第一篇汽轮机本体结构及运行。
第一章汽轮机本体结构。
第一节本体结构概述。
我公司300mw机组汽轮机是上海汽轮机****生产的引进型、亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、高、中压合缸、抽汽凝汽式汽轮机。
该汽轮机本体由转动和静止两大部分构成。转动部分包括动叶栅、叶轮、主轴、联轴器及紧固件，静止部分包括汽缸、喷嘴室、隔板套（静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、滑销系统机座及有关紧固件。
本机通流部分由高、中、低三部分组成，高压汽缸内有一个部分进汽调节的冲动级和11个反动式压力级，中压汽缸内有9个反动式压力级，低压部分分为两分流式，每一分流由7个反动式压力级组成，全机共35级。高压蒸汽经主汽阀、调节汽阀，然后由高压上缸三个和下缸三个进汽套管连接到高压缸的喷嘴室，蒸汽在高压缸内做完功，通过高压外下缸的一个排汽口流到锅炉再热器，从再热器通过两个再热主汽阀、调节汽阀从中压缸下部进入中压缸的进汽室，蒸汽流经中压叶片，通过连通管到低压缸，再由低压叶片通道的**，分别流向两端的排汽口。
本机高、中、低压缸均设有抽汽口，共有8级，抽汽口的分布见下表。对本机的各动、静部件，将在本章中分别介绍。
第二节技术规范及主要性能。
一、技术规范。
型号c300-16.67/0.8/538/538
型式：亚临界，一次中间再热，单轴，双缸双排汽，高、中压合缸，抽汽凝汽式。
额定功率300mw
额定转速3000r/min
额定蒸汽流量： 907t/h
主蒸汽额定压力： 16.67mpa
主蒸汽额定温度： 538℃
再热蒸汽额定压力： 3.137mpa
再热蒸汽额定温度： 538℃
额定排汽压力： 0.00539mpa
额定给水温度： 273℃
额定冷却水温度： 20℃
回热级数3级高压加热+1级除氧加热+4级低压加热。
给水泵驱动方式： 小汽轮机驱动。
低压末级叶片长： 905mm
净热耗率7892kj/额定工况下）
临界转速高中压转子一阶：1732r/min；二阶：＞4000r/min
低压转子一阶：1583r/min；二阶：＞4000r/min
振动值工作转速下轴颈振动值≤0.075mm；
过临界时轴颈振动最大允许值0.2mm。
轴振正常：0.076mm，报警：0.125mm，脱扣：0.25mm。
二、主要性能。
1、厂用抽汽量四段为82t/h，五段为35t/h。
2、额定功率工况：汽轮机主汽门前压力、温度、再热汽门前温度和汽机背压均为额定值，回热系统正常投运，补给水率为零，发电机效率为98.7%时，发电机出线端发出额定功率的工况，为本机组的额定功率工况，也是本机组的保证工况。
3、夏季工况：汽轮机背压为0.0118mpa、主汽门、再热汽门前蒸汽参数为额定值，回热系统正常投运，补给水率为3%时，机组能连续运行，并发出额定功率，此时为夏季工况。
4、最大保证功率工况（tmcr）：当汽轮机主汽门前的流量同夏季额定功率工况的流量、压力、温度、再热汽门前蒸汽温度和背压为额定值，回热系统正常投运，补给水率为零时，机组能连续运行，并发出最大功率320mw，此工况称最大连续功率工况。
5、vwo工况：汽轮机能在调节阀全开（vwo），其它条件同第4条时，汽轮机的进汽量为1025t/h。该工况为锅炉最大连续运行蒸发量（b-mcr）工况。
6、高加切除工况：汽轮机主汽门前压力、温度、再热汽门前温度和背压为额定值，**高加全部切除时的工况，此时汽轮机仍可连续发出额定功率300mw。
7、额定抽汽工况：调整抽汽压力0.8＋-0.2mpa，抽汽温度330～350℃，抽汽流量165 t/h，回水至凝汽器，其他条件同第2条时，可发出功率272.9mw。
8、冬季最大抽汽工况：抽汽流量200 t/h，回水至凝汽器，其他条件同第7条时，可发出功率278.2mw。
第三节静止部分的结构及作用。
一、高、中压缸。
高中压部分为合并双层缸结构，其内外缸均为合金钢铸造而成，沿水平中分面分为上缸和下缸，上、下缸是用双头大螺栓连接。
高压缸喷嘴室进口焊接在内缸上。进汽套管用滑动接头连接到各个喷嘴室，使由于温度变化引起的变形的可能性减低到最小。
号平衡活塞环、高压叶片持环和将高压缸进口与中压缸进口分开的平衡活塞环，以及中低压缸的第一反动叶片环在水平结合处受内缸所支承，并在顶部和底部用定位销引导，第二中压叶片持环、内汽封环和ⅱ号平衡活塞环都以同样的方式支承在外缸上。
本机采用高中压部分合并，级组反向布置，如图1-1所示。这种布置的优点是高温部分集中在汽缸中部，加上又采用双层缸结构使汽缸热应力较小。高中压缸的两端分别是高压缸排汽和中压缸排汽，压力温度均较低，因此两端汽封漏汽较小，轴承受汽封温度的影响也较小。
