300MW及以上汽轮机组低压转子： 蒸汽压力低，体积流量大，低压转子尺寸庞大，受到铸造工艺、 材料性能和加工技术的制约，多采用焊接转子。

　　一些中低压汽轮机，由于蒸汽压力低，温度低，功率小，多采 用套装型转子。各级叶轮和主轴分别锻造，然后将加热的叶轮 体逐级套装在主轴上。 某些高压汽轮机转子或超高压汽轮机中压转子，采用组合式转 子形式：高压高温段采用整锻结构，中低温段采用套装结构。

　　低压——主蒸汽压力小于1.5MPa。 中压——主蒸汽压力为2～4MPa。 高压——主蒸汽压力为６～10MPa。 超高压——主蒸汽压力为12～14MPa。 亚临界——主蒸汽压力为16～18MPa。 超临界——主蒸汽压力大于22.15MPa。 超超临界——主蒸汽压力大于32MPa。

　　蒸汽以实际绝对速度C1离开喷 嘴，进入以轮周速度u旋转着 的动叶栅入口。 此时蒸汽进入动叶通道的相对 速度为w1。 动叶栅进出口速度三角形为：

　　盘车装置——在汽轮机不进蒸汽时驱动转子以一定转速旋转的设备。 作用： 1）在汽轮机冲转前和停机后使转子转动，避免转子受热和冷却不均而产生 热弯曲。 2）启动前盘动转子，用来检查汽轮机是否具备正常启动条件。 组成： 盘车电机、离合器、减速齿轮。 布置位置： 通常布置在传动功率最大的汽轮机低压转子与发电机转子联轴器处的轴承旁。 当汽轮机启动时，当蒸汽冲转转速超过盘车转速后，盘车自行脱扣，停止工 作。

　　A. 汽轮机一般概念 B.汽轮机本体结构和主要部件 C.蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程

　　型式 凝汽式 代号 N 参数表示方法 主蒸汽压力/主蒸汽温度 例子 N100-8.83/535

　　级的轮周功率是单位时间内汽流对动叶片上所做的功。 切向力与动叶栅平均直径上的轮周速度的乘积，称为级的轮 周功率。 蒸汽在级中所做的功与该级的理想焓降的比值称为级的轮周 效率。 轮周效率考虑到： 喷嘴损失：由于蒸汽的粘性作用所导致的摩擦和扰动，使蒸 汽在喷嘴出口截面上获得的动能小于理想值。 动叶损失：由于蒸汽的粘性作用所导致的摩擦和扰动，蒸汽 在动叶槽道内的动能损失。 余速损失：蒸汽以绝对速度c2离开动叶栅，这部分动能在动 叶栅中没有转变为机械功，成为损失。（为对轮周效率影响 最大的损失）

　　作用：承担转子的重量及转子不平衡质量 产生的离心力；确定转子的径向位置。 2、推力轴承

　　将多个基本做功单元（级）串联布置在同轴的汽缸体 内，形成压力多级结构，蒸汽在汽轮机内依次连续流 过多个级，逐级降压、降温，将蒸汽的热能转换成机 械功。

　　超高参数及以上汽轮机，高压缸多采用双 层结构。 采用单层缸,汽缸壁及法兰都很厚，在汽轮 机启动、停机及工况变化时，汽缸与法兰、 法兰与螺栓之间将因温差过大而产生很大 的热应力，甚至使汽缸变形、螺栓拉断。

　　转动部分(转子)：动叶片、主轴和叶轮（转鼓）、联轴器、盘车装置 静止部分（静子）：汽缸、隔板、轴承和汽封

　　1、按工作原理分类： 冲动式汽轮机： 由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴中膨胀，在 动叶栅内随汽道形状改变流动方向，产生离 心力，称为用冲动力做功。 反动式汽轮机： 由反动级组成，蒸汽在喷嘴和动叶栅中膨胀 程度相同。在动叶通道内不仅改变方向，而 且膨胀加速，加速的汽流流出汽道时对动叶 栅施加一个与汽流流出方向相反的反作用力。 称为反动力。 动叶栅在冲动力和反动力的合力的作用下转 动产生机械功。

　　蒸汽以绝对速度c2离开动叶栅， 这部分动能在动叶栅中没有转 变为机械功，成为损失——余 速损失

　　蒸汽以相对速度w1进入动叶栅，在其中流动并改变方向。 若动叶通道通流面积不变，则动叶仅靠蒸汽汽流的冲击力旋 转作功。 若动叶通道通流面积逐渐减小，蒸汽将象在喷嘴中一样，压 力、温度、焓值下降，流速、比体积增加。动叶在蒸汽的冲 击力和反击力共同作用下工作。 蒸汽在动叶通道中膨胀程度的大小，用级的反动度表示。 蒸汽在动叶栅中的理想焓降与蒸汽在整个级中的滞止理想焓 降之比。

