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气轮机 - 简介

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分类:船舶制造 发布时间:2014-11-27 14:31:57 来源: 浏览: 收藏 正文点这评论:(0人参与)

     气轮机 - 简介

     汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。公元1世纪,亚历山大的希罗记述的利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,是最早的反动式汽轮机的雏形。1629年,意大利的G.de布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。1882年,瑞典的C.G.P.de拉瓦尔制成第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机。1884年,英国的C.A.帕森斯制成第一台10马力(7.35千瓦)的多级反动式汽轮机。1910年,瑞典的B.& F.容克斯川兄弟制成辐流的反动式汽轮机。20世纪初,法国的A.拉托和瑞士的H.佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机,美国的C.G.柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机。

     气轮机 - 历史发展

     汽轮机组公元一世纪时,亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,又称为风神轮,这是最早的反动式汽轮机的雏形;1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。

     汽轮机通常在高温高压及高转速的条件下工作,是一种较为精密的重型机械,一般须与锅炉(或其他蒸汽发生器)、发电机(或其他被驱动机械)以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备,一起协调配合工作。汽轮机种类很多。按工作原理可分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机和速度级汽轮机。按热力特性可分为凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机、供热式汽轮机 、饱和蒸汽汽轮机、抽汽背压式汽轮机、多压式汽轮机、乏汽汽轮机等。     按汽流方向可分为轴流式汽轮机、辐流式汽轮机、周流(回流)式汽轮机。按用途可分为电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机等。按汽缸数目可分为单缸汽轮机、双缸汽轮机和多缸汽轮机。另外还可按照蒸汽初压(低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界)、排列方式(单轴、双轴)等进行分类。

     19世纪末,瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机,并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级冲动式汽轮机功率很小,现在已很少采用。

     20世纪初,法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路,已被广泛采用,机组功率不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利,制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机,这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。

     20世纪初,美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机,每个速度级一般有两列动叶,在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片,将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上,主要驱动泵、鼓风机等,也常用作中小型多级汽轮机的第一级。

     气轮机 - 历史意义

     汽轮机汽轮机的出现推动了电力工业的发展,到20世纪初,电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛,美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦,如果单机功率只有10兆瓦,则需要装机近百台,因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦,30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。

     此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发,使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代,随着战后经济发展,电力需求突飞猛进,单机功率又开始不断增大,陆续出现了325~600兆瓦的大型汽轮机;60年代制成了1000兆瓦汽轮机;70年代,制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300~600兆瓦。

     汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。按结构分,有单级汽轮机和多级汽轮机;各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机,和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机;各级装在一根轴上的单轴汽轮机,和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。

     气轮机 - 分类

     按工作原理分

     有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。

     按热力特性分

     有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。

     气轮机 - 结构 

     汽轮机本体由汽缸和转子两大部件构成。大功率、高参数汽轮机通常由高压、中压(或高中压)及低压缸组成,超大功率汽轮机可以有两个或两个以上的中压缸和低压缸。每个缸体采取反向对称结构。高、中压缸体由铬钼钢铸造后加工而成,低压缸多用钢板焊制。大容量汽轮机高压缸多采用双层结构,在内、外缸间的夹层中通以适当参数的蒸汽,以减少汽缸厚度,降低起动热应力。

     转子由主轴、叶轮和动叶组成。高、中压部分主轴和叶轮由铬钼钒高强度钢锻件车削而成;动叶由高铬不锈合金钢铣制成型并镶嵌组合在轮缘上。低压部分叶轮与轴采用红套组合成整体;动叶加工成型后铆接在轮缘上。静叶栅(喷嘴)装在隔板上。隔板制成两个半圆形,分别组装在上、下汽缸内,上、下缸的法兰对口后用螺栓紧固。




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