УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТОРОННЕЙ ПЕРЕДАЧИ ОСЕВОГО УСИЛИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК F01D25/28 

Изобретение относится к области энергетики, к паротурбостроению и предназначено для совершенствования турбин, находящихся в эксплуатации.

Известно устройство для двухсторонней передачи осевого усилия, связывающее корпус турбины и опору корпуса, установленную на фундамент. Это поперечные шпонки между опорными лапами корпуса турбины и его опорой. В вертикальном направлении эти шпонки лежат на уровне оси вращения ротора, то есть намного выше плоскости скольжения опоры по фундаментной раме; в поперечном направлении шпонки разнесены на значительное расстояние от оси вращения. (Трухний А.Д., Лосев С.М. Стационарные паровые турбины. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 73, рис. 4.5).

Недостатками указанного устройства, принятого за аналог, является то, что усилие, передаваемое с корпуса на опору, создает момент с силой трения на плоскости скольжения опоры по фундаментной раме; момент стремится опрокинуть опору, увеличивая локальное давление на плоскость скольжения и саму силу трения, вызывая заедание трущихся поверхностей и, в конечном счете, расцентровку и вибрацию ротора. Кроме того, разнесение шпонок в поперечном направлении при наличии разности температур между правым и левым фланцами корпуса турбины приводит к развороту опоры в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, что вызывает заклинивание осевой (продольной) шпонки между опорой и фундаментной рамой.

Для устранения этих недостатков целесообразно уже при изготовлении турбины расположить указанное устройство вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины.

Известно устройство для двухсторонней передачи осевого усилия, связывающее корпус турбины и опору корпуса, расположенное вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включающее выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват. Выступ прикреплен к корпусу турбины, Т-образный зацеп выполнен зацело с выступом, а захваты расположены на опоре так, что в горизонтальной плоскости охватывают Т-образный зацеп. Выступ одновременно служит и вертикальной центрирующей шпонкой, поэтому описанное устройство именуется "шпонка-захват" или "тяни-толкай" (Системы установки на фундаменте и температурные расширения многоцилиндровых паровых турбин. Энергетическое машиностроение, НИИЭинформэнегромаш, 3-82-08, М., 1982, с. 11, рис. 3, б).

По совокупности признаков это решение является наиболее близким к заявляемому и принимается за прототип.

Недостаток известного решения - невозможность его внедрения на действующих турбинах без подъема нижней части корпуса турбины; такой подъем обычно неосуществим из-за присоединенных трубопроводов. В этом случае удается организовать лишь частичное применение решения-прототипа - одностороннюю передачу усилия (корпус при нагреве толкает опору) путем установки сверху вертикальной толкающей вставки в обычную вертикальную шпонку между корпусом и опорой. Для передачи же "тянущего" усилия сохраняют поперечные шпонки под лапами корпуса со всеми описанными выше их недостатками.

Заявляемое решение позволяет обеспечить заедание, предельно близкое к плоскости скольжения опоры по фундаментной раме (при исполнении устройства по варианту 1), а исполнение устройства по варианту 2 обеспечивает прочность всех фрагментов устройства. Установка горизонтальных толкающей и тянущей вставок обеспечивает надежную двухстороннюю передачу осевого усилия, поскольку вставки пригоняются по месту, а обеспечить необходимые малые зазоры при использовании известных устройств на действующей турбине невозможно.

Предлагаемое решение обеспечивает размещение и возможность выполнения необходимых сварных швов и приемлемые в них напряжения, что очень важно при передаваемом усилии, достигающем нескольких десятков тонн. В силу особенностей конструкции действующих турбин в данной зоне (стесненность, затрудненность доступа, невозможность подъема нижней части корпуса 1) описанное устройство является единственно возможным и надежным для применения на действующих турбинах с целью двухсторонней передачи осевого усилия.

