СПОСОБ МОНТАЖА ГАЗОГЕНЕРАТОРА И СВОБОДНОЙ ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ПРИВОДА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК F02C7/20 F02C7/28 

Способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода относится к способам монтажа наземных газотурбинных установок, имеющих раздельное крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме.

Известен способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, в котором газогенератор и свободная турбина крепятся на фундаментной раме раздельно посредством узла соединения (см. схему газотурбинной установки G6 компании «AEI», Шубенко-Шубин Л.А. и др. Газотурбинные установки. Атлас конструкций и схем. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1976, 164 с., рис.II-17 и II-21, § II-3). На упомянутой схеме газотурбинная установка показана в неработающем состоянии. В данном неработающем состоянии узел соединения находится в свободном, недеформированном состоянии вследствие отсутствия внешних сил.

Недостатком известного способа монтажа является то, что в процессе монтажа в элементы узла соединения газогенератора и свободной турбины вносятся неконтролируемые монтажные напряжения, что в совокупности с нагрузками, действующими при работе газотурбинного привода: сжимающие силы от температурных деформаций корпусов газогенератора и свободной турбины в осевом направлении, внутреннее давление - снижают надежность работы и ресурс конструкции.

Наиболее близким к заявляемому техническим решением-прототипом является способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, заключающийся в предварительной установке газогенератора и свободной турбины на фундаментную раму и креплении корпусов газогенератора и свободной турбины между собой посредством узла соединения (см. патент US 4044442 А, МПК В23Р 15/04, 1977).

Недостатком известного способа монтажа также является то, что в процессе монтажа в элементы узла соединения газогенератора и свободной турбины вносятся неконтролируемые монтажные напряжения, что в совокупности с нагрузками, действующими при работе газотурбинного привода: сжимающие силы от температурных деформаций корпусов газогенератора и свободной турбины в осевом направлении, внутреннее давление - снижают надежность работы и ресурс конструкции.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности монтажа в части обеспечения при последующей эксплуатации конструкции уменьшения действующих нагрузок в узле соединения корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, обеспечение прочностной разгрузки узла соединения и повышение его ресурса.

Решаемая техническая задача в способе монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, в его первом варианте, заключающемся в предварительной установке газогенератора и свободной турбины на фундаментную раму и креплении корпусов газогенератора и свободной турбины между собой посредством узла соединения, достигается тем, что используют узел соединения, содержащий сильфон, причем после предварительной установки газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме устанавливают в переходном участке от газогенератора к свободной турбине узел соединения, содержащий сильфон, и крепят узел соединения, содержащий сильфон, предварительно одной стороной к корпусу газогенератора, затем выполняют окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме на монтажном расстоянии, после чего крепят узел соединения, содержащий сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины, при этом окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме выполняют на монтажном расстоянии L_м между корпусами газогенератора и свободной турбины, равном

L_м=L_с+K·ΔL_p,

где K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0), а при креплении узла соединения, содержащего сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины растягивают сильфон в направлении оси газотурбинного привода, при выбранных значениях коэффициента компенсации эксплуатационных нагрузок К на величину

ΔL_м=K·ΔL_p,

то есть до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины, где:

L_c - расстояние, в направлении оси газотурбинного привода, между местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом газогенератора и местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом свободной турбины при свободном, ненапряженном состоянии сильфона в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода,

ΔL_p - расчетное или экспериментально определенное значение сближения, в направлении оси газотурбинного привода, корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, на рабочем режиме газотурбинного привода, относительно положения корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода.

Решаемая техническая задача в способе монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, в его втором варианте, заключающемся в предварительной установке газогенератора и свободной турбины на фундаментную раму и креплении корпусов газогенератора и свободной турбины между собой посредством узла соединения, отличающийся тем, что используют узел соединения, содержащий сильфон, причем после предварительной установки газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме устанавливают в переходном участке от газогенератора к свободной турбине узел соединения, содержащий сильфон, и крепят узел соединения, содержащий сильфон, предварительно одной стороной к корпусу свободной турбины, затем выполняют окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме на монтажном расстоянии, после чего крепят узел соединения, содержащий сильфон, противоположной стороной к корпусу газогенератора, при этом окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме выполняют на монтажном расстоянии L_м, между корпусами газогенератора и свободной турбины, равном

L_м=L_с+K·ΔL_p,

где K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0), а при креплении узла соединения, содержащего сильфон, противоположной стороной к корпусу газогенератора растягивают сильфон в направлении оси газотурбинного привода, при выбранных значениях коэффициента компенсации эксплуатационных нагрузок К, на величину

ΔL_м=К·ΔL_p,

то есть до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины, где:

L_c - расстояние, в направлении оси газотурбинного привода, между местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом газогенератора и местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом свободной турбины при свободном, ненапряженном состоянии сильфона в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода,

ΔL_p - расчетное или экспериментально определенное значение сближения в направлении оси газотурбинного привода, корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, на рабочем режиме газотурбинного привода, относительно положения корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода.

