热能与动力工程专业英语译文第三章

热能与动力工程专业英语译文第三章内容摘要：

压汽轮机转子，它的叶片节距直径降低。 另外由于轴向 推力更小，仅需要非常小的平衡活塞。 转子材料 5 没有对应材料的发展，蒸汽轮机设计领域的发展是不可能的。 高温下有好的抗蠕变性能的合金钢的发展以及有好的机械及高断裂韧性的其他合金钢的发展，是冶金领域重大成就的一个方面。 另外生产能够在高温和低温下都适用的组件，验证了炼钢技术的进步。 这些组件有很大的物理尺寸，而且有能够满足严格的内部缺陷要求的一致的材料性能。 高温转子既要求蠕变强度、断裂强度，还要求一定的延展性。 利用锻 造的铬钼钒钢制造的转子能满足这些要求。 铬钼钒合金刚是一种铁素体材料，能够提供可能最好的蠕变性能。 对于低温转子，主要的要求是有相对高的伸张强度和高的韧性。 由于 镍铬钼钒整锻转子锻件避免了套装转子冷缩配合时的复杂性，所以目前的转子采用了这种结构。 对于套转低压转子，它的轴和轮盘都采用了镍含量高达 %的镍铬钼钒合金钢；对于大型整锻转子，为了获得整锻转子所必需的伸张性能，也首选这种合金钢材料。 对于采用一系列实心轮盘组成的装配式低压转子的设计，需要一定的焊接技术。 这时对于合金钢材的需求是矛盾的，一方面是对伸 张强度的要求，另一方面是可焊接性的要求。 因为低压转子可能在不超过周围环境温度很多的温度下运行。 这样，提供防止脆性断裂的安全装置是重要的。 对于轮盘、叶轮和整锻转子，使用可能最低的脆性转变温度的材料，采用严格的无损检测，以及断裂力学的评估都为低压转子的安全运行提供了必要的（框架）保证。 %NiCrMoV钢的 FATT 值低。 在水淬冷和回火条件下，加上对材料成分的仔细控制， %NiCrMoV 钢的 FATT 值很好地低于环境温度，有高的抗拉性能以及随之而来的断裂韧性。 超速试验 所有大型汽轮发电机转子 在制造时，都规定要做耐超速 20%试验。 这样在转子的运行转速范围内，能够保证很好的转子平衡。 从而在由电网系统扰动引起的正常超速和超速螺栓试验中经常的 10%超速中，能有足够的余度。 另外对转子进行超速试验还能验证锻件，因为在超速运行时，转子的离心应力要大于常规运行中的离心应力，由此为衡量防止转子自发快速断裂的裕度提供了定量手段。 转子平衡 在装配好叶片后，需要对转子进行动平衡和静平衡。 对于套装转子，在装配前须先对装好叶片的叶轮单独进行平衡。 静平衡是指转子重量均匀地置于轴心周围。 将转子置于水平放置的刀 刃支撑上，滚动转子可进行静平衡检测。 动平衡是指针对任一个轴承支撑，沿轴向方向转子不平衡重量的动量之和达到零。 动平衡试验是将转子置于弹性支撑面上，转动转子同时测量振动，并且通过添加或减少重量一直到振动可忽略为止。 临界转速 支持在两个轴承之间的静止转子存在一个自振频率，自振频率的大小取决于转子的直径和轴承间距。 如果转子转速对应于它的自振频率，残余的不平衡力会被放大并可能达到危险的程度。 临界转速可高于运行转速，也可低于运行转速，这和转子结构有关。 如果临界转速低于运行转速，我们称之为挠性轴。 对于这 种轴在启动时需要多加小心，以确保临界转速尽可能快地通过。 随着转子长度增加，转子直径下降，临界转速会降低。 现代大型机组的趋势是提供刚性转子（临界转速高于运行转速）。 因为大型机组的转子长度增加（安装所需的动叶级数需要），随着转子直径的增大，达到了一定的刚性。 