ПАРОВАЯ ТУРБИНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F01D25/24 F01D25/28 F01K7/16 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] В целом, изобретение относится к паровым турбинам, а более конкретно, к опорной конструкции для паровой турбины низкого давления.

[0002] Как правило, выхлопным патрубком называют наружный кожух секции паровой турбины низкого давления. Основная функция выхлопного патрубка заключается в отведении пара от установленных во внутреннем кожухе лопаток последней ступени к конденсатору, с минимальными потерями давления. Обычно нижняя половина выхлопного патрубка поддерживает внутренний корпус паровой турбины и, кроме того, служит в качестве опорной конструкции для ротора. Верхний выхлопной патрубок обычно представляет собой крышку, направляющую пар к нижней половине патрубка. Патрубок, используемый в крупногабаритных двухпоточных паровых турбинах низкого давления, имеет значительные размеры и вес, и, как правило, его монтируют исключительно на объекте. В большинстве паровых турбин внутренний корпус паровой турбины, например двухпоточного / нижнего выпускного блока, имеет охватывающий выхлопной патрубок, выполненный с вертикальным разъемом и проходящий вдоль противоположных сторон и концов турбины. В такие крупные коробчатые конструкции входит вся секция низкого давления турбины. Паровыпускное отверстие, как правило, имеет коническую форму и направление потока отработавшего пара, как правило, отклоняется на 90° от осевого направления. Данное 90°-е отклонение потока может происходить в любой плоскости (вниз, вверх или в поперечном направлении). Поэтому выхлопные патрубки паровых турбин представляют собой большую прямоугольную конструкцию, расположенную на выходе конической секции и служащую для поворота и рассеивания потока пара под прямыми углами.

[0003] Нижняя половина выхлопного патрубка, имеющая горизонтальный разъем с верхней половиной, направляет поток отработавшего пара к конденсатору, обычно расположенному в целом под выхлопным патрубком. Нижний выхлопной патрубок, как правило, поддерживает внутренний корпус турбины и взаимосвязанные с ним части парового тракта, такие как диафрагмы и тому подобные. Кроме того, нижний выхлопной патрубок испытывает нагрузку от градиента внешнего давления, возникающего вследствие разницы между наружным атмосферным давлением и близкими к вакууму внутренними условиями. Кожух нижнего выхлопного патрубка, как правило, является готовой конструкцией, составленной из пластин из углеродистой стали. Обычно боковые стенки нижнего выхлопного патрубка выполнены плоскими и ориентированными в вертикальном направлении. Чтобы противостоять прогибу боковых стенок во внутреннем направлении под действием вакуума, нижний выхлопной патрубок обычно имеет встроенные внутренние поперечные и продольные пластины и распорки. Указанные внутренние поперечные и продольные пластины и распорки образуют перегородку, расположенную, как правило, под корпусом турбины и проходящую к боковым стенкам.

[0004] На Фиг. 1 изображено типовое устройство двухпоточной паровой турбины 5 низкого давления, содержащей выхлопной патрубок. Выхлопной патрубок 10 состоит из верхнего выхлопного патрубка 15 и нижнего выхлопного патрубка 20, которые состыкованы по горизонтальному разъему 22. Внутренний корпус 25 опирается несколькими опорными подушками (не показаны) на нижний выхлопной патрубок 20. С целью распределения нагрузки от указанных подушек на наружный фундамент (не показан) турбины низкого давления предусмотрены различные опорные конструкции, выполненные в виде поперечных пластин 35 и распорок 40. Указанные поперечные пластины 35 предотвращают эффект втягивания боковых стенок 45 и торцевых стенок 50 и распределяют нагрузку, оказываемую на патрубок нагружением внутреннего корпуса 25. Кроме того, нижний выхлопной патрубок 20 является местом для установки уплотнительных элементов вала (не показаны) и концевых подшипников (не показаны) ротора турбины (не показан). Нижний выхлопной патрубок может включать раму 70, несущие полки 75 которой могут опираться на наружный фундамент. Боковые стенки 45 и торцевые стенки 50 могут быть образованы плоскими металлическими пластинами, соединенными по линиям стыка сваркой или другими известными способами соединения. Сквозь каждую поперечную сторону выхлопного патрубка 10 проходят паровпускные отверстия 30. На осевых концах выхлопного патрубка 10 выполнены корпуса 60 подшипников ротора турбины (не показан).

[0005] Внутренние ребра жесткости патрубка и пластины направления потока являются дорогостоящими. Более того, толстостенная пластина, применяемая в качестве боковых стенок, тоже является дорогостоящей.

