УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ НА ШТОКЕ РЕГУЛИРУЮЩЕГО КЛАПАНА Российский патент 2004 года по МПК F01D17/00 

Изобретение относится к областям изготовления и технического обслуживания мощных паровых турбин и касается используемой при этом контрольно-измерительной аппаратуры. Более точно, объектом изобретения является устройство для определения силы трения на штоке регулирующего клапана паровой турбины.

Шток регулирующего клапана, установленный в направляющей буксе, закрепленной в крышке паровой коробки клапана, проходит через нее к приводному механизму, выполненному в приводной колонке, закрепленной на крышке паровой коробки. В связи с высокими давлениями и температурой проходящего через клапан пара существует проблема уплотнения штока. В существующих мощных паровых турбинах шток на выходе из крышки паровой коробки обычно уплотняется бесконтактными уплотнениями, а для устранения утечек пара осуществляется его отсос из зазора между штоком и буксой в систему регенерации питательной воды. Однако это снижает экономичность турбоустановки (1).

Известны отдельные сведения об использовании сальниковых уплотнений (2) на выходе штока из крышки паровой коробки. Однако это применялось ограниченно для клапанов, работающих при низких параметрах пара, т.к. не все сальниковые уплотнения, а, более точно, материалы применяемых в них элементов способны выдержать воздействие высокотемпературного пара мощных паровых турбин. Кроме того, в сальниковых уплотнениях существует проблема обеспечения оптимальной силы трения между уплотнением и штоком, которая не должна создавать проблемы для приводного устройства и чрезмерно увеличивать нагруженное состояние штока при обеспечении должной степени уплотнения.

В последние годы разработаны уплотнения сальникового типа с жидкометаллическими элементами (3), которые способны эффективно работать при высоких параметрах уплотняемой среды. Такие уплотнения стали применяться для регулирующих клапанов мощных паровых турбин. Обладая высокой эффективностью эти уплотнения, тем не менее, в еще большей степени, чем другие сальниковые уплотнения, требуют контроля над силой трения на штоке. Для этого не разработаны еще специальные средства, которые могли бы быть использованы на производстве и при техническом обслуживании регулирующих клапанов на электростанциях. В связи с отсутствием таких средств на нескольких электростанциях для определения силы трения на штоке регулирующего клапана были использованы строительно-монтажные краны машинного зала, которые при снятой приводной колонке клапана перемещали шток через динамометр (4). Однако такое использование строительно-монтажных кранов не рационально, кроме того, они не позволяли обеспечить точность измерений, т.к. при работе крана происходит скачок показаний динамометра.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания устройства для определения силы трения на штоке регулирующего клапана с помощью стандартного динамометра, которое способно было бы плавно перемещать шток, являясь вместе с тем относительно простым и способным к легкой установке на регулирующем клапане.

Эта задача решается в устройстве, содержащем средство для создания тягового усилия на штоке и измеряющий это усилие динамометр, которое, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, выполнено в виде траверсы, шарнирно установленной на двух опорных стойках, к которой подвешена грузоподъемная связка с динамометром для захвата головки штока, при этом одна из опор выполнена подвижной в вертикальном направлении с помощью домкрата.

В таком устройстве домкрат, в частности гидравлический, позволяет плавно осуществлять перемещение штока и тем самым достаточно точно определять силу трения, а, в зависимости от показаний динамометра устройство позволяет обеспечить регулирование степени сжатия сальникового уплотнения штока. При этом устройство относительно просто в изготовлении и использовании, а его опорные стойки могут быть спроектированы для установки в гнезда для крепежа под приводную колонку, что еще более упростит установку устройства на регулирующем клапане.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенного на прилагаемом чертеже, который показывает фрагмент регулирующего клапана с устройством для определения силы трения на штоке регулирующего клапана, выполненном согласно изобретению.

