摘 要：目前发电机组主汽门大多都安装在汽轮机中，实际工作运行过程中管道中会产生较大蒸汽作用力，对汽轮机实际受力状态产生较大影响。本文对主汽门安装方式对汽轮机受力影响进行分析，通过时间计算，证明通过主汽门侧挂方式对汽轮机各个支点反力以及定位键会产生不同程度的不平衡力，对汽轮机整体稳定性造成较大影响。通过主汽门中心线安装方式能够全面解决各个支点受力方面存在的问题，降低定位键侧向力，提高汽轮机稳定性。
　　关键词：主汽门；安装方式；汽轮机；受力
　　在汽轮机完整结构中的主汽门是第一道阀门，是确保汽轮机组安全稳定启动以及停车运行的重要部件。主汽门结构具有不同种类，当前可以依照尺寸大小值、蒸汽参数、功能要求、操控系统等进行有效划分。结构形式主要可以分为卧式、立式等。汽阀也可以进行划分，主要有单座式、预启功能式、操作系统等，其中操纵系统为液压结构构成，主要有弹簧、油缸等部件构成。
　　一、凝汽式汽轮机安装方式分析
　　主汽门的安装主要采用气缸两侧以及侧挂或是单体落地的方式，如果选取单体落地的方式进行安装布置，主汽门中作为蒸汽管道热胀产生的重要位置，如主汽门采取支架安装方式可以具有一定位移量，那么主汽门将不能作为固定位置点。侧挂方式的主要优点就是各个机组在具体安装过程中较为紧凑，但是气缸受力情况会变得更加复杂，除了对阀门自身重量进行分析之外，还需要对蒸汽管道对阀体实际作用力进行探究。这些力以及力矩会对气缸支撑部分产生较大应力，会导致气缸以及相应的安装部位发生一定量位移，会导致气缸各个部件产生不同程度磨损和振动的情况。所以在正常工作情况下，气缸都需要进行稳定安装，将力与力矩在管系中引起的变形和应力能够全面控制在固定范围中。
　　凝汽式汽轮机发电机组为了全面提升机组紧凑程度，主汽门侧挂安装方式得到全面应用。此外，当前为了全面消除或是控制蒸汽管道产生的热应力，在主汽门前的蒸汽管道往往都设有管道膨胀补偿值。所以当前可以选用挠性接管，管道中的盲板力会全面作用于机组和主汽门中。目前汽轮发电组大多都是选用单缸凝汽式汽轮机，汽轮机主要包括汽缸体、前轴承座、主汽门等。汽轮机主要选用三点支撑形式，在机座上安装前轴承座，作为前支撑。后汽缸两侧位置主要作为后支撑。
　　为了更好的适应汽缸本身热膨胀，汽轮机设置中设置滑销系统，在后汽缸以及后承座位置装有纵向键，作为汽轮机横向膨胀中设有固定点，前轴承座上设有纵向键，能够确保汽轮机轴线不发生偏转用用力。在后汽缸两侧位置安装水平键，能够作为汽轮机膨胀的固定位置。当汽缸发生膨胀之后，前轴承座位置沿着纵向轴进行滑动。为了确保膨胀时能够自由滑动，汽缸和基座之间在连接位置需要保留相应的间隙。比如船舶凝汽式汽轮机，在实际工作中各个支点的受力需要包括汽轮机质量安全，其中有主汽门位置的蒸汽力等。此项蒸汽力的实际大小值与主汽门进口和压力值具有较大联系，主汽门安装中相应的安装方式和安装位置对蒸汽力的方向影响较大。
　　二、蒸汽力作用中汽轮机受力探析
　　汽轮机发电机组通常都是采用单缸凝汽式汽轮机，不同主汽门结构以及安装方式。方式一是主汽门侧挂布置，垂直进汽。方式二是选用侧挂布置，通过水平方向进汽。方式三主要是中心线布置。本文以方式一为例，对汽轮机不同结构进行规划分，将中心线与中分面相交位置作为圆点，汽轮机作为x轴，水平方向是y轴。
　　汽轮机主要受力为蒸汽力和重力，对于重力点G，需要对主汽门质量影响要素进行分析，通过不同安装方式需要对重力进行分析，确保力作用在汽轮机的重心位置。在主汽门进汽位置中，蒸汽压力处于稳定值的时候，各个安装方式所承载的蒸汽力大小相同，但是实际作用位置与方向存在较大差异。汽轮机受到自身重力以及蒸汽力影响较大，前轴承座、后汽缸两侧等位置都有相应的作用力分类。根据轴向力以及的力矩各项平衡条件能够获取相应规定的平衡方程[1]。
