СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕСТНОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ И ВЫРАВНИВАНИЯ РОТОРНЫХ УСТАНОВОК В ОСЕВОМ И ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИЯХ Российский патент 2013 года по МПК F01D25/28 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится в целом к роторным установкам и, более конкретно, к способу и устройству для выравнивания корпуса роторной установки относительно ее опоры или фундамента.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Часть высокого давления турбины может требовать технического обслуживания и текущего ремонта, в том числе замены некоторых деталей. Например, может потребоваться замена корпуса и необходимость его взаимодействия с имеющимися опорами, или фундаментом, турбины. Существующие опоры могут содержать различные приспособления для закрепления корпуса турбины в осевом и поперечном направлениях, при этом они могут иметь размер меньше стандартного и не выдерживать действующие нагрузки, оказываемые установкой при замене корпуса турбины.

Современные конструкции для замены корпуса турбины используются уже в течение десятилетий и обеспечивают закрепление турбины в осевом и поперечном направлениях. В одной известной конструкции используется изготовленная двутавровая балка, полки которой прикреплены болтами как к опоре, так и к корпусу для обеспечения поддержки в осевом и поперечном направлениях. Однако двутавровые балки являются трудными для сборки и обслуживания, и сварной шов между их полкой и перемычкой подвержены повреждениям.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с вариантом выполнения данного изобретения устройство, предназначенное для выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки, содержит пару в целом L-образных крюков, расположенных на указанном корпусе, в целом Т-образный элемент, содержащий основание, стойку и поперечный элемент, пару осевых установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанного поперечного элемента и по меньшей мере одна из которых выполнена с обеспечением взаимодействия по меньшей мере с одним из указанных L-образных крюков, а другая выполнена с обеспечением взаимодействия с корпусом, и пару поперечных установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанной стойки и каждая из которых выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком.

В соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения способ закрепления и выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки включает прикрепление по меньшей мере одной осевой установочной шпонки к в целом Т-образному элементу, расположенному на опоре, с обеспечением контакта указанной по меньшей мере одной осевой установочной шпонки с по меньшей мере одним L-образным крюком из пары в целом L-образных крюков корпуса, прикрепление второй осевой установочной шпонки к Т-образному элементу с обеспечением контакта указанной шпонки с корпусом, а также прикрепление пары поперечных установочных шпонок к противоположным сторонам Т-образного элемента с обеспечением контакта каждой из поперечных установочных шпонок с соответствующим L-образным крюком.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 схематически изображает соединенные опору и корпус паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения изобретения; и

фиг.2 схематически изображает Т-образный элемент и установочные шпонки, показанные на фиг.1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с фиг.1 роторная установка, например, турбина 8, содержит опору, или фундамент 2, и наружный корпус 4. Указанная опора 2 может быть, например, передней или средней опорой либо опорой для концевой части/упорного подшипника управляющего устройства/генератора. К опоре 2 с помощью крепежных средств 10, которые могут быть, например, резьбовыми крепежными средствами, такими как болты, прикреплен в целом Т-образный элемент 6, или «фиксатор». Крепежные средства 10 крепят основание 40 указанного Т-образного элемента 6 к опоре 2.

Указанный корпус 4 содержит пару в целом L-образных крюков 12, выполненных с обеспечением взаимодействия с поперечным элементом 42 Т-образного элемента 6. Несмотря на то, что указанные L-образные крюки 12 показаны выполненными за одно целое с корпусом 4, следует понимать, что они могут быть выполнены отдельно и прикреплены к корпусу 4. Указанный поперечный элемент 42 Т-образного элемента 6 присоединен к основанию 40 с помощью стойки 44. У места соединения поперечного элемента 42 и стойки 44 Т-образного элемента может быть выполнена канавка 24. Следует также понимать, что Т-образный элемент может быть выполнен за одно целое с опорой, т.е. составлять с ней неразъемную конструкцию.

Для закрепления корпуса 4 относительно осевой центральной линии 20 выполнена пара первых осевых установочных шпонок 14 и вторая осевая установочная шпонка 18. Указанные первые осевые шпонки 14 также могут рассматриваться как шпонки, работающие на растяжение, а вторая осевая установочная шпонка 18 может рассматриваться как шпонка, работающая на сжатие. Для закрепления корпуса 4 относительно поперечной центральной линии 22 турбины 8 выполнена пара поперечных установочных шпонок 16. Каждая из указанных установочных шпонок 14, 16, 18 может представлять собой установочную шпонку, описанную в патенте США №7273348.

