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汽缸是為了将通流部分構成一個密封壓力容器，以與外界大氣隔絕。汽缸内安裝着隔闆、隔闆套（持環）及許多其它靜止部件。為了簡化汽缸的結構，汽缸内設置隔闆套（持環），利于設置抽汽腔室。汽缸通常分高壓、中壓、和低壓汽缸。

6MW~135MW汽輪機，一般将高中低壓汽缸綜合成一體，以減小機組長度。但低壓缸與高中壓部分單獨制造，在垂直結合面用螺栓進行拼缸。

700MW以上的汽輪機，為了提高單缸功率，簡化進汽結構，高、中、低壓缸分别獨立。

大功率汽輪機都設計成多缸結構。如原國産300MW機組為四缸結構（高壓缸、中壓缸、低壓缸A與B），國産引進型300MW機組為兩缸結構（高中壓合缸與低壓缸）；

國産亞臨界600MW機組為四缸結構，即由高壓缸、中壓缸、低壓缸A與B組成；國産超臨界600MW機組為三缸結構，即由高中壓合缸、低壓缸A與B組成；超超臨界600MW機組為兩缸結構，即由高中壓合缸、低壓缸組成。100萬超超臨界為四缸結構，即高壓缸、中壓缸、低壓A與B組成。

2 汽缸的功能

2.1 基本要求

汽缸的受力要求：

1， 承受本身和裝在其内部零部件的重量

2， 承受内外壓差的作用力

3， 承受沿汽缸軸向和徑向溫度分布不均勻而産生的熱應力

4，承受隔闆前後壓差的作用力和蒸汽通過噴嘴時的反作用力

2.2 高中壓汽缸設計要求

由于高中壓汽缸承受着巨大的内外壓差、溫度梯度、汽缸本身及其内部靜止部件的重量，并承擔着外部管道接口的推力和推力矩，所以高中壓汽缸設計的基本要求為：

(1）汽缸形狀力求簡單，回轉體對稱、壁厚均勻，在滿足強度、剛度裕度要求的前提下，盡量減薄汽缸厚度。

(2）汽缸高溫高壓區域，盡量避免包含過多的低參數區段，以合理使用貴金屬材料，要考慮具有合理的冷熱工藝性。

(3)汽缸的支承方式應考慮熱态下保證對中要求，并能保證汽缸脹縮可靠。

(4）與汽缸連接的進汽管、噴嘴室等必須具有良好的汽密性及足夠的彈性補償能力，減少高溫部分的熱變形傳遞到缸體上。

(5）要注意與制造設備的能力相适應，同時要保證汽缸順利安裝、揭缸以及運輸。

2.3 低壓缸的設計要求

由于低壓外缸要承受巨大的真空載荷，所以低壓外缸設計時要特别注意剛度在冷熱态的變化，而低壓内缸的對中、支承與低壓外缸盡量減少聯系或相互影響。總體而言，低壓缸的設計基本要求：

(1) 結構簡單，滿足剛度要求。

(2) 合理分段。低壓外缸的分部件設計，在保證剛度的前提下，要充分考慮選擇合理的、方便工藝與運輸的結構形式。

(3) 設置排大氣閥及一定量的人孔門。

(4) 合理的支承方式及與其它部件的連接方式。

(5) 合理的排汽渦殼設計，以利于減小排汽總壓損失，合理回收餘速損失，提高整機效率。

3 汽缸的分類及結構特點

3.1 單層汽缸

單層汽缸多用于中、低參數汽輪機組。我廠生産的給水泵小機，熱電聯供抽汽機組等均采用單層缸結構。單層汽缸可分為兩種結構：①蒸汽室與汽缸鑄造成一體②蒸汽室與汽缸分開鑄造

3.2 雙層汽缸

随着汽輪機初參數、以及機組容量的不斷提高，為滿足汽缸的強度和密封要求，汽缸壁和水平法蘭尺寸必須相應增大。汽輪機啟動和變工況運行時，汽缸和法蘭内外壁産生很大的溫差，由此産生較大的熱應力，為此雙層缸結構應運而生。其分為内、外兩層缸，其間的夾層與内缸的排汽或某中間級相通，則内外缸分别承受一部分壓差與溫差。

