)熱力計(jì)算表格 232326 高壓缸末級(jí)詳細(xì)計(jì)算表格 272730 中壓缸第一壓力級(jí)詳細(xì)計(jì)算表格 303033 中壓缸末級(jí)詳細(xì)計(jì)算表格 333336 低壓缸第一壓力級(jí)詳細(xì)計(jì)算表格 363639 低壓缸末級(jí)詳細(xì)計(jì)算表格 393942 調(diào)節(jié)級(jí)、高壓缸第一壓力級(jí)、末級(jí)速度三角形圖 424245454 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 43434646 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43434646 主蒸汽及再熱蒸汽系統(tǒng) 43434646 給水回?zé)嵯到y(tǒng) 44444747 汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45454848 蒸汽流程 45454848 高中壓閥門 46464848 汽缸結(jié)構(gòu) 46464949 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 48485050 聯(lián)軸器 49495151 葉片結(jié)構(gòu) 49495151 靜葉環(huán)和靜葉持環(huán) 50505252 軸承和軸承座： 51515353 汽封及汽封套 51515353 調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)（DEH） 51515454 供油系統(tǒng) 52525454結(jié)論 53535656參考文獻(xiàn) 54545757致 謝 55555858601 緒論1 緒論 汽輪機(jī)簡(jiǎn)介汽輪機(jī)是以水蒸氣為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的外燃高速旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。它具有單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、單位功率制造成本低和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)是現(xiàn)代化國家中重要的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備。汽輪機(jī)設(shè)備是火電廠的三大主要設(shè)備之一，汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)、輔助設(shè)備及熱力系統(tǒng)等。汽輪機(jī)本體是由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和固定部分（靜子）組成，調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)主要包括調(diào)節(jié)氣閥、調(diào)速器、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主油泵、油箱、安全保護(hù)裝置等；輔助設(shè)備主要包括凝汽器、抽氣器、高低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、凝升泵、循環(huán)水泵等；熱力系統(tǒng)主要指主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、給水回?zé)嵯到y(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。汽輪機(jī)是現(xiàn)代火力發(fā)電廠應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力機(jī)械，并且通常在高溫、高壓和高轉(zhuǎn)速的條件下工作，是一種較為精密的重型機(jī)械。它的制造和發(fā)展涉及到許多工業(yè)部門和科學(xué)領(lǐng)域，如高強(qiáng)度耐熱合金鋼的研制，優(yōu)質(zhì)的大型鍛鑄件的供應(yīng)，高效長葉片的設(shè)計(jì)和研制，在加工制造中，新工藝新技術(shù)的應(yīng)用等。因此，汽輪機(jī)制造業(yè)的發(fā)展是反映國家工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。目前，我國的汽輪機(jī)制造業(yè)還比較落后，還需要繼續(xù)努力發(fā)展，將我國的汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造水平提高上去。 電站高參數(shù)大容量汽輪機(jī)技術(shù)研究和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國工農(nóng)業(yè)的日益發(fā)展，電力工業(yè)對(duì)汽輪機(jī)制造業(yè)提出的要求不斷提高，汽輪機(jī)向大容量、高參數(shù)、低污染、高可靠性、負(fù)荷適應(yīng)性高、自動(dòng)化程度高、安全、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展?