汽轮机机械式危急遮断器设计简介

王振林，刘祥平

(1.南通天生港发电有限公司，南通 226003；2.上海电气电站设备有限公司汽轮机厂，上海 200240)

众所周知,汽轮机转速如果超过其设计限制运行，会具有非常巨大的破坏性[1]。超速保护装置能够有效防止汽轮机受损，目前广泛使用的有机械式和电子式2种。已有的机械式超速保护装置用于额定转速3 000 r/min或者转速范围为2 800～6 000 r/min左右变转速运行的汽轮机。近年来，汽轮机设计制造技术高速发展，其应用环境和工作转速发生了变化，出现了高转速汽轮机，需要重新设计此类汽轮机的机械超速保护装置。机械超速系统由危急遮断器、危急遮断油门以及复位与试验装置等组成，其中与汽轮机转速相关的部件是危急遮断器。

本文仅对机械超速危急遮断器做设计解析，旨在促进汽轮机机械超速设计技术的应用。

1 危急遮断器工作原理

危急遮断器安装于汽轮机主轴前端的短轴上，短轴与汽轮机主轴用螺柱刚性连接。其工作原理是设计一个重物，其重心与旋转轴中心有一个偏心距离，转子旋转使其产生离心惯性力。另设计一根压缩弹簧，其作用力方向与离心惯性力相反。当转速升高，离心力增大，超过弹簧作用力，重物就会向一边出击，产生超速位移信号。

2 危急遮断器设计计算方法

危急遮断器力的分析见图1。图1中实线表示在某一转速下重物离心力随偏心变化而变化的规律，虚线表示弹簧力随重物位移变化而变化的规律。ω0是汽轮机额定转速，ωnp是遮断器出击转速，E是重物偏心距，a是重物最大行程。……