王文龙， 唐涛， 刘兴波， 伍文华， 徐志辉

（东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川 德阳， 618000）

0 前言

汽轮机轴向排汽低压缸排汽不需要转90°， 因此具有损失小的优点[1]。 另外， 低压排汽缸与凝汽器均在处于同一标高下的运行层， 可采用低位布置基础设计结构， 因此具有基建成本低的显著优势[2]。 由于其效率较高、 布置简洁， 联合循环汽轮机广泛采用了轴向排汽汽轮机。

低压排汽缸压力低， 多为薄壁焊接结构。 传统机组为径向排汽， 凝汽器位于低压缸下部， 轴系的支撑位于低压缸轴向两侧。 而轴向排汽汽轮机， 凝汽器与低压缸采用轴向连接， 轴系的一端支撑只能位于低压排汽缸内。 由此， 薄壁焊接结构的低压排汽缸如何提高支撑刚性以满足支撑轴系的要求， 成为此机型研发设计的要点。

1 低压缸支撑刚度对轴系的影响

为保证机组安全稳定的运行要求， 进行轴系设计时， 轴系的固有频率需避开工作频率一定范围。 轴系的设计中， 通常将轴系看做一弯曲振动的梁， 根据梁的弯曲振动微分方程：

式中ρ 为密度， A 为横截面积， E 为弹性模量， I 为惯性矩，为位移，为梁的轴向位置，为时间。

对于轴向排汽缸， 记低压缸处位置为l， 低压缸处轴承的支撑刚度为K， 支撑刚度提供了该位置处的剪力， 则关于该剪力的其中一边界条件为：

通过式（3） 可知， 在轴系材料一定的情况下（ρ、 E 不变）， 轴系的固有频率计算与轴系结构特征（A、I）、 支撑刚度（K）等密切相关。

轴系的结构特征由通流、 推力等相互配合设计。……