，F(xiàn)代大型汽輪機(jī)一般都采用級(jí)數(shù)多、多汽缸、多排汽的結(jié)構(gòu)；汽缸采用內(nèi)、外雙層或者多層缸的結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)設(shè)計(jì)必須選擇合理的熱力循環(huán)，汽輪機(jī)的通流部分應(yīng)有良好的熱力和氣動(dòng)特性，汽輪機(jī)主、輔機(jī)及其主要零件應(yīng)具有滿意的強(qiáng)度和振動(dòng)特性，良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)性能以及合理的制造工藝?，F(xiàn)在國內(nèi)外電站汽輪機(jī)的技術(shù)不斷發(fā)展，其發(fā)展的趨勢(shì)［?。菔牵海?）增大單機(jī)功率，提高蒸汽初參數(shù)，改進(jìn)汽輪機(jī)的通流設(shè)計(jì)，優(yōu)化中間再熱和給水回?zé)嵯到y(tǒng)，以提高汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性；（2）發(fā)展大型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，以提高一次能源的利用率；（3）開發(fā)計(jì)算機(jī)和電子元器件為基礎(chǔ)的汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，以提高汽輪機(jī)控制的自動(dòng)化水平；（4）采用先進(jìn)的加工制造設(shè)備和工藝，按標(biāo)準(zhǔn)化的質(zhì)管要求確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高機(jī)組的可靠性和可利用率。汽輪機(jī)的末機(jī)長葉片一直是提高汽輪機(jī)效率的研究方向。國內(nèi)外的汽輪機(jī)制造廠商在長葉片的設(shè)計(jì)研究中采用了一系列氣動(dòng)及強(qiáng)度振動(dòng)方面的最新技術(shù)成果。在長葉片設(shè)計(jì)中主要的新技術(shù)有：（1）三元?dú)鈩?dòng)理論的設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用可控渦流型，提高反動(dòng)度分布，減少二次流損失，改善出口流場(chǎng)的均勻性，減少排汽損失和漏氣損失；（2）應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行葉型設(shè)計(jì)，保證其能滿足氣動(dòng)參數(shù)的要求；（3）跨音速葉柵的設(shè)計(jì)，采用直線背弧以減少葉型的激波損失；（4）新的動(dòng)強(qiáng)度考核準(zhǔn)則，對(duì)高階振型的安全性作出評(píng)估。 本課題設(shè)計(jì)意義 本課題設(shè)計(jì)了一臺(tái)300MW的中間再熱式汽輪機(jī)，在設(shè)計(jì)過程中我參考了以前的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)參考了當(dāng)前汽輪機(jī)的最新進(jìn)展。針對(duì)當(dāng)前節(jié)能減排的要求，對(duì)低壓缸的末幾級(jí)葉片采用技術(shù)成熟的長葉片，從而盡量提高汽輪機(jī)的一次能源利用效率。在設(shè)計(jì)的過程中避免了同類型機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)的缺點(diǎn)，優(yōu)化了給水回?zé)嵯到y(tǒng)。通過對(duì)本課題的設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)汽輪機(jī)原理的認(rèn)識(shí)，也熟悉了整臺(tái)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)過程，為我以后的創(chuàng)新打下了良好的基礎(chǔ)。雖然這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題比較傳統(tǒng)，汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的方法是不變的。同時(shí)通過本課題的設(shè)計(jì)也讓我了解到了當(dāng)前國內(nèi)外汽輪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。 論文研究內(nèi)容本論文主要設(shè)計(jì)了300MW雙缸雙排汽，高中壓缸合缸，低壓缸雙流程的反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，目前在國內(nèi)是主流的汽輪機(jī)機(jī)型。本機(jī)組的特點(diǎn)是采用一次中間再熱提高機(jī)組的發(fā)電效率；通過八級(jí)抽汽加熱給水提高給水溫度，從而提高機(jī)組的效率。