Технический эффект в части крепления узла соединения, содержащего сильфон, предварительно одной стороной к корпусу газогенератора или свободной турбины, с последующим выполнением окончательной установки и крепления газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме на монтажном расстоянии L_м между корпусами газогенератора и свободной турбины, равном L_м=L_c+K·ΔL_p, где K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0), с последующим креплением узла соединения, содержащего сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины или газогенератора, при этом растягивая сильфон в направлении оси газотурбинного привода, при выбранных значениях коэффициента компенсации эксплуатационных нагрузок К, на величину ΔL_м=K·ΔL_p, то есть до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины, как в первом, так и во втором вариантах реализации способа, заключается в повышении эффективности монтажа в части обеспечения при последующей эксплуатации конструкции уменьшения действующих нагрузок в узле соединения корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, в обеспечении прочностной разгрузки сильфона и в повышении его ресурса.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен продольный разрез газотурбинного привода, имеющего раздельное крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме, в переходном участке которого между турбиной газогенератора и свободной турбиной, т.е. в узле соединения корпусов газогенератора и свободной турбины, имеется сильфон; на фиг.2 дан узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе на переходный участок между турбиной газогенератора и свободной турбиной, содержащий узел соединения корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода; на фиг.3 дан узел Б на фиг.2 в увеличенном масштабе на место соединения корпусов газогенератора и свободной турбины посредством узла соединения, содержащего сильфон; на фиг.4 показан узел соединения корпусов газогенератора и свободной турбины, включающий сильфон в качестве уплотнения и теплового компенсатора осевых перемещений корпусов газогенератора и свободной турбины в состоянии изготовления (перед монтажом); на фиг.5 представлен продольный разрез газотурбинного привода, имеющего раздельное крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме, с расстыкованными газогенератором и свободной турбиной, в положении предварительной установки газогенератора на фундаментную раму для выполнения монтажа, с отодвинутым вперед, то есть отодвинутым от свободной турбины, газогенератором, на котором в переходном участке между турбиной газогенератора и свободной турбиной, т.е. в узле соединения корпусов газогенератора и свободной турбины, установлен и закреплен на выходном фланце корпуса газогенератора узел соединения, включающий сильфон, что соответствует реализации способа в его первом варианте; на фиг.6 показан узел соединения, включающий сильфон, установленный между газогенератором и свободной турбиной, в примере его предварительного крепления на выходном фланце корпуса газогенератора при реализации способа в его первом варианте; на фиг.7 показан узел соединения, включающий сильфон, установленный между газогенератором и свободной турбиной, в примере его предварительного крепления на входном фланце корпуса свободной турбины при реализации способа в его втором варианте; на фиг.8 показан узел соединения, включающий сильфон, установленный между газогенератором и свободной турбиной, после его окончательного крепления на фланцах корпусов газогенератора и свободной турбины. На фиг.1-3 положение элементов газотурбинного привода показано в состоянии его работы, на фиг.4-8 положение элементов газотурбинного привода показано в состоянии неработающего газотурбинного привода (в состоянии монтажа). На фиг.9 показаны примеры деформации сильфона в узле соединения газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода в зависимости от выбранного коэффициента компенсации эксплуатационных нагрузок.

Газотурбинный привод (фиг.1 и 5) состоит из газогенератора 1 и свободной турбины 2, имеющих раздельное крепление соответственно газогенератора 1 и свободной турбины 2 в местах 3 и 4 на фундаментной раме 5. Корпус газогенератора 1 и корпус свободной турбины 2 соединены между собой посредством узла соединения 6, в котором имеется сильфон 7 в качестве уплотнения и теплового компенсатора осевых перемещений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2. В подготовленном к работе состоянии элементы корпуса свободной турбины 2 газотурбинного привода состыкованы с системой 8 выхлопа отработанных газов (элемент конструкции газоперекачивающей станции), а выходной вал 9 свободной турбины 2 состыкован с валом 10 потребителя производимой газогенератором энергии вращения (например, с валом центробежного нагнетателя газоперекачивающей станции или генератора электрического тока). Узел соединения 6 в состоянии эксплуатации закреплен посредством болтов 11, 12 своими передним 13 и задним 14 фланцами с выходным фланцем 15 корпуса газогенератора 1 и входным фланцем 16 корпуса свободной турбины 2. Направление движения рабочего тела (газовоздушной смеси) по газовоздушному тракту газотурбинного привода показано на фиг.1-3 позицией 17.