Предыдущие попытки по усилению жесткости выхлопных патрубков были направлены на использование различных комбинаций из внутренних ребер жесткости (трубных распорок, пластин) и толщины стенок, исключающих чрезмерный прогиб. Проблема заключается в том, что для регулирования прогиба боковых и торцевых стенок патрубка, внутри патрубка нужно применять поперечные пластины и ребра жесткости. Наличие указанных поперечин и распорок усложняет конструкцию патрубка, увеличивает его вес и создает аэродинамические помехи, приводящие к аэродинамическим потерям.

[0006] Другим отличительным недостатком обычной конструкции является влияние вакуума, создаваемого внутри выхлопного патрубка, на работу паровой турбины. Разумеется, вакуум является необходимым условием для работы паровой турбины низкого давления, обеспечивающим извлечение максимальной работы из узла. Тем не менее, в обычных выхлопных патрубках подшипники расположены в конических областях, а опорные элементы внутреннего корпуса расположены внутри нижнего патрубка. Когда выхлопной патрубок находится под вакуумом, внутренние стенки и концевые конусы прогибаются, вызывая расцентровку деталей ротора в паровом тракте, перемещения/наклон концевых уплотнений и подшипников. В обычной конструкции выступающие стенки нижнего выхлопного патрубка также служат опорой для внутреннего корпуса. Выступающие стенки имеют опорные подкладки и угловые крепления выхлопного патрубка. Высота выступающей стенки может составлять около 5 футов (1,5 м). Изменение температуры и давления в выхлопном патрубке приводит к изменению положения внутреннего корпуса, подпираемого стенкой патрубка, тем самым влияя на зазоры ротора относительно концевых подшипников и протечку в лабиринтных уплотнениях.

Упомянутые выше недостатки частично устранены, например, в конструкции паровой турбины с нижним выхлопным патрубок, раскрытой в патенте US 3520634 А, 14.07.1970. Описанная в нем паровая турбина содержит внутренний корпус, несущую раму, ротор, выхлопной патрубок, состоящий из нижнего выхлопного патрубка и верхнего выхлопного патрубка. Несущая рама при помощи кронштейнов установлена на фундаменте и имеет опоры, предназначенные для поддержания ротора турбины. Каждый патрубок, верхний и нижний, имеет горизонтальный стыковочный фланец, соединенные с несущей рамой турбины. В этой конструкции опорные элементы внутреннего корпуса соединены с массивной несущей рамой, закрепленной на фундаменте паровой турбины, а не непосредственно с выступающими стенками выхлопного патрубка. В связи с этим, влияние изменения температуры и давления в выхлопном патрубке на изменение положения внутреннего корпуса и тем самым на изменение зазоров в подшипниках ротора, уменьшено, но в недостаточной степени, поскольку внутренний корпус и выхлопной патрубок паровой турбины остаются связанными посредством несущей рамы. В то же время, элементы несущей рамы, расположенные внутри выхлопного патрубка, создают существенные аэродинамические помехи, приводящие к аэродинамическим потерям в выхлопном патрубке. Кроме того, массивная несущая рама усложняет и утяжеляет конструкцию паровой турбины, повышает ее стоимость и увеличивает время монтажа.

[0007] Следовательно, желательно создать опорную конструкцию для паровой турбины низкого давления, которая обеспечила бы уменьшение расцентровки между ротором и неподвижными элементами в процессе эксплуатации и в то же время упростила конструкцию, снизила стоимость и уменьшила аэродинамические помехи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на создание усовершенствованной конструкции паровой турбины, устраняющей значительное изменение зазоров в подшипниках ротора в процессе эксплуатации и обеспечивающей уменьшение аэродинамических потерь в выхлопном патрубке, снижение стоимости паровой турбины и уменьшение трудозатрат при ее изготовлении.

Указанная выше задача решена в предложенном изобретении путем удаления из конструкции паровой турбины такого промежуточного элемента, как несущая рама. Это обеспечивается благодаря тому, что фундамент в настоящем изобретении содержит, в отличие от известных устройств, балочный фундамент, который выступает из нижележащего фундамента и предназначен для непосредственного опирания на него горизонтального стыковочного фланца нижнего выхлопного патрубка. Кроме того, балочный фундамент предназначен для установки на нем несущих кронштейнов для внутреннего корпуса, которые, таким образом, удерживают внутренний корпус непосредственно на балочном фундаменте. В то же время, на нижележащем фундаменте установлена одна или несколько цокольных опор, предназначенных для поддержания ротора турбины и проходящих через балочный фундамент. Таким образом, основные элементы паровой турбины, такие как ротор, внутренний корпус и нижний выхлопной патрубок, поддерживаются, в отличие от описанного известного устройства, непосредственно на фундаменте, благодаря чему несущая рама может быть исключена из конструкции паровой турбины. В соответствии с вышеизложенным, в предложенной паровой турбине устраняется влияние изменения температуры и давления в выхлопном патрубке на изменение положения внутреннего корпуса и тем самым на изменение зазоров в подшипниках ротора, а также уменьшаются аэродинамические потери в выхлопном патрубке, что приводит к повышению эффективности работы турбины. Помимо указанных выше преимуществ, отсутствие массивной несущей рамы обеспечивает уменьшение нагрузки на фундамент и, соответственно, уменьшает требования к его несущей способности и снижает стоимость и время изготовления фундамента.