В соответствии с фиг.2 каждая из шпонок 14, работающих на растяжение, содержит первую пластину 28 и вторую пластину 30. Указанная первая пластина 28 прикреплена к верхней части 42 Т-образного элемента 6 с помощью крепежных средств 26, например, резьбовых крепежных средств, таких как болты. Указанные вторые пластины 30 шпонок 14, работающих на растяжение, имеют контактные поверхности 50, выполненные с обеспечением контакта с L-образными крюками 12 корпуса 4. Контактные поверхности 50 могут быть выполнены с покрытием. Например, на контактные поверхности 50 может быть нанесено покрытие для их упрочнения.

Шпонка 18, работающая на сжатие, содержит первую пластину 36 и вторую пластину 38. Первая пластина 36 прикреплена к поперечному элементу 42 крепежными средствами 26. Вторая пластина 38 второй осевой шпонки 18 имеет контактную поверхность 48, выполненную с обеспечением контакта с корпусом 4. Контактная поверхность 48 также может иметь покрытие, как указано в отношении контактных поверхностей 50 для шпонки 14, работающей на растяжение. Осевые шпонки 14, 18 могут быть прикреплены либо к Т-образному элементу 6, либо к корпусу 4.

Корпус 4 закреплен и выровнен в осевом направлении относительно опоры 2 вдоль осевой центральной линии 20 между первыми осевыми шпонками 14 и второй осевой шпонкой 18.

В соответствии с фиг.2 каждая поперечная установочная шпонка 16 содержит первую пластину 32 и вторую пластину 34. Первая пластина 32 присоединена к стойке 44 Т-образного элемента с помощью крепежных средств 26. Каждая вторая пластина 34 имеет контактную поверхность 46, выполненную с обеспечением контакта с L-образным крюком 12 внешнего корпуса 4. Каждая контактная поверхность 46 может быть выполнена с покрытием, как описано выше. Указанные поперечные шпонки 16 могут быть прикреплены либо к Т-образному элементу 6, либо к корпусу 4.

Корпус 4 закреплен и выровнен в поперечном направлении относительно опоры 2 вдоль поперечной центральной линии 22 между указанными поперечными шпонками 16.

Устройство для совместного закрепления и выравнивания в осевом и поперечном направлениях, рассмотренное в данном документе, может справляться с нагрузками, действующими на роторную установку, например, паровую или газовую турбину, и при этом соответствует существующим расчетным ограничениям и наилучшим показателям проведения подобных операций.

Устройство для совместного закрепления и выравнивания в осевом и поперечном направлениях также может выдерживать высокие нагрузки, создаваемые системой труб, вращающим моментом пара и сейсмическими явлениями. Указанное устройство выполнено с обеспечением возможности постоянного нахождения в условиях перепада температур и небольшой площади ремонтного участка. Устройство легко регулируется для обеспечения выравнивания установки, является доступным для технического обслуживания и может работать в течение долго времени без ремонта.

Установочные шпонки и Т-образный элемент могут быть выполнены из высококачественного материала, который выдерживает усилия, обусловленные как технологическими операциями, так и сейсмическими явлениями, с одновременным поддержанием напряжений на приемлемом для материала уровне. Указанные шпонки и Т-образный элемент не содержат каких-либо сварных швов, которые в большей степени подвержены повреждению вследствие перепадов температур в направлении от корпуса к опоре. Установочные шпонки обеспечивают возможность простого выравнивания/ регулирования установки без необходимости ее полного демонтажа.

Устройство для совместного закрепления и выравнивания в осевом и поперечном направлениях, рассмотренное в данном документе, обеспечивает более прочную конструкцию по сравнению с существующими и используемыми в настоящее время конструкциями с двутавровыми балками.

Указанное устройство также может использоваться на внутренних корпусах, если пространство проектных решений требует отклонения от существующих стандартных способов.

В отличие от некоторых существующих конструкций, которые обеспечивают лишь одну степень закрепления (т.е. вертикальную, поперечную или осевую), устройство, описанное в данном документе, обеспечивает две степени закрепления, поперечную и осевую, относительно одного компонента.

Несмотря на то что данное изобретение описано применительно к варианту выполнения, считающемуся в настоящее время наиболее целесообразным и предпочтительным, следует понимать, что изобретение не ограничено описанным вариантом, и подразумевается, что оно охватывает различные модификации и эквивалентные конструкции, находящиеся в рамках идеи и объема прилагаемой формулы изобретения.

Перечень деталей

Опора/фундамент 2 Наружный корпус 4 Т-образный элемент 6 Турбина 8 Крепежные средства 10 L-образные крюки 12 Первые осевые установочные шпонки 14 Поперечные установочные шпонки 16 Вторая осевая установочная шпонка 18 Осевая центральная линия 20 Поперечная центральная линия 22 Канавка 24 Крепежные средства 26 Первая пластина 28 Вторая пластина 30 Первая пластина 32 Вторая пластина 34 Первая пластина 36 Вторая пластина 38 Основание 40 Поперечный элемент 42 Стойка 44 Контактная поверхность 46 Контактная поверхность 48 Контактные поверхности 50.