雙層汽缸的優點：

⑴合理的分配缸内外承受的壓差。汽缸壁和法蘭厚度減少了。

⑵合理的區分溫度區域

雙層缸的優勢是把高溫蒸汽限制在噴嘴以後的内缸内，外缸則容納的蒸汽溫度往往很低，合理的區分溫度區域，減少變工況運行時的溫度差，也就減少了熱應力，提高機組内在部套的使用壽命。加快了快速起停的速率。（起停時，汽缸冷卻和加熱都可加快，減少汽缸壁厚增加帶來的汽缸溫差應力，縮短開機時間）

⑶合理的選擇材質。

内缸其所處高溫區域，可選取相應較好的材料，外缸相對而言可選用相應的一般材質即可以滿足設計要求。

⑷合理的組織缸口布置

汽輪廠生産的300mw，還有國産135mw機組采用的是外缸 持環結構，分壓理念與雙層缸結構相似。

3.3 筒形缸

其采用雙層缸結構，内缸有垂直中分面用螺栓，緊固。外缸為筒形，端部設有端蓋。

筒型汽缸的優點：

Ø 圓筒形汽缸結構簡單，結構基本對稱，蒸汽和溫度變化時，熱應力較小，能夠明顯提高機組的啟動速度。

Ø 由于外缸無水平中分面，解決了汽缸熱變形，和法蘭翹曲漏氣的現象。

Ø 由于外缸無水平中分面法蘭和螺栓連接，其可以應用于更高的初參數中。

筒形缸的裝配檢修方法如下

3.4 高中壓合缸

優點：

⑴它的結構緊湊．節省跨距，有效地縮短了汽輪機的長度。

⑵進汽部分在汽缸中部，高、中壓級反向布置，可平衡軸向推力

⑶高溫部分集中在汽缸中段，兩端軸承離高位區較遠熱影響較小

⑷内外缸夾層用蒸汽冷卻。兩端汽封漏氣也較分缸結構少。

缺點：

⑴合缸後結構複雜，動靜部分的差脹計算複雜。

⑵轉子跨局增大從而要求提高轉子剛度。

⑶汽缸自身的剛度，也因跨局的增加而降低，設計都應充分考慮

⑷尤其是高、中壓進汽管均集中布置于汽缸中部，使得鑄件更為複雜，這也是限制它在大功率機組上應用的原因之一，目前最大的高、中壓合缸機組為600MW左右。

因其結節省跨局，降低成本。國産125MW~600MW等級機組高、中壓外缸廣泛采用高中壓合缸結構。

3.5 低壓缸

①鑄造結構

缸的尾部設置軸承座，鑄造汽缸的軸承座與汽缸整體鑄出

②焊接結構

一般應用于中等功率等級的汽輪機上。它重量較輕。可以方便的采用各種型材加強汽缸的剛度。排汽溫度不宜超過80℃，缸内設有噴水降溫裝置。

4 其他

4.1 汽缸的支撐方式

a.上貓爪支承

①中小功率汽輪機采用此種支撐方式。

②中分面螺栓承載下缸及其它部件重量。

③安裝支承與運行支承不一緻

b.下貓爪支撐

①大功率機組廣泛采用此種支撐方式。

②安裝支承與運行支承一緻。

2

4.2 低壓缸的噴水裝置噴水裝置

設置原因：

汽輪機啟動、空負荷及低負荷運行時，由于蒸汽流量小，不能帶走鼓風摩擦所産生的熱量，使排汽缸溫度升高、汽缸變形，引起機組振動或發生事故。

工作過程：

噴水管沿着末級葉根布置在下半圓周上，其上鑽有兩排噴水孔，将水順着汽流呈一定的傾斜角噴入排汽缸空間，起降溫作用。（溫度高于80℃自動投入，或機組轉速達600r/min投入，帶15%負荷後自動停止）

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