Предложено устройство для двухсторонней передачи осевого усилия (вариант 1), связывающее корпус турбины и опору корпуса, расположенное вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включающее выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват, при этом зацеп приварен под выступом на корпусе, захват выполнен в виде скобы, установленной на опоре корпуса и охватывающей снизу зацеп на выступе корпуса, а по обе стороны зацепа между ним и скобой установлены горизонтальные толкающая и тянущая вставки.

Предложено также устройство для двухсторонней передачи осевого усилия (вариант 2), связывающее корпус турбины и опору корпуса, расположенное вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включающее выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват, при этом зацеп установлен на опоре корпуса, захват выполнен в виде скобы, приваренной под выступом на корпусе и охватывающей снизу зацеп на опоре корпуса, а по обе стороны зацепа между ним и скобой установлены горизонтальные толкающая и тянущая вставки.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1, 2 показано устройство для двухсторонней передачи осевого усилия, сечение продольной вертикальной осью симметрии турбины:

Фиг.1 - вариант 1.

Фиг.2 - вариант 2.

Устройство для двухсторонней передачи осевого усилия (вариант 1) связывает корпус 1 турбины и опору 2 корпуса. Устройство расположено вблизи плоскости скольжения опоры 2 по фундаментной раме 3 и в продольной плоскости симметрии турбины. Устройство включает выступ 4, поперечный зацеп 5 и захват 6. Зацеп 5 приварен под выступом 4 на корпусе 1, захват 6 выполнен в виде скобы, установленной на опоре 2 корпуса 1 и охватывающей снизу зацеп 5 на выступе 4 корпуса 1. По обе стороны зацепа 5 между ним и скобой-захватом 6 установлены горизонтальные толкающая 7 и тянущая 8 вставки. Для стопорения вставки 7 и 8 могут быть загнуты на зацеп 5 (не показано).

В приливе 9 опоры 2 выполнен паз 10, в который входит вертикальная центрирующая шпонка 11, являющаяся частью выступа 4. Между опорой 2 и фундаментной рамой 3 установлена осевая (продольная) шпонка 12.

Устройство для двухсторонней передачи осевого усилия (вариант 2) связывает корпус 1 турбины и опору 2 корпуса. Устройство расположено вблизи плоскости скольжения опоры 2 по фундаментной раме 3 и в продольной плоскости симметрии турбины. Устройство включает выступ 4, поперечный зацеп 5 и захват 6. Зацеп 5 установлен на опоре 2 корпуса 1, захват 6 выполнен в виде скобы, приваренной под выступом 4 на корпусе 1 и охватывающей снизу зацеп 5 на опоре 2 корпуса 1. По обе стороны зацепа 5 между ним и скобой-захватом 6 установлены горизонтальная толкающая 7 и тянущая 8 вставки. Для стопорения вставки 7 и 8 могут быть загнуты на зацеп 5 (не показано). В приливе 9 опоры 2 выполнен паз 10, в который входит вертикальная центрирующая шпонка 11, являющаяся частью выступа 4. Между опорой 2 и фундаментной рамой 3 установлена осевая (продольная) шпонка 12.

Горизонтальное расположение толкающей 7 и тянущей 8 (вариант 1 и 2) шпонок позволяет организовать надежную двухстороннюю передачу осевого усилия, поскольку вставки пригоняются по месту, а обеспечить необходимые малые зазоры при использовании прототипа с вертикальными вставками нельзя, так как на действующей турбине доступ к вставкам возможен только при их горизонтальном расположении согласно предлагаемому изобретению.

На фиг.1 показан вариант с приваркой скобы-захвата 6 (а на фиг.2 зацепа 5) к опоре 2, предназначенный для стального корпуса опоры 2. Возможно также применение изобретения для чугунного корпуса опоры 2 с выполнением скобы-захвата 6 (фиг.1) или захвата 5 (фиг.2) как закладного элемента, устанавливаемого под опору 2 в соответствующий паз в ее корпусе, с Т-образным хвостовиком, фиксирующим закладной элемент в осевом направлении. Этот вариант не показан на фиг.1, 2, но он полностью соответствует совокупности признаков заявляемого решения.