（），％。故本機(jī)組在設(shè)計(jì)上是安全、經(jīng)濟(jì)的。 本機(jī)是300MW雙缸雙排汽反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)，主要包括以下內(nèi)容：（1）透平機(jī)械的熱力計(jì)算；（2）通流部分計(jì)算；（3）汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（4）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，熱力計(jì)算主要計(jì)算各缸的焓降和加熱器抽汽點(diǎn)參數(shù)；熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)通流部分主要完成葉片尺寸的計(jì)算和校核；熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分對(duì)整機(jī)的熱力系統(tǒng)進(jìn)行了粗略的設(shè)計(jì)，涉及主蒸汽及再熱系統(tǒng)、回?zé)嵯到y(tǒng)等；總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則對(duì)汽輪機(jī)各部件的選材、選型等進(jìn)行了分析。因此，根據(jù)這些部分的設(shè)計(jì)和計(jì)算，可以確定型汽輪機(jī)各部分的幾何尺寸及其他額定工況下的氣動(dòng)參數(shù)和熱力計(jì)算。完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目關(guān)于《》的要求。 N300型汽輪機(jī)采用一次中間再熱，也就是新蒸汽經(jīng)高壓缸做功后，再放回到鍋爐中，加熱后，再進(jìn)入中壓缸在額定工況下，溫度為347℃，溫度升高到537℃，回到汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功。采用中間再熱后可降低低壓缸末級(jí)排汽溫度減輕末級(jí)葉片水蝕程度，為提高蒸汽初壓創(chuàng)造了條件，從而可提高機(jī)組內(nèi)效率，熱效率和運(yùn)行可靠性。在同樣的初參數(shù)條件下，再熱機(jī)組一般比非再熱機(jī)組的熱效率提高4％左右。而且由于末級(jí)蒸汽濕度較非再熱機(jī)組大大降低，因此，對(duì)阻止汽輪機(jī)組低壓末級(jí)葉片水蝕特別有利，提高了機(jī)組的可靠性，但采用中間再熱后，將使制造復(fù)雜，成本升高。本30MW汽輪機(jī)的通流部分由高、中、低三部分組成，共有35級(jí)，除高壓調(diào)節(jié)級(jí)為沖動(dòng)級(jí)外，其中34級(jí)均為反動(dòng)級(jí)。高壓部分有1個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)和11個(gè)壓力級(jí)；中壓部分有9個(gè)壓力級(jí)；低壓部分為兩分流式，每一分流有7個(gè)壓力級(jí)，兩個(gè)分流對(duì)置在低壓缸中。通流部分的詳細(xì)計(jì)算可參照附表格。 全機(jī)共有八段非調(diào)整抽汽，分別在1121級(jí)后和低壓缸第6級(jí)后，抽到相應(yīng)的加熱器中加熱給水，回?zé)嵯到y(tǒng)見附回?zé)嵯到y(tǒng)圖。 在熱力系統(tǒng)中，設(shè)置有一臺(tái)凝汽器，兩臺(tái)涉水抽汽器，四臺(tái)低壓加熱器和三臺(tái)高壓加熱器。本30萬千瓦汽輪機(jī)采用噴嘴調(diào)節(jié)，新蒸汽通過兩個(gè)高壓主汽門，四個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入高壓缸。高壓缸排汽經(jīng)排汽逆止門進(jìn)入中間再熱器，蒸汽再熱后經(jīng)過兩個(gè)中壓主汽門，四個(gè)中壓調(diào)速汽門進(jìn)入中壓缸。中壓缸排汽進(jìn)入兩個(gè)排汽缸后，排入凝汽器。汽輪機(jī)負(fù)荷變化主要依靠高壓缸調(diào)速汽門調(diào)節(jié)，在低于額定負(fù)荷35%時(shí)，中壓調(diào)速汽門才參與調(diào)節(jié)，其余工況中壓調(diào)速汽門全開。事故停機(jī)時(shí)，主汽門和調(diào)速汽門快速關(guān)閉，以防事故擴(kuò)大。 高壓缸設(shè)計(jì)為雙層缸結(jié)構(gòu)，中壓缸為單層隔板套式結(jié)構(gòu)，其中低壓缸是對(duì)稱分流式。為滿足機(jī)組快速啟動(dòng)需要，高中低壓缸均設(shè)有法蘭、螺栓加熱裝置。 高中低兩個(gè)轉(zhuǎn)子，依次為整鍛、爭(zhēng)端加套裝和套裝結(jié)構(gòu)，高中和中低轉(zhuǎn)子間均為剛性聯(lián)結(jié)，高中壓轉(zhuǎn)子共用三個(gè)軸承支撐，考慮到安裝，檢修需要，特備有中軸瓦。 汽缸橫向定位。高中壓缸向前膨脹，低壓缸向后膨脹，它們依靠軸承座與臺(tái)板間的縱銷導(dǎo)向。其前后端汽封是耐高溫、耐腐蝕的薄鋼帶制成。