Рассмотрим пример реализации способа по первому варианту:

предположим, что в цехе газоперекачивающей станции выполняется монтаж газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода НК-16СТ (производства ОАО КМПО, г.Казань), состоящего из раздельно выполненных газогенератора 1 и свободной турбины 2. Конструктивно газогенератор 1 и свободная турбина 2 выполнены таким образом, что их устанавливают и крепят на фундаментной раме 5 раздельно (газогенератор - в местах 3, а свободную турбину 2 - в местах 4), а между собой газогенератор 1 и свободную турбину 2 крепят посредством узла соединения 6, в котором имеется сильфон 7 в качестве уплотнения и теплового компенсатора осевых перемещений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2. Первоначально газогенератор 1 и свободную турбину 2 устанавливают на фундаментную раму 5 на произвольном расстоянии друг от друга, позволяющем обеспечить доступ к стыку и установку между газогенератором 1 и свободной турбиной 2 узла соединения 6, содержащего сильфон 7. При этом из-за ограниченной возможности перемещения свободной турбины 2 по направлению 17, то есть в сторону от газогенератора 1 в сторону потребителя механической энергии (нагнетателя газа) относительно штатных мест крепления 4 из-за наличия за свободной турбиной элементов системы 8 выхлопа газа и вала 10 нагнетателя газа (показаны на фиг.1) свободную турбину 2 устанавливают на фундаментную раму 5 сразу на ее штатное место крепления 4, конструктивно определенное стыковыми элементами с валом 10 нагнетателя и системой 8 выхлопа газа, а необходимое пространство между газогенератором 1 и свободной турбиной 2 для выполнения монтажных работ обеспечивают за счет перемещения вперед на фундаментной раме 5 газогенератора 1, т.е. в направлении от свободной турбины 2. В соответствии со способом монтажа в его первом варианте в переходном участке от газогенератора 1 к свободной турбине 2 устанавливают узел соединения 6, содержащий сильфон 7, и крепят его предварительно одной стороной к выходному фланцу 15 корпуса газогенератора 1 (как это показано на фиг.5 и 6). Далее сдвигают газогенератор 1 в сторону свободной турбины 2 до обеспечения монтажного расстояния L_м=L_c+K·ΔL_p между незакрепленным фланцем узла соединения 6, содержащего сильфон 7, с входным фланцем 16 корпуса свободной турбины 2, как это показано на фиг.6. Здесь K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0); L_c - расстояние, в направлении оси газотурбинного привода, между местом крепления переднего фланца 13 узла соединения 6 с выходным фланцем 15 корпуса газогенератора и местом крепления выходного фланца 14 узла соединения 6 с входным фланцем 16 корпуса свободной турбины 2 при свободном, ненапряженном состоянии сильфона 7 в условиях выполнения монтажа газогенератора 1 и свободной турбины 2 газотурбинного привода, обеспечивают конструктивно при проектировании и изготовлении газотурбинного привода и узла соединения 6, содержащего сильфон 7, в зависимости от расчетных или экспериментально определенных значений температурных расширений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2; ΔL_p - расчетное или экспериментально определенное значение сближения, в направлении оси газотурбинного привода, корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2 в месте расположения узла соединения 6, содержащего сильфон 7, на рабочем режиме газотурбинного привода, относительно положения корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2 в месте расположения узла соединения 6, содержащего сильфон 7, в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода. При выполнении конечных действий монтажа крепят газогенератор 1 и свободную турбину 2 к фундаментной раме 5 в местах крепления 3 и 4 на монтажном расстоянии L_м=L_c+K·ΔL_p между корпусами газогенератора 1 и свободной турбины 2 и окончательно крепят по фланцам 15 и 16 между собой посредством узла соединения 6, содержащего сильфон 7, при этом растягивают сильфон 7 в направлении оси газотурбинного привода до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины, то есть растягивают сильфон 7, как это показано на фиг.8 и 9, на величину K·ΔL_p. Технологически сильфон можно растягивать, используя длинные монтажные болты, с последовательной их заменой после ликвидации монтажного зазора в стыке на штатные болты 11 и 12. Численное значение коэффициента К компенсации эксплуатационных нагрузок выбирают, например, исходя из результатов расчета прочности и долговечности конструкции, при этом величина K=1 обеспечивает на рабочем режиме, как это показано на фиг.2 и 9, полный возврат длиннового размера L_c до исходного размера, то есть до его размера в состоянии поставки (изготовления), что обеспечивает полную компенсацию на рабочем режиме нагрузок, возникающих от температурных расширений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2.

