【正文】 盡管高壓汽缸保持了雙層缸為主 流的設(shè)計(jì)，但是三層或部分三層汽缸設(shè)計(jì)正在積極地考慮中，從而有助于汽缸承壓和避免過(guò)度的壁厚。這會(huì)加快末級(jí)葉片的腐蝕速度，對(duì)于葉片和其他易腐蝕部件有必要增加額外 的保護(hù)。這種動(dòng)葉結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的，在這個(gè)領(lǐng)域還沒(méi)有更進(jìn)一步的發(fā)展。由于汽輪機(jī)中所用的傳統(tǒng)材料可適用于蒸汽溫度達(dá)到 565186。試驗(yàn)中蒸汽中僅僅少量的不凝結(jié)氣體會(huì)引起傳熱系數(shù)量級(jí)的大大減小，范圍為圖 36 單流程表面式凝汽器示意圖 圖 37 徑向流表面式凝汽器 8 850020,000 W/m2在凝汽器的另一端，冷卻水反向從而流過(guò)另一半管束。葉根和葉頂間隙根據(jù)實(shí)際情況盡可能的小，并且根據(jù)設(shè)計(jì)許可有盡可能多的限流裝置，這些限流裝置的詳細(xì)尺寸引起流量系數(shù)的一些減小，這樣，通過(guò)這些間隙的漏汽就被減至最低程度。這使動(dòng)葉出口角減小，以致動(dòng) 葉壓降增加，并在動(dòng)葉出口獲得較大的速度來(lái)補(bǔ)償圓周速度的增加從而使蒸汽離開(kāi)葉片時(shí)產(chǎn)生最小的漩渦。因此作用在動(dòng)葉上的驅(qū)動(dòng)力基本全部來(lái)源于蒸汽通過(guò)動(dòng)葉加速流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反動(dòng)力。高壓缸的第一級(jí)往往采用沖動(dòng)級(jí)，靜葉片可裝于噴嘴室中，從而避免了隔板的壓力密封問(wèn)題。 聯(lián)軸器實(shí)質(zhì)上是傳遞扭矩的設(shè)備，但是它們也可能不得不允許相對(duì)的角不對(duì)中，傳遞軸向推力，并且確保軸向定位或允許相對(duì)的軸向位移。將轉(zhuǎn)子置于水平放置的刀 刃支撐上，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子可進(jìn)行靜平衡檢測(cè)。 由于 鎳鉻鉬釩整鍛轉(zhuǎn)子鍛件避免了套裝轉(zhuǎn)子冷縮配合時(shí)的復(fù)雜性，所以目前的轉(zhuǎn)子采用了這種結(jié)構(gòu)。 焊接轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)是鍛件尺寸小，但需要有高的整體焊接技術(shù)，一些缺乏大型鍛造能力的國(guó)家采用了焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，他們已成功地 制成焊接高、中和低壓轉(zhuǎn)子，在英國(guó)，只有有限數(shù)量的焊接低壓轉(zhuǎn)子。更加復(fù)雜的內(nèi)缸基于經(jīng)濟(jì)性考慮可采用裝配式或鑄造式。 圖 33 中高壓缸的特征包括：雙層缸，葉片支撐在內(nèi)缸的隔板上 ，兩個(gè)進(jìn)汽管道對(duì)稱(chēng)布置，底部有兩個(gè)抽汽管道，缸間有擋板，缸間靠近排汽端有鍵，外缸的兩端都有立銷(xiāo)，進(jìn)汽管道上有熱襯套，轉(zhuǎn)子汽缸間有軸封。另外薄汽缸還易于鑄造，并且可能有較少的缺陷。所有的汽缸都從水平中分面分開(kāi)，從而使轉(zhuǎn)子能放入汽缸內(nèi)和汽缸裝配為一個(gè)整體。 多級(jí)汽輪機(jī) 后面可以看到，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定時(shí)，在渦輪機(jī)械的一級(jí)中，流體能量水平的改變是有限的。