汽轮机的结构由转动部分,即为转子,和静止部分,即为静子,两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽缸是汽轮机的外壳,将汽轮机的通流部分与大气隔开,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接各种管道。
联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机。
隔板用于固定静叶片,并将汽缸分成若干个汽室。
动叶片安装在转子叶轮或转鼓上,接受喷嘴叶栅射出的高速气流,把蒸汽的动能转换成机械能,使转子旋转。
汽封是用来防止蒸汽泄漏和空气漏入,轴承是汽轮机一个重要的组成部分,分为径向支撑轴承和推力轴承两种类型,它们用来承受转子的全部重力并且确定转子在汽缸中的正确位置。
汽轮机的级可分为3类:
1.按工作原理不同,可分为冲动级和反动级,其中冲动级可分为纯冲动级和带反动度的冲动级;
2.按动叶栅数不同,可分为单列级和复速级;
各级的特点如下:
1.纯冲动级,反动度为零,蒸汽只在喷嘴中进行膨胀,将蒸汽的热能转变为动能,动叶的叶型基本对称,在动叶中不膨胀,动叶仅受蒸汽的冲击力作用,并使动能转换为机械功。
纯冲动级作功能力大,但效率较低;
2.带反动度的冲动级,其作功能力比反动级大,效率比纯冲动级高,在汽轮机中应用比较广泛;
3.复速级的作功能力比单列冲动级大。
反动级的静叶片和动叶片的的叶型相同,且对称,反动级的效率比冲动级高,但作功能力小。
具有一定压力、温度的蒸汽,进入汽轮机,流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。
高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功,当动叶片为反动式时,蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功,动叶带动汽轮机转子,按一定的速度均匀转动。
这就是汽轮机最基本的工作原理。
从能量转换的角度讲,蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能,动叶片又将动能转换为机械能,反动式叶片,蒸汽在动叶膨胀部分,直接由热能转换成机械能。