Рассмотрим пример реализации способа по второму варианту: предположим, что в цехе газоперекачивающей станции выполняется монтаж газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода НК-16СТ (производства ОАО КМПО, г.Казань), состоящего из раздельно выполненных газогенератора 1 и свободной турбины 2. Конструктивно газогенератор 1 и свободная турбина 2 выполнены таким образом, что их устанавливают и крепят на фундаментной раме 5 раздельно (газогенератор - в местах 3, а свободную турбину 2 - в местах 4), а между собой газогенератор 1 и свободную турбину 2 крепят посредством узла соединения 6, в котором имеется сильфон 7 в качестве уплотнения и теплового компенсатора осевых перемещений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2. Согласно способу монтажа в его втором варианте первоначально газогенератор 1 и свободную турбину 2 устанавливают на фундаментную раму 5 на произвольном расстоянии друг от друга, позволяющем обеспечить доступ к стыку и установку между газогенератором 1 и свободной турбиной 2 узла соединения 6, содержащего сильфон 7. При этом из-за ограниченной возможности перемещения свободной турбины 2 по направлению 17, то есть в сторону от газогенератора 1 в сторону потребителя механической энергии (нагнетателя газа) относительно штатных мест крепления 4 из-за наличия за свободной турбиной элементов системы 8 выхлопа газа и вала 10 нагнетателя газа (показаны на фиг.1) свободную турбину 2 устанавливают на фундаментную раму 5 сразу на ее штатное место крепления 4, конструктивно определенное стыковыми элементами с валом 10 нагнетателя и системой 8 выхлопа газа, а необходимое пространство между газогенератором 1 и свободной турбиной 2 для выполнения монтажных работ обеспечивают за счет перемещения вперед на фундаментной раме 5 газогенератора 1, т.е. в направлении от свободной турбины 2. В соответствии с заявленным способом, в его втором варианте, в переходном участке от газогенератора 1 к свободной турбине 2 устанавливают узел соединения 6, содержащий сильфон 7, и крепят его предварительно одной стороной к входному фланцу 16 корпуса свободной турбины 2 (как это показано на фиг.7). Далее сдвигают газогенератор 1 в сторону свободной турбины 2 до обеспечения монтажного расстояния L_м=L_c+K·ΔL_p между незакрепленным фланцем узла соединения 6, содержащего сильфон 7, с выходным фланцем 15 корпуса газогенератора 1, как это показано на фиг.7. Здесь K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0); L_c - расстояние в направлении оси газотурбинного привода, между местом крепления переднего фланца 13 узла соединения 6 с выходным фланцем 15 корпуса газогенератора и местом крепления выходного фланца 14 узла соединения 6, с входным фланцем 16 корпуса свободной турбины 2 при свободном, ненапряженном состоянии сильфона 7 в условиях выполнения монтажа газогенератора 1 и свободной турбины 2 газотурбинного привода, обеспечивают конструктивно при проектировании и изготовлении газотурбинного привода и узла соединения 6, содержащего сильфон 7, в зависимости от расчетных или экспериментально определенных значений температурных расширений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2; ΔL_p - расчетное или экспериментально определенное значение сближения, в направлении оси газотурбинного привода, корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2 в месте расположения узла соединения 6, содержащего сильфон 7, на рабочем режиме газотурбинного привода, относительно положения корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2 в месте расположения узла соединения 6, содержащего сильфон 7, в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода. При выполнении конечных действий монтажа крепят газогенератор 1 и свободную турбину 2 к фундаментной раме 5 в местах крепления 3 и 4 на монтажном расстоянии L_м=L_c+K·ΔL_p между корпусами газогенератора 1 и свободной турбины 2 и окончательно крепят по фланцам 15 и 16 между собой посредством узла соединения 6, содержащего сильфон 7, при этом растягивают сильфон 7 в направлении оси газотурбинного привода до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины, то есть растягивают сильфон 7 на величину K·ΔL_p на (фиг.8 и 9). Технологически сильфон можно растягивать используя длинные монтажные болты, с последовательной их заменой после ликвидации монтажного зазора в стыке на штатные болты 11 и 12. Численное значение коэффициента К компенсации эксплуатационных нагрузок выбирают, например, исходя из результатов расчета прочности и долговечности конструкции, при этом величина K=1 обеспечивает на рабочем режиме, как это показано на фиг.2 и 9, полный возврат длиннового размера L_c, до исходного размера, то есть до его размера в состоянии поставки (изготовления), что обеспечивает полную компенсацию на рабочем режиме нагрузок, возникающих от температурных расширений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2.