Устройство работает следующим образом. При работе турбины есть периоды нагрева (пуск) или охлаждения (остановка) корпуса 1. Он соответственно удлиняется или укорачивается, а толкающее или тянущее усилие передается на опору 2, скользящую по фундаментной раме 3 вдоль осевой шпонки 12. Усилие передается через заявляемое устройство.

При исполнении устройства по варианту 1 передача толкающего усилия осуществляется от корпуса 1 через выступ 4, зацеп 5, толкающую вставку 7, скобу-захват 6 на опору 2; передача тянущего усилия - через выступ 4, зацеп 5, тянущую вставку 8, скобу-захват 6 на опору 2.

При исполнении устройства по варианту 2 передача толкающего усилия осуществляется от корпуса 1 через выступ 4, скобу 6, толкающую вставку 7, зацеп 5 на опору 2; передача тянущего усилия - через выступ 4, скобу 6, тянущую вставку 8, зацеп 5 на опору 2.

Для обоих вариантов (фиг.1, 2) вертикальная шпонка 11, являющаяся частью выступа 4 и входящая в паз 10 прилива 9 опоры 2, предотвращает относительные поперечные смещения корпуса 1 и опоры 2, а также всех деталей описываемого устройства.

Расположение устройства в вертикальном направлении вблизи плоскости скольжения опоры 2 по фундаментной раме 3, а в поперечном направлении - в продольной плоскости симметрии турбины практически исключает повороты опоры 2 и ее заклинивания при тепловых перемещениях.

Изобретение относится к области энергетики, к паротурбостроению и предназначено для совершенствования турбин, находящихся в эксплуатации. Устройство для двухсторонней передачи осевого усилия (вариант 1) связывает корпус турбины и опору корпуса, расположено вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включает выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват, при этом зацеп приварен под выступом на корпусе, захват выполнен в виде скобы, установленной на опоре корпуса и охватывающей снизу зацеп на выступе корпуса, а по обе стороны зацепа между ним и скобой установлены горизонтальные толкающая и тянущая вставки. Устройство для двухсторонней передачи осевого усилия (вариант 2) связывает корпус турбины и опору корпуса, расположено вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включает выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват, при этом зацеп установлен на опоре корпуса, захват выполнен в виде скобы, приваренной под выступом на корпусе и охватывающей снизу зацеп на опоре корпуса, а по обе стороны зацепа между ним и скобой установлены горизонтальные толкающая и тянущая вставки. Заявляемое решение позволяет обеспечить заедание, предельно близкое к плоскости скольжения опоры по фундаментной раме (при исполнении устройства по варианту 1), а исполнение устройства по варианту 2 обеспечивает прочность всех фрагментов устройства. Установка горизонтальных толкающей и тянущей вставок обеспечивает надежную двухстороннюю передачу осевого усилия, поскольку вставки пригоняются по месту, а обеспечить необходимые малые зазоры при использовании известных устройств на действующей турбине невозможно. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для двухсторонней передачи осевого усилия, связывающее корпус турбины и опору корпуса, расположенное вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включающее выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват, отличающееся тем, что зацеп приварен под выступом на корпусе, захват выполнен в виде скобы, установленной на опоре корпуса и охватывающей снизу зацеп на выступе корпуса, при этом по обе стороны зацепа между ним и скобой установлены горизонтальные толкающая и тянущая вставки.2. Устройство для двухсторонней передачи осевого усилия, связывающее корпус турбины и опору корпуса, расположенное вблизи плоскости скольжения опоры по фундаментной раме и в продольной плоскости симметрии турбины, включающее выступ на корпусе, поперечный зацеп и захват, отличающееся тем, что зацеп установлен на опоре корпуса, захват выполнен в виде скобы, приваренной под выступом на корпусе и охватывающей снизу зацеп на опоре корпуса, при этом по обе стороны зацепа между ним и скобой установлены горизонтальные толкающая и тянущая вставки.