　　刚性转子——正常工作转速远低于一阶临界转速的转子。 挠性（或柔性）转子——工作转速接近或超过转子的一阶弯 曲临界转速的转子视为挠性转子。

　　作用：构成汽流通道  按叶型沿叶高的变化规律，叶片分为： 等截面直叶片——截面积和叶型沿叶高相同 扭曲叶片——截面积和叶型沿叶高按一定规律变化，叶 片发生扭转。

　　为阻止低压侧空气漏入汽缸，并回收高压 端泄露的蒸汽和利用漏汽的热量，汽轮机 设置有轴封系统。 机组冷态启动时，先用辅助蒸汽向轴封供 汽。

　　机组正常运行时，轴封用汽主要靠高中压 缸轴封漏汽供给，多余蒸汽通过溢流阀至 汽轮机疏水扩容器。

　　反动级 =0.5 工作特点：蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程 度相同。 结构特点：动、静叶片叶型基本相同

　　对于反动度0的级，动叶栅所受的力 有： 汽流的冲击力、 蒸汽在动叶槽道内膨胀加速的反作用 力。

　　此两力的合力，可分解为圆周方向的 分力（切向力）和沿转子轴向的分力 （轴向力）。 切向力使汽轮机的转子旋转，对外输 出机械功。

　　在汽轮发电机组启动和停机过程中，当转速达到某些数值时， 机组发生强烈振动，而越过这些转速后，振动便迅速减弱。这 些机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界转速。 转子有多个临界转速，分别称为一阶、二阶、三阶、…临界转 速。 机组在共振发生时，会导致动静部分摩擦、轴承损坏、主轴弯 曲甚至断裂等重大事故。 我国汽轮机的工作转速为n0=3000r/min。

　　级的静叶片沿圆周向布置在隔板体上。 隔板体分上下两半固定在汽缸内壁的环形槽道内。 每相邻两静叶片之间形成一个蒸汽通道，即喷嘴。 压力下降，温度下降，焓下降，比体积增，速度增。

　　汽缸水平中分结合面的汽密性要求高，使高中压 缸法兰宽、厚，螺栓紧固件尺寸大且排列紧密。 汽轮机启停过程中，由温度差产生的热应力很大， 严重时导致缸体变形、振动、裂纹、螺栓拉断。 在机组启、停过程中对法兰和螺栓进行补充加热 或冷却，以减小汽缸、法兰及连接螺栓间的温差， 减小热应力，缩短机组启、停时间。

　　级的反动度反映了蒸汽在动叶栅中膨胀的程 度。反动度越大，蒸汽在动叶中的理想焓降越 大，则蒸汽对动叶栅的反动力也越大。 冲动级 1）纯冲动级： =0 工作特点：蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶 栅中不膨胀而只改变其流动方向。 结构特点：动叶叶型对称弯曲。 2）带反动度的冲动级： =0.05~0.2 工作特点：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进 行，只有一小部分在动叶栅中进行。

　　动叶片通过叶根组装在叶轮体外缘上，承受汽流引起的弯应力、振动应力 和自身重量产生的离心力。 短叶片和中长叶片长在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。 为增强长叶片的刚度和抗振能力，长叶片每7~9只用高级合金连接件（拉 金）串联成一组。

　　汽轮机静子和转子之间有间隙，为减小漏汽损失，设置汽封装 置。 1、汽轮机轴端汽封 汽轮机转子穿出缸体两端处的汽封。 防止机内高压蒸汽外泄，或外界空气漏入机内。 2、隔板汽封 做成弧状汽封块，嵌装在隔板体内。阻止蒸汽绕过喷嘴到隔板 后面而造成能量损失。

　　汽轮机转子汇集各级动叶栅的机械能并传递给发 电机。 由轴承支持在汽缸体内高速旋转，承受汽流的冲 击力、高速旋转的离心力和扭矩。

　　300MW及以上汽轮机组高、中压转子普遍采用整锻型。 轴与叶轮体整锻结构，联轴器也与轴整体锻制。 优点：结构紧凑，强度和刚度较高，消除了轴与叶轮体在热态 下可能发生的松动问题。 问题：加工精度要求高，工艺复杂，制造成本高。对生产设备 要求较高，贵重材料消耗大。 应用：大容量汽轮机高、中压转子。

　　由蒸汽室到喷嘴室区域，是汽缸内承受蒸汽压力、温度最 高的部分。为适当降低对汽缸体材料的要求，进汽部分大 多独立制造。

　　自动主汽门来的蒸汽，经蒸气室中的若干个调节汽门（调 节进汽量以调节汽轮机功率），分别进入对应的喷嘴室内 的喷嘴弧段。 该级称为调节级。 300MW汽轮机： 喷嘴室布置在高压缸的内缸体上，调节阀为6个单座球形 阀。蒸汽经 6个调节阀的汽室后，导入高压内缸中的6组喷 嘴。 每个调节阀由单独的油动机控制，调节阀由抗燃油压驱动 开启，靠压缩弹簧压力推动关闭。 每3个调节阀与一个主汽阀组成一套调节供汽系统，分列 于高压缸两侧。

　　调节抽汽式汽轮机： 从汽轮机中间某几级后 抽出部分一定压力的蒸 汽对外供热。

　　中间再热式汽轮机： 蒸汽在汽轮机膨胀作功 过程中被引出，再次加 热后返回汽轮机后面级 继续膨胀作功。