Промышленная применимость: как показано на фиг.2 и 9, и для первого, и для второго вариантов реализации способа численное значение коэффициента K=1 компенсации эксплуатационных нагрузок обеспечивает на рабочем режиме полный возврат длиннового размера L_c до исходного размера, то есть до его размера в состоянии поставки (изготовления), что обеспечивает на рабочем режиме полную компенсацию нагрузок, возникающих от температурных расширений корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2. Выбирать значения K, равные или близкие к единице, целесообразно для тех газотурбинных приводов, которые задействованы в круглосуточной работе (в примере с газотурбинным приводом НК-16СТ - в перекачке газа), иначе при смонтированном, но не работающем газотурбинном приводе сильфон 7 узла соединения 6 будет находиться под действием монтажных растягивающий напряжений. Для газотурбинных приводов, которые задействованы в круглосуточной работе, рекомендуется выбирать значения 0,8≤K≤1,0. Значения К≠1,0, то есть 0,3≤K≤1,0, обеспечивают частичную разгрузку сильфона на рабочем режиме. Поэтому для газотурбинных приводов, работающих с частыми включениями-выключениями, рекомендуется выбирать значения 0,4≤K≤0,7, а для газотурбинных приводов, используемых как резервные, то есть смонтированных, но не задействованных в работе, значения коэффициента К следует выбирать ближе к нижней границе заявленных значений, то есть в диапазоне 0,3≤K≤0,5. Во всех случаях выбранных значений коэффициента К при работающем на расчетном режиме газотурбинном приводе значения расстояния между фланцами 15 и 16 корпусов газогенератора 1 и свободной турбины 2 составят L=L_c-(1-K)·ΔL_p (как это показано на фиг.3) вместо L=L_м=L_c+K·ΔL_p после монтажа газогенератора 1 и свободной турбины 2 при неработающем газотурбинном приводе. В конструкции газотурбинных приводов НК-16СТ и НК-16-18СТ, изготавливаемых ОАО «КМПО» (см. Жуков В.К. Энергия ОАО «КМПО» согреет Республику // журн. Энергетика Татарстана, 2005, №1. С.34-35), использован (см. фиг.4) узел соединения 6, содержащий сильфон 7. Параметры узла соединения, содержащего сильфон, у газотурбинных приводов НК-16СТ и НК-16-18СТ одинаковы и составляют (см. фиг.4): диаметр по наружным гофрам сильфона d_н=1320 мм, высота гофров сильфона h=47,5 мм, длина фактически деформируемой части узла соединения, содержащего сильфон L_д=145 мм, расстояние в направлении оси газотурбинного привода, между местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом газогенератора и местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом свободной турбины при свободном, ненапряженном состоянии сильфона в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода L_c=62 мм. Гофры сильфона изготавливают из листовой стали 08Х18Н10Т толщиной 1 мм. Тепловые встречные перемещения ΔL_p корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинных приводов НК-16СТ и НК-16-18СТ в направлении оси газотурбинного привода, определенные расчетно-экспериментально, составляют ΔL_p=16,85 мм, при этом монтажное расстояние L_м, на котором выполняют окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме, при выбранных значениях K=0,95 (учитывая стационарный круглосуточный режим работы газотурбинных приводов данного назначения) принято равным L_м=L_c+K·ΔL_p=78 мм, что соответствует величине, на которую растягивают при монтаже сильфон, К·ΔL_p=16 мм. Выполненные расчеты прочности и долговечности деталей узла соединения газогенератора и свободной турбины показали, что выбранное значение К=0,95 обеспечивает на эксплуатационных режимах разгрузку сильфона от осевых сил на 95% и повышение его ресурса более чем в два раза.