另外，增加了平衡活塞，轴向推力也较易平衡，推力轴承的负荷较小，推力轴承的尺寸变小有利于轴承座的布置，而且采用高中压合缸形式更可缩短主轴的长度，减少轴承数。
机组采用双层缸结构，其作用是把单层缸受到的巨大蒸汽总压力分摊给内外两层汽缸，从而使每层汽缸的壁厚和法兰尺寸都大大减小，这样内缸主要承受高温，而蒸汽的高压由内外缸共同承担。并且内缸尺寸较小，所以内缸壁可以较薄，从而减少耗用贵重的耐。
热合金材料。在正常运行时，内外缸之间有蒸汽流动使外缸得到冷却，温度较低，故外缸可以采用一般的合金钢材料制成；而且在启动过程中，内外缸夹层中蒸汽可使汽缸迅速加热，有利于缩短启动时间。在双层缸中，内缸和外缸的应力要比单层小得多。
内外缸夹层中流动的冷却蒸汽来自高压轴封的排汽，这股汽流在夹层中起冷却作用后，一部分汇入高压排汽，另一部分经连通管至中压部分进行冷却。
二、低压缸。
如图1-2，低压缸由一个外缸和两层内缸组成，在进汽口与凝汽器之间的较大温差，在这三层之间得到合理分配，使低压缸外壳温度分布均匀，不产生翘曲和热变形而影响动静部分的间隙。
低压外缸和内缸均由焊接的上缸和下缸组成，外缸垂直分为两部分，并各在水平中分面上形成上缸和下缸。安装时垂直结合面永久焊接，因而缸盖可作为一整体对待。
在第一层内缸中为简化结构，有利于热膨胀，采用了静叶持环。在发电机端静叶持环上装有四级静叶，调速端持环中装有二级静叶。在第一层内缸中，在圆周的凸缘部分持环的凹槽相互配合，并由固定销使持环定位，以保持正确位置。
在第一层内缸的低压部分，在内缸凸缘部分直接开有静叶槽，发电机端有一级静叶，调速端装有**静叶。
第二层内缸中温度已较低，内外温差也不大，因此把二级静叶直接安装在第二层内缸的静叶槽中，而不再采用静叶持环结构。在第二层内缸、低压外缸与低压进汽管之间采用顶部密封环结构，这样只有第二层内缸承受低压进汽的高温，而且还有利于吸收中低压联通管的膨胀。
第二层内缸和低压外缸之间形成排汽空间，有利于排汽做成径向扩压式，可使排汽缸出口静压高于进口静压。在这种情况下，当出口静压（即凝汽器压力）给定时，排汽缸进口静压（即末级动叶后压力）就可以低一些，从而使汽轮机的整机焓降值增大，这与排汽管的损失引起理想焓降减小的现象正好相反，它将使汽轮机的热效率提高。
三、进汽部分。
随着机组参数、容量的提高，对汽缸形状的对称性及受热的均匀性要求也越来越高。这就要求喷嘴室必须沿汽缸圆周均匀布置，汽缸上下都有进汽管，若调节汽门仍布置在汽缸上则很不合适。本机组采用了与汽缸分开结构的蒸汽室，主要原因如下：
1、进汽部分温度很高，而汽缸温度相比之下则较低，如果蒸汽室与汽缸连成一体，由于形状复杂，温度分布极不均匀，势必产生很大的应力，甚至出现裂纹。
2、进汽部分承受的压力、温度很高，一般采用比汽缸更好的材料制造，所以采用分开结构较为合适。
3、高压缸采用双层结构，这就不可能把进汽部分与外、内缸合为一整体。
一）高压进汽部分。
如上页图所示，为本机组蒸汽柜，喷嘴组，调速汽门排列图。新蒸汽经分布在机组高压缸两侧的两只主汽门后，进入各有3只调速汽门的蒸汽柜，蒸汽流经6只调速汽门分别控制的6组喷嘴进入汽缸。阀体和汽缸之间用较长的、具有弹性的并按大半径弯成的管道连接，以避免结合部分受到过大的应力，在应力允许的范围内，尽可能地缩短了连接管道，以减小新蒸汽的储存容积，避免机组在甩负荷时超速过大。
喷嘴室的作用是从进口管道通入蒸汽并支承喷嘴部件，高压缸喷嘴室入口是与内缸焊接在一起的，并在径向和周围方向有导向键定位。这种结构使喷嘴室沿汽缸周围对称布置，汽缸受热均匀，可减小热应力，而且高温高压蒸汽只作用在喷嘴室，汽缸受到的只是调节级后降低了的参数蒸汽。同时喷嘴室在受热后圆周方向和径向均可自由膨胀，这既不影响喷嘴室和汽缸的对中，也消除了喷嘴室对汽缸的附加热应力。
由于本机采用双层缸结构，进入喷嘴室的蒸汽要经过外缸、内缸才到汽室。内外缸具有相对膨胀，进汽管既不能同时固定在内外缸上，又不允许大量高温高压蒸汽外泄，这就要求外缸上的进汽管和内缸中喷嘴之间的连接既要保证结合处的严密性，又要保证它们之间能自由膨胀。为此，本机的高压进汽管与外缸焊接，而与喷嘴室则采用连接短管和压力密封环间接连接。
二）中压进汽部分。
再热主汽门和再热调节汽门组成联合汽门，分布在汽轮机两侧各一个，再热调节阀的出口与中压进汽喷嘴之间也采用滑动连接，这两个位置均在下缸底部。
三）中低压连通管及供热抽汽管路。
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