大型机组的转子利用实心联轴器连接，因此可能由几个单独的转子组成的轴应该作为一个整体来对待。 每个转子都支撑在两个轴承上，这些轴承支撑不是简单的支撑。 轴承中的油膜有机动性，这会大大影响轴的临界转速。 联轴器 图 35 汽轮机转子结构类型 6 由于锻造转子长度的有限性和在不同温度和 应力条件下，需要采用不同的转子材料，故在转子系统中采用了联轴器。 大型汽轮发电机的多缸结构也需要采用一个由联轴器连接的轴系。 联轴器实质上是传递扭矩的设备，但是它们也可能不得不允许相对的角不对中，传递轴向推力，并且确保轴向定位或允许相对的轴向位移。 它们可分为挠性、半挠性和刚性联轴器三种。 小型汽轮发电机上 (如，最高达到 120 MW)常采用挠性和半挠性联轴器，而对于大型机组，实际中通常采用刚性联轴器。 汽轮机叶片 冲动级 动叶片 零部件及结构 在冲动级中，这种冲动级由 Rateau 专家发明， 大部分焓降发生在静叶中，级的驱动力来源于通过动叶的蒸汽动量的改变。 冲动级设计的优点是紧凑，而且由于动叶中发生的压降小，对动叶的间隙相对不敏感。 然而，动叶易于受到喷嘴尾迹扰动的影响，所以必须避免共振并维持低的蒸汽弯曲应力，而且由于动叶中动量改变相对高，故要求动叶强度高而且可能重。 因此在实际中，经常把单独制造好的叶片利用叉形叶根安装到轮盘上，叉形叶根与在轮缘上机加工出的轴向凸肩相配合。 动叶的外端留有一个或多个凸肩。 这些凸肩穿过围带上的孔，同时围带依次装入叶片外机加工出的槽中。 当把这些凸肩用铆钉铆好后，就能把围 带固定住。 围带可用于汽封并且可支撑叶片从而减小振动。 每一部分围带将一小部分叶片连在一起并且可和下一部分连在一起或搭接，从而形成了强度非常高的结构。 因为在所有冲动级叶片的顶部，反动度增加到一定程度，所以在动叶围带上有与之一体的轴向汽封片。 静叶 零部件及结构 静止喷嘴叶片有两种制造方法。 焊接叶片由一整体钢板铣制而成，（和冲有叶型孔槽的内、外围带）共同焊成环形叶栅，（然后再将它焊在隔板体和隔板外缘之间）组成焊接隔板；而铸造叶片，由钢板制成，在浇铸隔板体时铸入叶片，用于温度低于 230℃的场合。 在一些最新的机组 上，高压叶片采用电化学加工。 高压缸的第一级往往采用冲动级，静叶片可装于喷嘴室中，从而避免了隔板的压力密封问题。 由于第一级承担了比较大的焓降，这种喷嘴室结构降低了蒸汽对高压转子和内缸的压力和热冲击。 由于冲动级隔板承担的压降大，所以隔板和叶片的强度都需要很高。 尽管冲动级隔板在隔板汽封处的直径相对较小， 但其隔板汽封仍需要尽可能地好从而可以承担大的压差。 在动静部分发生轴向位移时，要确保对径向汽封的影响不是很大。 复速级 汽轮机的第一个高压级，尽可能增大喷嘴叶栅的压降。 它有时包含有两个冲动级。 这两个冲动级置于同一 个叶轮上，从而可保护汽缸和转子免于较高温度、压力蒸汽的冲击。 由于这种级的焓降相当于四个冲动级，所以尽管会牺牲一些效率，但小型的便宜的汽轮机上会采用这种级。 它不再用于带基本负荷的大型汽轮机上。 这种级的喷嘴，采用缩放型，会产生很高的蒸汽动能，其中一部分用于动叶的第一列叶栅，剩下的经过静止导向叶片改变方向后，用于第二列叶栅。 它的动叶和喷嘴叶片都由实心钢板机加工而成，要求强度非常高。 反动级 静叶片和动叶片 — 零部件及结构 尽管称之为“反动级”，实际上反动级的冲。