直接滾壓并鎖緊在轉(zhuǎn)子的汽封槽中，隔板汽封為梳齒式的。 本機(jī)配有5個(gè)主軸承，均系三油楔式，其正常工作位置（從機(jī)頭看）應(yīng)為沿軸承水平面逆時(shí)針方向傾斜35度，只有這一位置它能承受負(fù)荷。為了機(jī)組起停時(shí)減小盤車力矩，并避免軸承合金的磨損，還配置了高壓油頂軸裝置。 主油泵布置在前軸承箱中，經(jīng)齒形聯(lián)軸器由汽輪機(jī)主軸帶動(dòng)。 本機(jī)組配置了旁路系統(tǒng)，它對(duì)于鍋爐穩(wěn)定燃燒、汽水回收和機(jī)組快速啟動(dòng)等都十分有利。旁路系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩級(jí)旁路。主蒸汽旁路直接引入高壓缸排汽，二級(jí)旁路是再熱蒸汽直接引入凝汽器。 本機(jī)組可以參加一次調(diào)頻，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率、遲緩率等性能良好。機(jī)組全甩負(fù)荷時(shí)能維持空轉(zhuǎn)，本機(jī)組還裝備了各種保安設(shè)施。本300MW汽輪機(jī)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)中要求的熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而且按照現(xiàn)代汽輪機(jī)的發(fā)展要求，達(dá)到了良好的安全性和經(jīng)濟(jì)性。具體設(shè)計(jì)請(qǐng)參照相關(guān)章節(jié)。 本段文字既有研究內(nèi)容又有研究結(jié)論，應(yīng)該分散在文章各個(gè)部分，緒論研究內(nèi)容部分應(yīng)該分條簡(jiǎn)練列出，各部分研究詳細(xì)內(nèi)容和方法在各章節(jié)前面提出，結(jié)果和結(jié)論性內(nèi)容放在結(jié)論部分。2 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)組的主要技術(shù)規(guī)范主要的技術(shù)規(guī)范［9］（1） 型號(hào) （2） 形式 亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)（3） 額定功率 300MW（4） 保證最大功率（TMCR） 326MW（5） VWO＋5％OP工況功率 329MW（6） 主汽閥前額定蒸汽壓力 （7） 主汽閥前額定蒸發(fā)溫度 537℃（8） 再熱汽閥前額定蒸汽壓力 MPa（9） 再熱汽閥前額定蒸發(fā)溫度 537℃（10）額定轉(zhuǎn)速 3000r/min（11）旋轉(zhuǎn)方向 自機(jī)頭往發(fā)電機(jī)方向看，為順時(shí)針方向（12）額定冷卻水溫 25℃（13）維持額定功率的最高冷卻水溫度 35℃（14）額定排汽壓力 （15）維持額定功率時(shí)的排汽壓力 （16）額定工況時(shí)汽輪機(jī)主蒸汽流量 （17）額定工況時(shí)再熱蒸汽流量 t/h（18）額定給水溫度 ℃（19）回?zé)嵯到y(tǒng)三個(gè)高壓加熱器，一個(gè)除氧器，四個(gè)低壓加熱器，共8段回?zé)岢槠?0）額定工況下凈熱耗率 （）（21）汽輪機(jī)級(jí)數(shù) 35級(jí) 高壓缸 調(diào)節(jié)級(jí)+11個(gè)反動(dòng)級(jí) 中壓缸 9個(gè)反動(dòng)級(jí) 低壓缸 27個(gè)反動(dòng)級(jí)（22）配汽方式 噴嘴配汽（23）給水泵驅(qū)動(dòng)方式 小汽輪機(jī)（24）制造廠家 上海汽輪機(jī)廠※注：本設(shè)計(jì)的壓力值均指絕對(duì)壓力機(jī)組的主要熱力工況設(shè)計(jì)要求（1）額定工況：汽輪機(jī)在額定進(jìn)汽參數(shù)、額定排汽壓力、補(bǔ)水率為0％、回?zé)嵯到y(tǒng)正常投運(yùn)的條件下，能發(fā)出的額定功率為300MW，（）。（2）夏季工況：在額定進(jìn)汽參數(shù)、排汽壓力為12kPa，補(bǔ)水率為3％條件下，能保證發(fā)出額定功率為300MW，進(jìn)汽量為985t/h，熱耗率為8386kJ/()。（3）閥門全開工況（VWO）：在額定進(jìn)汽參數(shù)、額定排汽壓力、補(bǔ)水率為0％、回?zé)嵯到y(tǒng)正常投運(yùn)的條件時(shí)，調(diào)節(jié)汽閥全開工況下，最大進(jìn)汽量為985t/h，功率為315MW。（4）VWO＋5％OP超壓工況：℃/538℃，補(bǔ)水率為0％，閥門全開、回?zé)嵯到y(tǒng)正常投運(yùn)時(shí)，機(jī)組的計(jì)算最大進(jìn)汽量為1028t/h，功率為329MW。（5）當(dāng)3臺(tái)高壓加熱器全部切除后，在額定的進(jìn)汽參數(shù)、額定的排汽壓力、補(bǔ)水率為0％的條件下，機(jī)組仍能發(fā)出額定功率。 給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)及設(shè)備機(jī)組的熱力系統(tǒng)由主系統(tǒng)即給水回?zé)嵯到y(tǒng)和多個(gè)既獨(dú)立又