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上海水泵集团技术之汽轮机轴和汽轮机级

某些汽轮机特别是单级汽轮机,可以采取立式轴端向下的布置方案,采用这种形式的汽轮机,需要泵制造厂和汽轮机制造厂密切配合,保证在汽轮机内有适当的推力轴承,保证轴长和各处配合尺寸,以及法兰的安装尺寸。甚至还要保证轴的偏差。

立式安装的泵也常常要用卧室汽轮机来驱动,这时要通过一台伞齿轮减速装置。

直接驱动和通过齿轮传动的汽轮机 汽轮机可以直接同泵轴联接在一起以相同的转速运行。但为了使汽轮机能在最理想的转速下运行,也可以通过齿轮减速装置或增速装置来驱动泵。

汽轮机级 汽轮机级有冲动式和反动式两种。由于驱动泵的汽轮机通常都是冲动式的,所以本文主要讨论冲动级。

在理想的冲动级中,蒸汽仅在固定的喷嘴中膨胀,当蒸汽冲击到叶片上并流过叶片间的通道时其动能就转移到旋转的叶片上去了。但在叶片通道内蒸汽的压力保持不变,而相对速度则有所降低。

在反动级内,蒸汽在固定喷嘴和旋转叶片里都要膨胀,通过蒸汽在叶片通道间的膨胀把动能传递至旋转的叶片上去。当叶片通道内蒸汽相对速度增加时,其压力将相应地降低。

在冲动级内,蒸汽流过动叶片通道时会对叶片施加一个轴向的力。虽然这个力被认为是一个反动力,但使用“反动力”这个术语并不意味着这就是反动式的级。

用于冲动式多级汽轮机最后几级的大型叶片,可以采用无旋涡式设计,即扭曲和渐缩式叶片。这样的叶片在根部能理想地承受近于纯粹的冲动力的作用,而在其顶部也能承受近于纯净反动力的作用。但实际上这种叶片与正常的冲动级叶片相比,具有较高的反动度。一个具有这样叶片的汽轮机级,仍然被认为是冲动级,因为最主要的动能转换毕竟是靠蒸汽相对速度的降低而不是靠增加而获得的。

由于反动式汽轮机每级能够吸收的动能较小,所以在相同的应用场合下要比冲动式汽轮机需要更多的级。另外,由于汽流通过反动级动叶片时会产生压降,所以反动式汽轮机需要较大的推力轴承或(和)平衡活塞。为了获得较低的每级压降以及通过动叶片的压降,要求在喷嘴叶片顶端和转子之间,动叶片的端部与汽缸之间装置良好的密封,以使漏汽损失减少到最低限度。

由于蒸汽通过冲动级旋转叶片间的压降很小,所以可以采用较小的推力轴承,而且叶片端部与汽缸之间也不必采用过小的配合间隙。因此,冲动式汽轮机可以快速起动,而不会因为热膨胀招致破坏,同时在整个汽轮机的运行周期内,它们的级效率也相对地保持恒定。

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