КОРПУС ПАРОВЫПУСКНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ Российский патент 1999 года по МПК F01D25/16 

Изобретение относится к турбостроению и предназначено для использования в сварной конструкции корпуса с встроенным подшипником паровыпускной части турбины.

Известен корпус паровыпускной части турбины с встроенным в него подшипником, который разделен горизонтальным разъемом на две половины, имеет в нижней половине опорное полукольцо подшипника, картер (масляный поддон) подшипника, коническую обечайку, в которой размещено опорное полукольцо подшипника, стержневую ферму, образованную ребрами жесткости фундаментальных опор корпуса, профилированными ребрами, соединенными с полукольцом подшипниках и ребрами жесткости, диагональными стержнями и трубчатым горизонтальным стержнем (авт.св. N 1652630).

Негативным фактором известной конструкции корпуса является малая жесткость. Область использования таких корпусов - небольшие турбины с легкими роторами.

Известен корпус с встроенным подшипником паровыпускной части турбины, который разделен горизонтальным разъемом на две половины, в нижней из которых расположены опорное кольцо подшипника, масляный поддон, конусное уплотнение ротора с паропроводами, размещенными а центральной втулке, а также силовые элементы в виде вертикальных продольных ребер, соединяющих втулку с наружными стенками корпуса (Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергия, 1967, рис. 13-11). Верхняя часть корпуса в поперечном сечении имеет овальную или цилиндрическую форму, в ее центральной втулке находится верхняя часть концевого уплотнения.

В таком виде корпус и, главным образом, его нижняя половина является несущей конструкцией, воспринимающей кроме статических также динамические нагрузки через подшипник при вращении ротора. Для обеспечения рекомендуемой нормами уровня динамической податливости встроенной опоры ротора корпус должен обладать высокой конструктивной жесткостью. В известной конструкции корпуса с встроенными подшипниками при наличии соединения продольных стенок масляного поддона с опорным кольцом, отсутствует их жесткая связь с вертикальными продольными ребрами за пределами центральной втулки. Необходимая жесткость такой конструкции достигается за счет значительного увеличения массы силовых элементов, что приводит к удорожанию турбины.

В тех же конструкциях паропроводы концевых уплотнений без теплоизоляции располагают при наличии места под масляным поддоном и в этом случае локальное тепловыделение от них способствует нагреванию масла (Щегляев А.В. Паровые турбины. -М., 1967, рис. 13-11). При отсутствии места под поддоном паропроводы выводят через крышку, что затрудняет обслуживание подшипника турбины, так как паропроводы имеют большую толщину теплоизоляции.

Техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, являются снижение металлоемкости конструкции, обеспечение удобного обслуживания подшипника при исключении нагрева масла в поддоне из-за тепловыделения от паропроводов.

Указанный технический результат достигается, тем что в корпусе паровыпускной части турбины, содержащем в нижней половине опорное кольцо подшипника, масляный поддон, вертикальные стенки которого соединены с опорным кольцом, паропроводы концевого уплотнения, а также силовые элементы в виде вертикальных ребер, размещенные под центральной втулкой, согласно изобретению, вертикальные стенки масляного поддона соединены с центральной втулкой, проходят через ее стенки и соединены внутри корпуса с вертикальными ребрами, которые размещены в одной плоскости с ними, а у горизонтального разъема в зоне опорного кольца по обе стороны от оси турбины установлены две трубы, которые соединяют в поперечном направлении центральную втулку с боковыми стенками корпуса.

Кроме того, внутри указанных труб расположены паропроводы концевого уплотнения.

При таком исполнении по сравнению с прототипом вертикальные стенки масляного поддона объединены с вертикальными ребрами, в результате чего опорное кольцо и центральная втулка соединены с наружными стенками корпуса в жесткую рациональную конструкцию, требующую для изготовления значительно меньше металла.

Кроме того, размещение паропроводов в трубах, соединяющих центральную втулку с боковыми стенками, улучшает условие обслуживания подшипника и по причине отсутствия паропроводов под масляным поддоном исключает нагрев масла в поддоне.