如在沖動(dòng)式汽輪機(jī)中，高速流體的動(dòng)能傳遞到轉(zhuǎn)子上僅僅由于作用在轉(zhuǎn)子上的流體沖動(dòng)力。 1 第三章 蒸汽輪機(jī) 引言 蒸汽輪機(jī)是最重要的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)之一，是發(fā)電領(lǐng)域的主要原動(dòng)機(jī)。圖 31 給出了典型的沖動(dòng)級(jí)速度三角形圖。這對(duì)于渦輪機(jī)、壓縮機(jī)、泵和吹灰器是一樣的。在汽缸的水平結(jié)合面上，設(shè)置了巨大的法蘭和螺栓用以承擔(dān)壓力。 在一些汽輪機(jī)中，采用了反向流葉片，其中蒸汽在其膨脹過(guò)程中的某處，從缸間返回以相反的方向繼續(xù)流過(guò)最后的級(jí)。 中壓汽缸 現(xiàn)代再熱機(jī)組中，設(shè)計(jì)中壓缸時(shí)考慮的因素和高壓缸相似，進(jìn)入中壓缸的蒸汽溫度和高壓缸相同，壓力卻低于高壓缸壓力。所有汽缸都采用螺栓連接它們的水平結(jié)合面。 由中空柱體制成的高溫鼓形轉(zhuǎn)子，與短軸連接，易于產(chǎn)生不同的蠕變。對(duì)于套轉(zhuǎn)低壓轉(zhuǎn)子，它的軸和輪盤(pán)都采用了鎳含量高達(dá) %的鎳鉻鉬釩合金鋼；對(duì)于大型整鍛轉(zhuǎn)子，為了獲得整鍛轉(zhuǎn)子所必需的伸張性能，也首選這種合金鋼材料。 動(dòng)平衡是指針對(duì)任一個(gè)軸承支撐，沿軸向方向轉(zhuǎn)子不平衡重量的動(dòng)量之和達(dá)到零。它們可分為撓性、半撓性和剛性聯(lián)軸器三種。由于第一級(jí)承擔(dān)了比較大的焓降，這種噴嘴室結(jié)構(gòu)降低了蒸汽對(duì)高壓轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸的壓力和熱沖擊。這樣作用在動(dòng)葉上的力相當(dāng)平穩(wěn)，加上靜葉的噴嘴尾跡產(chǎn)生非常小的擾動(dòng)，故反動(dòng)級(jí)的動(dòng)葉片上可有相當(dāng)高的彎曲應(yīng)力，而不存在由于振動(dòng)而引起的疲勞故障風(fēng)險(xiǎn)。級(jí)的根部設(shè)計(jì)反動(dòng)度相當(dāng)?shù)停驗(yàn)殡S著葉高的增加，動(dòng)葉的壓降增加，所以通過(guò)靜葉的壓降減少，從而使隨著葉高的增加，級(jí)的反動(dòng)度增加。 低壓汽輪機(jī)模塊的發(fā)展是一個(gè)代價(jià)高且漫長(zhǎng)的過(guò)程，不過(guò)在其發(fā)展過(guò)程中，增加每個(gè)通流部分的排汽面積減少排汽動(dòng)能（余速損失）一直是它的動(dòng)機(jī)。 相比雙流程設(shè)計(jì)，單流程凝汽器需要的循環(huán)水量大，流阻小。 K。C，為了滿足承受高壓的要求，導(dǎo)致汽輪機(jī)的部件增厚。大多數(shù)制造商都保留了整鍛轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，盡管 ABB公司可提供焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，這種焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)綜合采用了高鉻含量和低鉻含量的合金鋼，能與蒸汽參數(shù)相匹配。 在超臨界汽輪機(jī)上，還有一個(gè)普遍的趨勢(shì)，那就是提高末級(jí)葉片長(zhǎng)度和增大排汽面積，由此減少低壓汽輪機(jī)缸的個(gè)數(shù)，從而減少成本。對(duì)于最熱部分的隔熱和冷卻蒸汽的設(shè)計(jì)也在發(fā)展中。C的運(yùn)行，其中部分采用了基于鎳的合金鋼。然而，主蒸汽和再熱蒸汽壓力的提高，可能會(huì)提高低壓汽輪機(jī)排汽的濕汽含量。通常要么采用鼓形轉(zhuǎn)子，要么采用葉輪式的轉(zhuǎn)子，其中鼓形轉(zhuǎn)子用于 50%反動(dòng)度的汽輪機(jī)中，葉輪式的轉(zhuǎn)子在沖動(dòng)式汽輪機(jī)中采用。 超臨界汽輪機(jī)發(fā)展的另一個(gè)重要方面是汽輪機(jī)的靈活性。 排汽中含有不凝結(jié)氣體對(duì)凝結(jié)蒸汽的傳熱系數(shù)有負(fù)面影響。對(duì)于雙流程設(shè)計(jì)，入口水室被分成了兩部分，從而使冷卻水流過(guò)其中一半管束。汽輪機(jī)制造者已經(jīng)形成了高效的標(biāo)準(zhǔn)葉片系列，它們的效率受汽流入射角的變化的影響小，汽流入射角的變化是由于不同的應(yīng)用情況和不同的運(yùn)行參數(shù)引起的。因此動(dòng)葉的入口角應(yīng)設(shè)計(jì)成與蒸汽汽流的方向相一致，這樣動(dòng)葉的截面形狀發(fā)生了變化。 對(duì)于反動(dòng)級(jí)，蒸汽以較低的速度進(jìn)入動(dòng)葉，并且基本上是以軸向方向進(jìn)入的。在一些最新的機(jī)組 上，高壓葉片采用電化學(xué)加工。大型汽輪發(fā)電機(jī)的多缸結(jié)構(gòu)也需要采用一個(gè)由聯(lián)軸器連接的軸系。 靜平衡是指轉(zhuǎn)子重量均勻地置于軸心周?chē)? 對(duì)于低溫轉(zhuǎn)子，主要的要求是有相對(duì)高的伸張強(qiáng)度和高的韌性。但是隨著鍛造技術(shù)和材料性能的提高，目前在一些設(shè)計(jì)中已經(jīng)取消了中心孔結(jié)構(gòu)。形體大 的低壓外缸以及它們所承受的低壓負(fù)載使得低壓缸盡可能采用裝配式結(jié)構(gòu)而不是鑄造結(jié)構(gòu)。 靜葉片支撐在隔板上，隔板由靠近水平結(jié)合面和垂直中分線的鍵支撐和導(dǎo)向，從而允許同心膨脹。 較小的壓差可以采用較薄的汽缸，這一點(diǎn)以及雙 層缸結(jié)構(gòu)的較大的表面積，使得汽輪機(jī)在啟動(dòng)時(shí)能較快的暖機(jī)。 汽缸由于內(nèi)部通道的需要使得其設(shè)計(jì)復(fù)雜。動(dòng)葉出口的蒸汽相對(duì)速度 (W 2)大于動(dòng)葉入口的蒸汽相對(duì)速度 (W1)：這是由于動(dòng)葉的焓降導(dǎo)致通過(guò)動(dòng)葉的速度增加。由壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能或動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗艿哪芰哭D(zhuǎn)換僅僅發(fā)生 在靜葉片中。本文簡(jiǎn)單討論了作為蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠部件之一的蒸汽輪機(jī)的作用。動(dòng)葉出口蒸汽的相對(duì)速度 (W 2)小于動(dòng)葉入口的相對(duì)速度 (W 1)。因 此，在能量水平改變很大的應(yīng)用中，采用了多級(jí)。相比汽缸的其余部分，相對(duì)厚重的法蘭對(duì)溫度變化的反應(yīng)較慢，導(dǎo)致了不同的膨脹率，產(chǎn)生了溫度應(yīng)力和變形，盡管這些在汽輪機(jī)中已采用了法蘭加熱蒸汽使其減至最低程度。這種布置導(dǎo)致了較高的缸間壓力和溫度，在外缸應(yīng)力增加的代價(jià)下減少了熱內(nèi)缸的