ТУРБОУСТАНОВКА Российский патент 2001 года по МПК F16L3/205 F16L1/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в турбоустановках теплоэлектроцентралей, тепловых и атомных электростанций.

Известна турбоустановка, содержащая цилиндры среднего и низкого давления с присоединенными к ним трубопроводам подвода и отвода пара, снабженными вертикальными опорами, с роторами, лежащими на подвижных подшипниках, скользящих по продольным шпоночным соединениям относительно неподвижных фундаментных рам, установленных на ригелях фундамента (1).

Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность турбоагрегата, вызванная несоосностью роторов цилиндров по причине деформации колонн и элементов фундамента, вызванной действием динамических и статических усилий от трубопроводов, присоединенных к турбоагрегату, в горячем и холодном состояниях, которые оказывают силовое воздействие на турбоагрегат.

Силовое воздействие трубопроводов на турбоагрегат, а в конечном итоге и на фундамент происходит как на работающем оборудовании, так и в холодном состоянии (по причине протекания остаточной деформации в гибах труб, скорость накопления которой зависит от температуры трубопровода). Величина остаточной деформации трубопроводов в направлении котел-турбина увеличивается с ростом количества пусков-остановов. В результате происходит деформация фундамента. При пусках-остановах от горизонтальных силовых воздействий трубопроводов, присоединенных к ЦСД и ЦВД, изменяется взаимное положение пазов корпусов подвижных подшипников относительно пазов неподвижных фундаментных рам, предел суммарного зазора которых составляет 0,1 мм, которые удерживаются от дальнейшего расхождения в продольной оси шпонками. В результате деформации продольной оси на величину, большую 0,1 мм, происходит защемление в продольных шпоночных соединениях между шпонками и пазами. Степень защемления зависит от величины сил, действующих со стороны трубопроводов на фундамент через составные элементы турбоагрегата. Как показала практика (Сургутская ГРЭС-2, бл. N 10), появляются трещины на фундаментных ригелях или связях между ригелями и продольными балками фундамента, что требует реконструкции фундамента, или в период пуска может произойти касание лопатками внутренней поверхности статора.

Известна опора трубопровода, содержащая траверсу с тягами, пружину, закрепленную между основаниями (2).

Недостатком данного технического решения является то, что установленные в паре на горизонтальном участке трубопровода, они одновременно воспринимают воздействие со стороны трубопровода, в результате чего наблюдается смещение оси трубопровода в сторону расширения в горячем состоянии и в сторону сжатия в холодном состоянии, что воспринимается турбоагрегатом и может вызвать нежелательные явления в опорах фундамента, такие как, например, трещинообразование.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение надежности и экономичности турбоустановки путем снижения усилий, передаваемых трубопроводами на турбоагрегат, устранения заклинивания между продольными шпоночными соединениями.

Для решения поставленной задачи в известной турбоустановке, содержащей цилиндры среднего и высокого давления с присоединенными к ним трубопроводами подвода и отвода пара, снабженными вертикальными опорами, роторами, лежащими на подвижных подшипниках, скользящих по продольным шпоночным соединениям относительно неподвижных фундаметных рам, установленных на ригелях фундамента; трубопроводы подвода и отвода пара дополнительно снабжены опорами невертикального разностороннего действия, установленными в паре на вертикальном участке трубопровода или прилегающем к нему горизонтальном участке.

Техническая задача, на решение которой направлено усовершенствование опоры, - расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения ее работы при различных режимах работы турбоагрегата.

Для решения поставленной задачи в известной опоре трубопровода, содержащей траверсу с тягами, пружину, закрепленную между основаниями, основания соединены шпильками с гайками, количество которых не менее двух, а деформация пружины задана на величину усилия, превышающего нагрузку от трубопровода.

Площади оснований определяются физическими характеристиками пружины.

На фиг. 1 изображен вид турбоустановки сбоку, на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1 с трубопроводом и опорами, на фиг. 3 изображена конструкция опоры.

Турбоустановка содержит ЦСД 1, ЦВД 2 (ЦНД не показан) соответственно с роторами 3, 4. Лапы 5 корпусов опираются на подвижные подшипники 6, которые лежат на фундаментных рамах 7, расположенных на ригелях 8, составляющих единое целое с колоннами фундамента 9. В подвижных подшипниках 6 выполнены пазы 10, а в фундаментных рамах 7 пазы 11, в которых расположены продольные шпонки 12.

К турбоагрегату подсоединены трубопроводы подвода и отвода пара 13, 14 (остальные не показаны), которые на горизонтальном участке удерживаются с помощью вертикальных опор 15, а на вертикальном участке с помощью пары опор невертикального разностороннего действия.