на фиг.1 изображено поперечное сечение корпуса паровыпускной части турбины; на фиг.2 - вид А-А на фиг.1.

Показанный на фиг.1 корпус паровыпуска принадлежит турбинам и цилиндрам низкого давления с встроенными подшипниками ротора.

Корпус состоит из нижней половины 1 и верхней половины (крышки) 2, разделенных горизонтальным разъемом. Общими для обеих частей корпуса являются центральная втулка 3 и кольцевое уплотнение 4 ротора 5. Нижняя часть корпуса содержит внешние опоры 6, опорное кольцо 7, подшипник скольжения 8, масляный поддон 9 с вертикальными стенками 10, трубы 11, паропроводы 12 концевого уплотнения 4, вертикальные ребра 13 и боковые стенки 14 корпуса. При работе турбины с таким корпусом паровыпускной части кольцо 7 воспринимает от ротора 5 статическую и динамическую нагрузку, передаваемую через опорное кольцо 7, стенки масляного поддона 9, центральную втулку 3 и ребра 13 на ограничивающие стенки 14 корпуса, а затем на внешние опоры 6. Горизонтальные составляющие динамических нагрузок воспринимаются трубами 11, установленными между центральной втулкой 3 и опорами 6. Перечисленные элементы образуют жесткую замкнутую систему, служащую надежной опорой для подшипника 8, металлоемкость которой значительно меньше известных аналогичных конструкций.

Паропроводы 12 концевого уплотнения 4 ротора 5, по правому из которых подводится пар, а по левому отводится паровоздушная смесь (фиг.2), проложены внутри труб 11, в которых образуется воздушное пространство. Снаружи трубы охлаждаются отработанным паром, имеющим температуру не более 30-40^oC. Такое расположение паропроводов концевого уплотнения не мешает обслуживанию подшипников и не нагревает масло в его поддоне, что благоприятно отражается на работе и обслуживании турбины.

Корпус предназначен для паровых турбин, имеющих в паровыпускной части подшипник ротора. Корпус содержит в нижней половине опорное кольцо 7 подшипника, масляный поддон 9, вертикальные стенки 10 которого соединены с опорным кольцом 7, центральную втулку 3, которая соединена с нижней половиной корпуса посредством вертикальных ребер 13, паропроводы 12 концевого уплотнения 4 ротора 5. При этом для обеспечения жесткой системы корпуса, служащей надежной опорой для подшипника 8 и имеющей пониженную металлоемкость, вертикальные стенки 10 масляного поддона 9 соединены с втулкой 3, проходят через ее стенку и соединены внутри корпуса с вертикальными ребрами 13, размещенными в одной плоскости со стенками 10. У горизонтального разъема в зоне опорного кольца 7 по обе стороны от оси турбины установлены две трубы 11, которые соединяют в поперечном направлении центральную втулку 3 с боковыми стенками корпуса. Для повышения удобства обслуживания и исключения нагрева масла в поддоне паропроводы 12 концевого уплотнения 4 ротора 5 расположены внутри труб 11. Такое выполнение корпуса позволит снизить металлоемкость конструкции и обеспечить удобство обслуживания подшипника при исключении нагрева масла в поддоне из-за тепловыделения от паропроводов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Корпус паровыпускной части турбины, содержащий в нижней половине опорное кольцо подшипника, масляный поддон, вертикальные стенки которого соединены с опорным кольцом, центральную втулку, паропроводы концевого уплотнения, а также силовые элементы в виде вертикальных ребер, размещенные под центральной втулкой, отличающийся тем, что вертикальные стенки масляного поддона соединены с центральной втулкой, проходят через ее стенки и соединены внутри корпуса с вертикальными ребрами, которые размещены в одной плоскости с ними, а у горизонтального разъема в зоне опорного кольца по обе стороны от оси турбины установлены две трубы, которые соединяют в поперечном направлении центральную втулку с боковыми стенками корпуса. 2. Корпус паровыпускной части турбины по п.1, отличающийся тем, что внутри труб расположены паропроводы концевого уплотнения.