Устройство и способ для закрепления и выравнивания корпуса (4) роторной установки (8) относительно опоры (2) вдоль осевой центральной линии (20) и поперечной центральной линии (22) указанной установки. Устройство содержит пару в целом L-образных крюков (12), расположенных на указанном корпусе (4), в целом Т-образный элемент (6), расположенный на указанной опоре (2). Т-образный элемент содержит основание (40), стойку (44) и поперечный элемент (42). Пара осевых установочных шпонок (14, 18) расположена на противоположных сторонах указанного поперечного элемента (42). По меньшей мере одна из установочных шпонок (14) выполнена с обеспечением взаимодействия по меньшей мере с одним из L-образных крюков (12), а другая из указанных шпонок (18) выполнена с обеспечением взаимодействия с корпусом (4). Пара поперечных установочных шпонок (16) расположена на противоположных сторонах указанной стойки (44). Каждая из поперечных установочных шпонок выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком (12). Устройство легко регулируется для обеспечения выравнивания установки, является доступным для технического обслуживания и может работать в течение долго времени без ремонта. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки, содержащее
пару в целом L-образных крюков, расположенных на указанном корпусе,
в целом Т-образный элемент, расположенный на указанной опоре и содержащий основание, стойку и поперечный элемент,
пару осевых установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанного поперечного элемента и по меньшей мере одна из которых выполнена с обеспечением взаимодействия по меньшей мере с одним из указанных L-образных крюков, а другая из указанных шпонок выполнена с обеспечением взаимодействия с корпусом,
и пару поперечных установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанной стойки и каждая из которых выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком.

2. Устройство по п.1, в котором указанная по меньшей мере одна осевая установочная шпонка, выполненная с обеспечением взаимодействия с указанным по меньшей мере одним L-образным крюком, представляет собой пару осевых установочных шпонок, расположенных на противоположных сторонах указанной стойки.

3. Устройство по п.1, в котором каждая из указанных осевых установочных шпонок содержит первую пластину, выполненную с обеспечением прикрепления к указанному поперечному элементу, и вторую пластину, имеющую контактную поверхность, которая выполнена с обеспечением контакта либо с указанным L-образным крюком, либо с указанным корпусом.

4. Устройство по п.3, в котором по меньшей мере одна из указанных контактных поверхностей вторых пластин имеет покрытие.

5. Устройство по п.1, в котором каждая из указанных поперечных установочных шпонок содержит первую пластину, выполненную с обеспечением прикрепления к указанной стойке, и вторую пластину, имеющую контактную поверхность, которая выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком.

6. Устройство по п.5, в котором по меньшей мере одна из указанных контактных поверхностей имеет покрытие.

7. Устройство по п.1, в котором основание Т-образного элемента прикреплено к опоре.

8. Устройство по п.7, в котором указанное основание прикреплено к опоре крепежными средствами.

9. Устройство по п.1, в котором L-образные крюки выполнены за одно целое с корпусом.

10. Устройство по п.1, в котором роторная установка является турбиной.

11. Способ закрепления и выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки, включающий прикрепление по меньшей мере одной осевой установочной шпонки к в целом Т-образному элементу, расположенному на указанной опоре, с обеспечением контакта указанной по меньшей мере одной осевой установочной шпонки с по меньшей мере одним в целом L-образным крюком из пары L-образных крюков указанного корпуса, прикрепление второй осевой установочной шпонки к указанному Т-образному элементу с обеспечением контакта указанной шпонки с корпусом и
прикрепление пары поперечных установочных шпонок к противоположным сторонам Т-образного элемента с обеспечением контакта каждой из указанных поперечных шпонок с соответствующим L-образным крюком.

12. Способ по п.11, в котором указанная по меньшей мере одна осевая установочная шпонка представляет собой пару осевых установочных шпонок, которые размещают на противоположных сторонах Т-образного элемента.

13. Способ по п.11, в котором каждая из указанных осевых установочных шпонок и каждая из указанных поперечных установочных шпонок содержит первую пластину, которую присоединяют к указанному Т-образному элементу, и вторую пластину, имеющую контактную поверхность.

14. Способ по п.13, в котором по меньшей мере одна из указанных контактных поверхностей имеет покрытие.

15. Способ по п.11, в котором указанный Т-образный элемент прикрепляют к указанной опоре.

16. Способ по п.11, в котором указанные L-образные крюки выполнены за одно целое с указанным корпусом.

17. Способ по п.11, в котором роторная установка является турбиной.