На чертеже представлена верхняя часть регулирующего клапана в продольном разрезе, включающая крышку 1 паровой коробки, через которую проходит шток 2. Шток 2 уплотнен в крышке 1 с помощью сальникового уплотнения, содержащего внутреннее 3 и наружное 4 жидкометаллические уплотнительные кольца и сдавливающие их шпильки 5 и 6, проходящие от фланца 7 к нажимным кольцам 8 и 9. На фланце 10 крышки 1 выполнены отверстия 11 для закрепления через них приводной колонки, которая на чертеже не показана, т.к. он изображает клапан в положении работы устройства согласно изобретению. Головка штока 2 выполнена с соединительной муфтой 12 для стыковки штока 2 с приводным устройством.

Чертеж демонстрирует устройство для определения силы трения на штоке 2 в период его использования. Это устройство содержит траверсу 13, шарнирно установленную на двух опорных стойках 14 и 15. Стойка 15 выполнена со встроенным гидравлическим домкратом 16. При этом стойки 14 и 15 расположены на расстоянии друг от друга, при котором они нижними концами могут быть установлены в отверстиях 11 фланца 10 крышки 1. Для возможности изменения этого расстояния с целью использования на разных клапанах траверса 13 выполнена телескопической с фиксирующей ее длину муфтой 17. К муфте 17 траверсы подвешена грузоподъемная связка, включающая две пары серег 18 и 19, рым-болт 20 и динамометр 21.

Описанное устройство может быть использовано как в производстве турбин при сборке регулирующего клапана, так и при техническом обслуживании турбин на электростанциях при осуществлении ремонтов и диагностики. При исследовании состояния регулирующего клапана, а именно определения силы трения на штоке, после снятия приводной колонки описанное устройство устанавливают на фланце 10 крышки 1. При этом концы опорных стоек 14 и 15 заводят в отверстия 11 фланца 10, а рым-болт 20 грузоподъемной связки - в муфту 12 на головке штока 2, после чего осуществляют закрепление названных соединений и устройство готово к работе. Для определения силы трения на штоке 2 домкратом 16 через траверсу 13 и подвешенной к ней грузоподъемной связки осуществляют подъем штока 2, следя за показаниями динамометра 21. Если показания динамометра превышают расчетное значение, это означает неприемлемое увеличение силы трения при движении штока 2 и в этом случае следует ослабить натяжение внутреннего уплотнительного кольца 3. Если показания динамометра 21 меньше расчетного значения целесообразно увеличить натяжение этого кольца.

Источники информации

1. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М., 1990 г., с.178, 543.

2. Циклис Д.С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. М., 1976 г., с.205-206, 226-227.

3. Авт. св. СССР №1162278, F 16 J 15/16, 1986 г.

4. Плановые ремонты, проводимые на Конаковской и Лукомльской ГРЭС в 1990-2000 г., на ТЭЦ-9 Мосэнерго в 2002 г.

Устройство предназначено для использования при изготовлении и техническом обслуживании мощных паровых турбин. Устройство содержит тяговое средство для подъема штока клапана и динамометр для определения усилия перемещения и тем самым силы трения на штоке. Тяговое средство выполнено в виде траверсы, шарнирно установленной на двух опорных стойках, одна из которых выполнена подвижной в вертикальном направлении с помощью домкрата. К траверсе подвешена грузоподъемная связка с динамометром, предназначенная для захвата головки штока. Это устройство надежно выполняет свою функцию, являясь вместе с тем относительно простым в изготовлении и использовании. 1 ил.

1. Устройство для определения силы трения на штоке регулирующего клапана с помощью тягового средства и динамометра, отличающееся тем, что оно выполнено в виде траверсы, шарнирно установленной на двух опорных стойках, к которой подвешена грузоподъемная связка с динамометром, предназначенная для захвата головки штока, при этом одна из опор выполнена подвижной в вертикальном направлении с помощью домкрата.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные стойки расположены на расстоянии между собой, при котором они своими нижними концами могут быть установлены в гнезда для крепежа приводной колонки на крышке клапана.