[0008] Согласно первому аспекту данного изобретения, предложена опорная конструкция для паровой турбины низкого давления, содержащей ротор, внутренний корпус и выхлопной патрубок. Опорная конструкция включает наружный фундамент, обрамляющий паровую турбину низкого давления. Выхлопной патрубок паровой турбины низкого давления состоит из нижнего и верхнего выхлопных патрубков, которые состыкованы по горизонтальному фланцевому соединению. Горизонтальный соединительный фланец нижнего выхлопного патрубка опирается на наружный фундамент. Поверх наружного фундамента проходят несущие кронштейны внутреннего корпуса. Имеется по меньшей мере одна цокольная опора, установленная в наружном фундаменте и предназначенная для поддержания ротора турбины.

[0009] Согласно другому аспекту данного изобретения предложена паровая турбина низкого давления. Паровая турбина низкого давления содержит внутренний корпус, ротор и выхлопной патрубок. Выхлопной патрубок паровой турбины низкого давления состоит из верхнего и нижнего выхлопных патрубков, которые состыкованы по горизонтальному фланцевому соединению. Наружный фундамент паровой турбины низкого давления включает балочный фундамент. В наружном фундаменте установлена одна или несколько цокольных опор, предназначенных для поддержания ротора турбины. Несущие кронштейны внутреннего корпуса удерживают его непосредственно на наружному балочном фундаменте.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Эти и другие особенности, аспекты и преимущества данного изобретения станут более понятными после прочтения приведенного ниже подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми номерами позиций обозначены одинаковые элементы и на которых:

[0011] Фиг. 1 изображает типовую конструкцию паровой турбины низкого давления, содержащей выхлопной патрубок;

[0012] Фиг. 2 изображает вариант выполнения паровой турбины низкого давления с опорной конструкцией, выполненной согласно изобретению;

[0013] Фиг. 3 изображает вид в аксонометрии опорного фундамента для варианта выполнения турбины низкого давления согласно изобретению;

[0014] Фиг. 4 изображает наружный вид в аксонометрии концевого уплотнения для варианта выполнения опорной конструкции турбины низкого давления согласно изобретению;

[0015] Фиг. 5 изображает местный разрез концевого уплотнения для варианта выполнения опорной конструкции турбины низкого давления согласно изобретению;

[0016] Фиг. 6 изображает вид в аксонометрии несущих конструкций внутреннего корпуса для варианта выполнения опорной конструкции турбины низкого давления согласно изобретению;

[0017] Фиг. 7 изображает разрез в аксонометрии варианта выполнения опорной конструкции турбины низкого давления, выполненной согласно изобретению;

[0018] Фиг. 8 изображает вертикальную проекцию местного разреза варианта выполнения опорной конструкции турбины низкого давления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Настоящее изобретение представляет опорную конструкцию для выхлопного патрубка и внутреннего корпуса турбины низкого давления, установленную на балочном фундаменте. Приведенные ниже варианты выполнения настоящего изобретения имеют многочисленные преимущества.

Одним из главных преимуществ является исключение отрицательного влияния вакуума, образованного внутри выхлопного патрубка, на работу паровой турбины. В обычном паровом патрубке подшипники расположены в конических пространствах, а опорные элементы внутреннего корпуса расположены в патрубке. Когда выхлопной патрубок находится под вакуумом, внутренние стенки и концевые конусы испытывают прогиб, приводящий к отклонению от соосности деталей ротора в паровом тракте, перемещению / наклону концевых уплотнений и подшипников. Поскольку в конструкции, выполненной согласно изобретению, внутренний корпус опирается непосредственно на балочный фундамент, исключено влияние перепадов температуры и давления в выхлопном патрубке на расположение внутреннего корпуса и ротора внутри него. Подшипники вала в турбине низкого давления могут быть выполнены снаружи выхлопного патрубка и расположены в цокольной опоре, которая опирается непосредственно на фундамент. Концевое уплотнение ротора тоже может быть закреплено в опоре. Конструкции будут обеспечивать снижение производственных затрат, поскольку выхлопной патрубок может иметь более простую конструкцию с меньшими конструктивными опорами, на изготовление которой требуется меньше времени. Применение балочного фундамента в качестве непосредственной опоры внутреннего корпуса позволяет исключить необходимость использования опорных подкладок и угловых креплений в нижнем патрубке, что уменьшает материалоемкость, конструктивную сложность и время изготовления и, следовательно, снижает стоимость. Упрощается техническое обслуживание, поскольку подшипники вала не скрыты под выхлопным патрубком и концевое уплотнение можно снять, не удаляя крупногабаритную секцию выхлопного патрубка. Не нужны опорные элементы для конической зоны подшипника и внутри патрубка, поддерживающие внутренний корпус. За счет менее сложной и более проходимой конфигурации выхлопного патрубка вдоль траектории выхлопа можно получить лучшую аэродинамическую характеристику выхлопного патрубка. Кроме того, устройство, выполненное согласно изобретению, представляет собой более прочную конструкцию, поскольку основные компоненты парового тракта теперь опираются непосредственно на фундамент. Это позволит использовать более плотные зазоры, обеспечивая лучшую эксплуатационную характеристику турбины вследствие уменьшения протечек.