　　三、汽轮机受力的有限元计算分析
　　当前技术人员通过的 UG建立模型，在满足各项计算精度的要求时，相关人员需要对模型各个细节进行有效简化，能够建立汽缸以及主汽门模型，并且融入计算软件能够建立完善的的计算模型。再对模型进行划分，能够获取有效数值。
　　约束边界基本条件如下，其中其轴承座支点以及后汽缸两侧支点对相应方向自由度进行控制。前轴承座纵向键以及相关构件对y方向自由度具有一定约束作用。
　　此外不同安装方式前提下各个支点支反力存在一定差距，在无蒸汽力状态下不同安装方式支反力计算结果存在差距，支点受力主要是重力，三个方式基本相同，主要差距就是由于主汽门安装位置的差异。在无蒸汽力形成状态下不同安装方式自身支反力计算结果存在较多问题。由于蒸汽力影响，各个支点支反力变化值较大。例如安装方式一，前轴承座支反力较大，主要是蒸汽力作用位置点与前轴承座距离较近。蒸汽力在yz平面上会产生一定力矩，力臂主要是主汽门到汽轮机的位置，使得汽缸两侧压支点承载压力值不断扩大，左侧的受拉力变大、右侧受压力变大[2]。
　　针对安装方式二，蒸汽力在xz平面上会产生一定力矩，力臂是主汽门到水平高度的位置，使得各个机组能够呈现出绕y轴逆向旋转的趋势，使得承座支點先承受拉力，而后承受压力，从而轴承座支点支反力会呈现出负值发展趋势。针对汽缸中两侧位置，从蒸汽力对比情况可以看出，两侧支反力值与无蒸汽力状态存在较大差异，所有相应差值产生的重要原因是由蒸汽力导致的。所以通过分析可知，蒸汽力偏心数值会绕着z轴顺时针力矩，所以前轴承座约束力大小会顺着y轴方向进行变化，后汽缸纵向位置约束力会沿着y负轴方向变化。对于安装方式三，主汽门安装位置以及蒸汽力作用点在汽轮机中心位置，蒸汽力受力位置与气缸支点距离较为接近，所以方式二与方式三力的大小值近似，方式一与方式二、三相比力值较小。
　　此外，不同安装方式下水平键以及纵向键的约束力大小值存在一定差距。针对安装方式一，因为向下蒸汽力与几何中心蒸汽力偏离数值相差较大，会导致汽轮机朝着z轴方向进行转动。所以前轴承座位置约束力会呈现出负值，后汽缸约束力为正值，由于实际方向相反，数值相等。而后汽缸水平约束力与左侧约束力为负值，二者方向相反，数值相等。
　　针对水平方向安装方式，在蒸汽力作用中，在z轴位置顺时针方向上会产生力矩，前轴承座约束力与汽缸纵向约束力为方向相反，实际数值相等。对不同安装方式进行分析可知，在无蒸汽力作用状态下，各个受力方式基本相同。针对侧挂安装，垂向进汽方式在蒸汽力作用中两侧支点支反力差值较大。如果一侧支反力较大，由于安装问题，会导致汽轮机产生侧偏，对汽轮机稳定性造成影响。
　　结语：
　　总而言之，汽轮机不同的安装方式对受力情况影响较大。本文以上通过对不同安装方式进行分析能够获取不同数据，主要列举三个安装方式对其受力情况展开全面探究。通过对比不同主汽门安装方式以及进汽情况对受力点影响进行分析，在设计过程可以对主汽门安装位置进行适度调整，将前后支点位置放置在几何中心，使得支撑位置支反力受力情况更加均匀。
　　参考文献：
　　[1]杨学志，张庆泉.切向进汽型汽轮机主汽门安装施工工法[J].大科技，2016（20）：226-227.
　　[2]席琛，胡宏伟，邓宏伟等.核电厂汽轮机主汽阀检修用锁定装置设计研究[J].南方能源建设，2016，3（3）：54-56.
　　作者简介：
　　阴持廷（1984.09-），男，籍贯：陕西省铜川市，学历：本科学历，工程师，研究方向：电力工程。