Решение поставленной технической задачи изобретения позволяет снизить нагруженность узла соединения корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода и, тем самым, повысить надежность и эффективность его работы, а также долговечность сильфона и конструкции в целом, обеспечить эффективное уплотнение стыка.

Способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода включает предварительную установку газогенератора и свободной турбины на фундаментную раму, последующую установку в переходном участке от газогенератора к свободной турбине узла соединения, содержащего сильфон, и крепление узла соединения, содержащего сильфон, предварительно одной стороной к корпусу газогенератора или свободной турбины. Затем выполняют окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме на монтажном расстоянии, после чего крепят узел соединения, содержащий сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины или газогенератора, соответственно. Окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме выполняют на монтажном расстоянии, определяемом зависимостью, защищаемой настоящим изобретением. При креплении узла соединения, содержащего сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины или газогенератора, соответственно, растягивают сильфон в направлении оси газотурбинного привода на величину, определяемую зависимостью, защищаемой настоящим изобретением, то есть до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины. Изобретение позволяет уменьшить нагрузки, действующие в узле соединения корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, а также обеспечить разгрузку сильфона и повышение его ресурса. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, заключающийся в предварительной установке газогенератора и свободной турбины на фундаментную раму и креплении корпусов газогенератора и свободной турбины между собой посредством узла соединения, отличающийся тем, что используют узел соединения, содержащий сильфон, причем после предварительной установки газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме устанавливают в переходном участке от газогенератора к свободной турбине узел соединения, содержащий сильфон, и крепят узел соединения, содержащий сильфон, предварительно одной стороной к корпусу газогенератора, после чего выполняют окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме на монтажном расстоянии, после чего крепят узел соединения, содержащий сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины, при этом окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме выполняют на монтажном расстоянии L_м между корпусами газогенератора и свободной турбины, равном
L_м=L_с+K·ΔL_р,
где K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0), а при креплении узла соединения, содержащего сильфон, противоположной стороной к корпусу свободной турбины растягивают сильфон в направлении оси газотурбинного привода, при выбранных значениях коэффициента компенсации эксплуатационных нагрузок K, на величину
ΔL_м=K·ΔL_p,
то есть до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины,
где L_c - расстояние в направлении оси газотурбинного привода между местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом газогенератора и местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом свободной турбины при свободном ненапряженном состоянии сильфона в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода,
ΔL_p - расчетное или экспериментально определенное значение сближения в направлении оси газотурбинного привода корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, на рабочем режиме газотурбинного привода относительно положения корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода.

2. Способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода, заключающийся в предварительной установке газогенератора и свободной турбины на фундаментную раму и креплении корпусов газогенератора и свободной турбины между собой посредством узла соединения, отличающийся тем, что используют узел соединения, содержащий сильфон, причем после предварительной установки газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме устанавливают в переходном участке от газогенератора к свободной турбине узел соединения, содержащий сильфон, и крепят узел соединения, содержащий сильфон, предварительно одной стороной к корпусу свободной турбины, после чего выполняют окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме на монтажном расстоянии, после чего крепят узел соединения, содержащий сильфон, противоположной стороной к корпусу газогенератора, при этом окончательную установку и крепление газогенератора и свободной турбины на фундаментной раме выполняют на монтажном расстоянии L_м между корпусами газогенератора и свободной турбины, равном
L_м=L_c+K·ΔL_p,
где K - коэффициент компенсации эксплуатационных нагрузок, значения которого выбирают в пределах K=(0,3…1,0), а при креплении узла соединения, содержащего сильфон, противоположной стороной к корпусу газогенератора растягивают сильфон в направлении оси газотурбинного привода, при выбранных значениях коэффициента компенсации эксплуатационных нагрузок K, на величину
ΔL_м=K·ΔL_p,
то есть до ликвидации монтажных зазоров между узлом соединения, содержащим сильфон, и корпусами газогенератора и свободной турбины,
где L_c - расстояние, в направлении оси газотурбинного привода между местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом газогенератора и местом крепления узла соединения, содержащего сильфон, с корпусом свободной турбины при свободном ненапряженном состоянии сильфона в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода,
ΔL_p - расчетное или экспериментально определенное значение сближения в направлении оси газотурбинного привода корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, на рабочем режиме газотурбинного привода относительно положения корпусов газогенератора и свободной турбины в месте расположения узла соединения, содержащего сильфон, в условиях выполнения монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода.