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汽輪機模型是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發電用的原動機,也可直接驅動各種泵模型、風機模型、壓縮機模型和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要 。
汽輪機是一種以蒸汽為動力,并將蒸氣的熱能轉化為機械功的旋轉機械,是現代火力發電廠中應用最廣泛的原動機。汽輪機具有單機功率大、效率高、壽命長等優點。
——沖動式汽輪機蒸汽主要在靜葉中膨脹,在動葉中只有少量的膨脹。
——反動式汽輪機蒸汽在靜葉和動葉中膨脹,而且膨脹程度相同。
汽輪機模型是能將蒸汽熱能轉化為機械功的外燃回轉式機械,來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機后,依次經過一 系列環形配置的噴嘴和動葉,將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能。蒸汽在汽輪機中,以不同方式進行能量轉換,便構成了不同工作原理的汽輪機。可分為為電站汽輪機模型、工業汽輪機模型、船用汽輪機模型等。
汽缸是汽輪機模型的外殼,其作用是將汽輪機的通流部分與大氣隔開,形成封閉的汽室,保證蒸汽在汽輪機內部完成能量的轉換過程,汽缸內安裝著噴嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外連接著進汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結構,低壓段可根據容量和結構要求,采用鑄造結構或由簡單鑄件、型鋼及鋼板焊接的焊接結構。
高壓缸有單層缸和雙層缸兩種形式。單層缸多用于中低參數的汽輪機。雙層缸適用于參數相對較高的汽輪機。分為高壓內缸和高壓外缸。高壓內缸由水平中分面分開,形成上、下缸,內缸支承在外缸的水平中分面上。高壓外缸由前后共四個貓爪支撐在前軸承箱上。貓爪由下缸一起鑄出,位于下缸的上部,這樣使支承點保持在水平中心線上。
中壓缸由中壓內缸和中壓外缸組成。中壓內缸在水平中分面上分開,形成上下汽缸,內缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出來的一外凸臺和在內缸上的一個環形槽相互配合,保持內缸在軸向的位置。中壓外缸由水平中分面分開,形成上下汽缸。中壓外缸也以前后兩對貓爪分別支撐在中軸承箱和1號低壓缸的前軸承箱上。
低壓缸為反向分流式,每個低壓缸一個外缸和兩個內缸組成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分為三個部分,但在安裝時,上缸垂直結合面已用螺栓連成一體,因此汽缸上半可作為一個零件起吊。低壓外缸由裙式臺板支承,此臺板與汽缸下半制成一體,并沿汽缸下半向兩端延伸。低壓內缸支承在外缸上。每塊裙式臺板分別安裝在被灌漿固定在基礎上的基礎臺板上。低壓缸的位置由裙式臺板和基礎臺板之間的滑銷固定。
轉子是由合金鋼鍛件整體加工出來的。在高壓轉子調速器端用剛性聯軸器與一根長軸連接,此節上軸上裝
有主油泵和超速跳閘機構。
所有轉子都被精加工,并且在裝配上所有的葉片后,進行全速轉動試驗和精確動平衡。
套裝轉子:葉輪、軸封套、聯軸節等部件都是分別加工后,熱套在階梯型主軸上的。各部件與主軸之間采用過盈配合,以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動,并用鍵傳遞力矩。中低壓汽輪機的轉子和高壓汽輪機的低壓轉子常采用套裝結構。套裝轉子在高溫下,葉輪與主軸易發生松動。所以不宜作為高溫汽輪機的高壓轉子。
整鍛轉子:葉輪、軸封套、聯軸節等部件與主軸是由一整鍛件削而成,無熱套部分,這解決了高溫下葉輪與軸連接容易松動的問題。這種轉子常用于大型汽輪機的高、中壓轉子。結構緊湊,對啟動和變工況適應性強,宜于高溫下運行,轉子剛性好,但是鍛件大,加工工藝要求高,加工周期長,大鍛件質量難以保證。
焊接轉子:汽輪機低壓轉子質量大,承受的離心力大,采用套裝轉子時葉輪內孔在運行時將發生較大的彈性形變,因而需要設計較大的裝配過盈量,但這會引起很大的裝配應力,若采用整鍛轉子,質量難以保證,所以采用分段鍛造,焊接組合的焊接轉子。它主要由若干個葉輪與端軸拼合焊接而成。焊接轉子質量輕,鍛件小,結構緊湊,承載能力高,與尺寸相同、有中心孔的整鍛轉子相比,焊接轉子強度高、剛性好,質量輕,但對焊接性能要求高,這種轉子的應用受焊接工藝及檢驗方法和材料種類的限制。
組合轉子:由整鍛結構套裝結構組合而成,兼有兩種轉子的優點。
聯軸器用來連接汽輪機各個轉子以及發電機轉子,并將汽輪機的扭矩傳給發電機。現代汽輪機常用的聯軸器常用三種形式:剛性聯軸器,半撓性聯軸器和撓性聯軸器。