СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ НИЖНЕГО КОЛЬЦА НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА СО СТАТОРОМ ГИДРОТУРБИНЫ Российский патент 2003 года по МПК F03B3/16 

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано при монтаже реактивной вертикальной гидротурбины с поворотными лопатками, преимущественно в условиях ее реконструкции при сохранении существующих закладных частей.

Известен способ крепления нижнего кольца направляющего аппарата (н.а.) со статором, в котором нижнее кольцо н.а. резъемно соединяют с нижним поясом статора посредством болтового соединения [1].

При указанном способе в случае монтажа гидротурбины, подлежащей реконструкции с сохранением существующего статора, имеют место большие затраты времени для проведения замеров фактического расположения резьбовых отверстий в нижнем поясе статора и сложность обработки ответных отверстий в нижнем кольце н.а. для обеспечения их совпадения при монтаже, при этом невозможно использовать старые резьбовые отверстия при существенном изменении конструкции н.а. в условиях реконструкции.

Кроме того, недостатком известного способа является наличие больших напряжений растяжения в болтовом соединении нижнего кольца н.а., что требует большого количества болтов для обеспечения надежности такого соединения.

Известен способ соединения нижнего кольца н.а. с механически необработанным фундаментным кольцом статора гидротурбины, в котором устанавливают на фундаментное кольцо статора промежуточный фланец, размещают в отверстиях фланцев крепежные узлы, элементы которых - шпильки жестко закрепляют на статоре сваркой, затем, ввиду необработанной поверхности фундаментного кольца, производят выведение опорной поверхности промежуточного фланца на базовый уровень посредством регулирования элементов крепежного узла, после чего фиксируют окончательное положение промежуточного фланца посредством гаек крепежных узлов с наложением заданного усилия, жестко крепят промежуточный фланец на фундаментном кольце статора привариванием к нему обечаек, отворачивают гайки, устанавливают нижнее кольцо на промежуточный фланец и разъемно соединяют его с последним [2].

Указанный способ требует усложненной конструкции крепежных узлов, что экономически нецелесообразно при условии соединения нижнего кольца н.а. с механически обработанными элементами (нижним поясом или фундаментным кольцом) статора, что всегда имеет место в условиях реконструкции гидромашины, где не требуются операции по выводу опорной поверхности промежуточного фланца на базовый уровень.

Кроме того, недостатком указанного способа является необходимость свободного доступа к элементам статора при сварке обечаек и шпилек, который в условиях реконструкции гидротурбины ограничен, что может сделать невозможным использование известного способа в указанных условиях.

Задачей изобретения является создание такого способа соединения нижнего кольца н.а. гидротурбины с ее статором, который был бы относительно простым и технологичным и обеспечивал бы сокращение сроков монтажа гидротурбины с механически обработанным статором в условиях реконструкции гидротурбины с сохранением существующих закладных частей.

Эта задача решается в способе соединения нижнего кольца н.а. со статором гидротурбины, содержащем установку промежуточного фланца на элемент статора, например, нижний пояс или фундаментное кольцо, фиксацию окончательного положения промежуточного фланца, жесткое крепление его на элементе статора, последующие установку нижнего кольца на промежуточный фланец с закреплением его на последнем крепежными элементами, в котором согласно изобретению на элемент статора устанавливают промежуточный фланец в сборе с нижним кольцом, затем производят центровку нижнего кольца, фиксируют окончательное положение фланца точечной сваркой с элементом статора, удаляют нижнее кольцо из шахты турбины, затем жестко закрепляют промежуточный фланец на элементе статора сваркой с ним.

При заявленном способе окончательное положение промежуточного фланца определяется в процессе центровки нижнего кольца в сборе с промежуточным фланцем без закрепления на статоре крепежных элементов, предназначенных для крепления нижнего кольца. В результате, в сравнении с известными способами, отпадает необходимость в процессе монтажа трудоемких операций механической обработки, направленных на обеспечение заданного положения указанных крепежных элементов на статоре, что в условиях реконструкции гидротурбины с сохранением закладных частей значительно сокращает сроки монтажа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен поперечный разрез узла крепления нижнего кольца н.а. к опорному фланцу; на фиг. 2 - поперечный разрез узла крепления опорного фланца к нижнему поясу статора.