Каждая опора содержит траверсу 16 с тягами 17, пружину 18, закрепленную между основаниями 19, 20. Основания 19 и 20 соединены с помощью шпилек 21 и гаек 22. Опоры к трубопроводам крепятся с помощью полухомутов 23, а с другой стороны они крепятся к металлическим конструкциям. Тяги 17 проходят через проушины 24 ушек 25.

Опоры устанавливаются в любом положении, кроме вертикального. Деформация пружины опоры задается на нагрузку, превышающую усилие, возникающее при расширении трубопровода, присоединенного к турбоагрегату.

Если расширение трубопровода ниже расчетной нагрузки пружины, то опора работает в жестком режиме, т.е. пружина не сжимается и не растягивается.

В случае превышения нагрузки, например при динамических возмущениях трубопровода в момент переходных режимов при пусках и остановах блока и при профилактических проверках задвижек предохранительных клапанов и т.д., трубопровод оказывает дополнительное усилие на турбину за счет резкого изменения давления. В этом случае опора начинает работать в упругом режиме и принимает на себя эти возмущения, т.е. нейтрализует их, и турбоагрегат не испытывает воздействия со стороны трубопровода.

Каждая опора предназначена для определенного состояния турбоагрегата. На фиг. 2 опора, расположенная справа, - для горячего состояния оборудования, слева - для холодного состояния, когда турбина не работает.

В рабочем состоянии правая опора воспринимает усилия со стороны трубопровода, которые до установки опоры воспринимались турбоагрегатом. Левая опора в это время находится не в рабочем состоянии. В результате ось трубопровода находится в неизменном положении.

При остановах блока (холодное состояние) в результате укорочения трубопровода возникающее в трубопроводе усилие направлено в сторону левой опоры, которое ей компенсируется, а в случае отсутствия этой опоры усилие будет передаваться на турбоагрегат.

Таким образом, левая опора воспринимает эти усилия, а правая находится не в рабочем состоянии. В этом случае установка шпилек и гаек обеспечивает ей нерабочее состояние.

Пара опор устанавливается в любом положении, кроме вертикального, т.к. в этом случае она компенсирует все горизонтальные составляющие действующих сил.

Пружина задана на нагрузку, превышающую усилия, возникающие при расширении трубопровода. Если расширение трубопровода ниже расчетной нагрузки пружины, то опора работает в жестком режиме, т.е. не сжимается и не расширяется.

Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность и экономичность турбоустановки за счет снижения усилий, передаваемых трубопроводами на турбоагрегат, тем самым устранения заклиниваний между продольными шпоночными соединениями и исключения деформации фундамента.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Б.В.Балаков, В.П.Банник и др. Монтаж и наладка турбоагрегатов и вспомогательного оборудования машинного зала. М., Энергия, 1976, с. 48-50, рис. 3-17. (Прототип).

2. ОСТ 108.275.58-80. Блоки пружинные для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС, с.62-63.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в турбоустановках теплоэлектроцентралей, тепловых и атомных электростанций. Турбоустановка содержит цилиндры среднего и высокого давления с трубопроводами подвода и отвода пара, снабженными вертикальными опорами, роторы, лежащие на подвижных подшипниках, скользящих по продольным шпоночным соединениям относительно неподвижных фундаментных рам, установленных на ригелях фундамента. Для повышения надежности в работе установки за счет снижения усилий, передаваемых трубопроводами на турбоагрегат, устранения заклинания продольных шпоночных соединений трубопроводы подвода и отвода пара дополнительно снабжены пружинными опорами невертикального разностороннего действия, установленными парами на вертикальном участке трубопровода или примыкающих к нему горизонтальных участках. Опора, содержащая траверсу с тягами, пружину, закрепленную между основаниями, дополнительно снабжена шпильками с гайками, количество которых не менее двух. При этом деформация пружины задана на величину усилия, превышающего нагрузку от трубопровода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Турбоустановка, содержащая цилиндры среднего и высокого давления с патрубками и присоединенными к ним трубопроводами подвода и отвода пара, снабженными вертикальными опорами, с роторами, лежащими на подвижных подшипниках, скользящих по продольным шпоночным соединениям относительно неподвижных фундаментных рам, установленных на ригелях фундамента, отличающаяся тем, что трубопроводы подвода и отвода пара дополнительно снабжены пружинными опорами невертикального разностороннего действия, установленными парами на вертикальном участке трубопровода. 2. Турбоустановка по п.1, отличающаяся тем, что основания дополнительной опоры соединены шпильками с гайками, количество которых не менее двух. 3. Турбоустановка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что для учета динамических воздействий от трубопроводов деформация пружин дополнительных опор задана на величину усилия, превышающего нагрузку от трубопровода в горячем или холодном состоянии.