ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВОДОРОДНЫМИ УПЛОТНЕНИЯМИ ВАЛА РОТОРА Российский патент 1995 года по МПК H02K9/193 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к турбогенераторам с водородным охлаждением.

Известны турбогенераторы, например, серии ТВВ, в которых вал ротора в местах выхода через наружные щиты уплотняется уплотняющими вкладышами, встроенными в корпусе уплотнений, которые одной стороной герметично крепятся к наружному щитy генератора, а другой через сальниковую или другие эластичные уплотнения с корпусом опорного подшипника (Фомин Б.И. и др. Турбогенераторы, т. 1, M. Энергоиздат, 1981, с. 10, 11, рис. 1 1).

Работа вышеуказанных водородных уплотнений в нормальных режимах надежна, но не надежна в аварийных режимах.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция турбогенератора с водородными уплотнениями вала ротора (Хазан С.И. Турбогенераторы. M. Энергоатомиздат, 1983, с. 458, рис. 10, 23). В этом турбогенераторе корпус уплотнения вала и корпус опорного подшипника образуют картер, содержащий дренажный трубопровод с U-образным затвором и трубопроводом связи с атмосферой. В указанной конструкции масло, выходящее из уплотняющего вкладыша в сторону воздуха, и масло, выходящее с обеих сторон опорного подшипника, дренируются через один и тот же сливной маслопровод.

Работа вышеуказанных водородных уплотнений в нормальных эксплуатационных режимах надежна и выход водорода наружу исключен. В аварийной режиме, например при ошибочном действии персонала или прекращения всех источников маслоснабжения и т.п. может произойти прорыв водорода через картер опорного подшипника в машзал, где не исключается его возгорание.

Изобретение ставит задачу полного предотвращения выхода водорода в зону обслуживания генератора, т.е. в машзал электростанции, в случае отказа водородного уплотнения вала ротора.

Задача решается тем, что в турбогенераторе с водородными уплотнениями вала, в котором корпус уплотнения вала и корпус опорного подшипника образуют картер, содержащий дренажный трубопровод с U-образным затвором и трубопроводом связи с атмосферой, корпус опорного подшипника содержит вертикальную перегородку, разделяющую картер на две отдельные камеры, причем камера со стороны, обращенной к выходу вала наружу, имеет отдельный дренажный трубопровод.

Новизна изобретения состоит в том, что картер, образованный корпусом уплотнения вала и корпусом опорного подшипника, содержит перегородку, разделяющую слив масла из опорного подшипника в сторону генератора и слив масла с противоположной стороны опорного подшипника и перекрывающую связь по воздуху обеих сторон подшипника.

Предложенное выполнение позволяет полностью исключить выброс водорода в машзал в аварийном режиме благодаря наличию в картере опорного подшипника разделительной перегородки и связи объема картера со стороны уплотнения вала со сливным коллектором, который соединен с трубопроводом достаточно большого сечения, выходящий на крышу мешзала.

На чертеже показан турбогенератор с водородным уплотнением вала ротора.

Корпус уплотнения 1, прикрепленный болтами 2 к наружному щиту 3 турбогенератора (на чертеже обозначен только наружный щит с одной стороны турбогенератора, другая сторона идентична представленной), содержащая уплотняющий вкладыш 4 на валу 5 ротора, а также подводящий и отводящий маслопроводы 6 и 7, соединен через сальниковое уплотнение 8 с корпусом опорного подшипника 9 со встроенным вкладышем 10 и лабиринтным уплотнением 11 с внешней стороны, закрепленным болтами 12 (лабиринтные уплотнения 13 со стороны водорода крепятся болтами 14 к наружному щиту), причем корпус опорного подшипника внутри разделен перегородкой 15, образуя две отдельные камеры А и Б с отдельными сливными патрубками 16 и 17, соответственно соединенными трубопроводами 18 и 19 с коллектором 20, содержащим U-образный затвор 21 и трубопровод 22, выведенный за пределы машзала.

В аварийном режиме, вызванном отказом уплотнений 1 вала 5 и сопровождающимся прорывом водорода в зону А картера опорного подшипника 9 генератора, водород в зону обслуживания генератора, т.е. в машзал, не выходит благодаря наличию разделительной перегородки 15 во внутреннем объеме опорного подшипника 9, а выходит за пределы машзала на крышу, в безопасную зону.

Сечения сливных маслопроводов 6 и 7 и трубопроводов 18 и 19 для выхода водорода за пределы машзала в случае аварийного прорыва водорода обеспечивают относительно небольшое (0,01 0,03 МПа) избыточное давление газа в зоне А картера опорного подшипника 9, которое ниже давления смазки вкладыша 10 опорного подшипника 9, составляющего 0,1 МПа.

Наличие раздельных зон опорных подшипников 9 турбогенератора позволяет более эффективно производить вентиляцию не связанных с машзалом объемов масла (на чертеже упомянутый вентилятор не указан, но широко применяется. Хазан С. И. Турбогенераторы, М. Энергоатомиздат, 1983, с. 459, рис. 10.24). При создании разрежения в зоне А подшипника исключен подсос в картер загрязненного механическими частицами и влагой воздуха машзала.

Использование: в турбогенераторах с водородными уплотнениями вала ротора. Сущность изобретения: корпус уплотнения 1 вала 5 и корпус опорного подшипника 9 образуют картер, разделенный перегородкой 15 на две отдельные камеры со своими дренажными трубопроводами 18 и 19, соединенными с U-образным затвором 21. 1 ил.

ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВОДОРОДНЫМИ УПЛОТНЕНИЯМИ ВАЛА РОТОРА, в котором корпус уплотнения вала и корпус опорного подшипника образуют картер, содержащий дренажный трубопровод с U-образным затвором и трубопроводом связи с атмосферой, выведенным из участка корпусом подшипника и U-образным затвором, отличающийся тем, что корпус опорного подшипника содержит вертикальную перегородку, разделяющую картер на две отдельные камеры, причем камера со стороны, обращенной к выходу вала наружу, имеет отдельный дренажный трубопровод.