Устройство для реализации способа содержит промежуточный фланец 1 с отверстиями 2, болта 3.

Способ реализуется следующим образом.

Устанавливают фланец 1 в сборе с нижним кольцом 4 на нижний пояс 5 статора. Производят центровку нижнего кольца 4 н.а. по осям турбины и лопаток н. а. , перемещая промежуточный фланец 1 вместе с нижним кольцом 4 по нижнему поясу 5 статора, при этом определяется окончательное положение фланца 1. Затем фиксируют фланец 1 на нижнем поясе 5 точечной сваркой, отворачивают болты 3 и вынимают нижнее кольцо 4 из шахты гидротурбины. После этого жестко закрепляют промежуточный фланец на нижнем поясе 5, приваривая его по внутреннему и наружному диаметру. Затем производят установку нижнего кольца 4 на фланец 1, размещают нижнее кольцо 4 на фланце 1, проводя дополнительную центровку нижнего кольца 4, перемещая его в пределах зазора между болтами 3 и отверстиями 2 в нижнем кольце 4 и устанавливая последнее в заданное положение. После окончательной установки кольца 4 его закрепляют на фланце 1 болтами 3.

Как видно из описанного способа он не требует размещения на поверхностях статора крепежных элементов, предназначенных для закрепления нижнего кольца 4, в результате при монтаже реконструированной гидротурбины с сохранением ее закладных частей не требуется операций механической обработки, связанных с обеспечением совмещения базы мест элементов крепления нижнего кольца реконструированной турбины с фактическими на поясе статора.

Заявленный способ в сравнении с последним указанным известным способом (прототипом) требует меньшую величину свободного доступа для сварки промежуточного фланца со статором и может быть широко использован в условиях монтажа реконструированных турбин с сохранением закладных частей.

Помимо указанных преимуществ изобретение, в сравнении с известными способами, обеспечивает увеличение прочности крепежных элементов (болтов) для закрепления нижнего кольца н.а. за счет уменьшения напряжений растяжений в болтах ввиду упругой деформации промежуточного фланца в процессе эксплуатации в условиях отсутствия закрепления болтов на нижнем поясе статора.

Источники информации
1. Справочник по гидротурбинам. Под общей редакцией Н.Н. Ковалева. Л.: Машиностроение, 1984, с.432-434.

2. Патент СССР 1329285, кл. F 03 В 3/16, 11/00.

Способ предназначен для обеспечения монтажа реконструированной гидротурбины с сохранением существующих закладных частей. Способ включает установку промежуточного фланца на нижний пояс или фундаментное кольцо статора, при этом фланец устанавливают вместе с нижним кольцом, соединенным с ним болтовым соединением. Затем центруют нижнее кольцо путем перемещения его с промежуточным фланцем по нижнему поясу статора, фиксируют точечной сваркой промежуточный фланец на нижнем поясе статора, удаляют нижнее кольцо из шахты турбины. После этого окончательно закрепляют фланец на статоре, приваривая его к нижнему поясу статора. Затем устанавливают нижнее кольцо на промежуточный фланец, при этом дополнительно центруют нижнее кольцо, перемещая его в пределах зазора болтового соединения с промежуточным фланцем. После окончательной установки нижнего кольца его закрепляют на промежуточном фланце посредством болтов указанного болтового соединения. Способ не требует операций закрепления крепежных элементов на статоре и соответственно технологических операций по обеспечению совмещения фактического и заданного размещения этих элементов на нижнем поясе статора, что при монтаже реконструированной гидротурбины с сохранением закладных частей обеспечивает уменьшение трудоемкости и сроков монтажа гидротурбины. 2 ил.

Способ соединения нижнего кольца направляющего аппарата со статором гидротурбины, содержащий установку промежуточного фланца на элемент статора, например, нижний пояс или фундаментное кольцо, фиксацию окончательного положения промежуточного фланца, жесткое крепление его на элементе статора, последующие установку нижнего кольца на промежуточный фланец с закреплением его на последнем крепежными элементами, отличающийся тем, что на элемент статора устанавливают промежуточный фланец в сборе с нижним кольцом, затем производят центровку нижнего кольца, фиксируют окончательное положение фланца точечной сваркой с указанным элементом статора, удаляют нижнее кольцо из шахты турбины, затем жестко закрепляют промежуточный фланец на элемент статора сваркой с ним.