[0020] На Фиг. 2 изображен аксонометрический разрез выполненной согласно изобретению опорной конструкции для турбины 105 низкого давления, которая содержит внутренний корпус 125 и выхлопной патрубок 110. Выхлопной патрубок 110 состоит из нижнего выхлопного патрубка 115 и верхнего выхлопного патрубка 120 (показан в разрезе). Чтобы не усложнять изображение, внутренний корпус 125 показан без роторного вала. Боковые стенки 145 и торцевые стенки 150 нижнего выхлопного патрубка 115 проходят вверх к установочному фланцу 175, предназначенному для установки на балочный фундамент (не показан). На каждой боковой стенке 145 выполнен, в целом, круглый проход 139 (изображен один проход), служащий для обеспечения сдвоенного впуска пара (второе паровпускное отверстие не показано) во внутренний корпус 125. На каждой торцевой стенке 150 выполнено расширенное коническое углубление 155. Коническое углубление 155 имеет полукруглые проходы 161, выполненные в нижнем выхлопном патрубке 115 и верхнем выхлопном патрубке 120 и предназначенные для установки корпуса 160 наружного концевого уплотнения выхлопного патрубка.

[0021] На Фиг. 3 изображен вид в аксонометрии опорного фундамента для паровой турбины низкого давления, выполненной согласно изобретению. Балочный фундамент 130 обрамляет выхлопной патрубок 110 паровой турбины 105 низкого давления. Балочный фундамент 130 может выступать в виде стенки 131 из нижележащего фундамента 132. Балочный фундамент 130 может быть выполнен из армированного бетона или другого соответствующего несущего материала, выдерживающего нагрузку турбины. Горизонтальный соединительный фланец 170 нижнего выхлопного патрубка 115 лежит непосредственно на верхней поверхности 135 балочной стенки 131. С каждой осевой стороны балочной стенки 131 может быть выполнено отверстие 134, в котором расположен проем 136 для паровой магистрали, проходящей к противоположным сторонам внутреннего корпуса 125. На каждом осевом конце 137 балочная стенка 131 может иметь концевое отверстие 138, предназначенное для установки в него цокольной опоры 140. Нижний фундамент 132 может выступать за пределы осевых концов 106 выхлопного патрубка, обеспечивая опору для турбомашины (не показана), например паровой турбины высокого или среднего давления либо электрогенератора, соединенного с возможностью вращения с паровой турбиной низкого давления.

[0022] Цокольные опоры 140 могут быть установлены в нижнем фундаменте 132 турбины низкого давления, у осевых концов 106 выхлопного патрубка 110. Установку цокольных опор 140 в коническое углубление 155 выхлопного патрубка можно проводить через балочный фундамент 130, в осевом направлении. Каждая цокольная опора 140 может иметь гнезда 141, предназначенные для установки подшипника скольжения и упорного подшипника (подшипники не показаны). Кроме того, цокольная опора 140 может иметь оправу для установки корпуса внутреннего концевого уплотнения (не показан).

[0023] На Фиг. 4 изображен наружный местный вид в аксонометрии концевого уплотнения для опорной конструкции турбины низкого давления согласно изобретению. На Фиг. 5 изображен местный разрез концевого уплотнения. Корпус 160 наружного концевого уплотнения выполнен в виде разъемной втулки и имеет внутреннюю осевую полость 161. Нижняя половина (не показана) корпуса наружного концевого уплотнения может быть неподвижно установлена в нижнем выхлопном патрубке (не показан). Верхняя половина 163 корпуса наружного концевого уплотнения может быть прикреплена к верхнему выхлопному патрубку 120. Верхняя половина 163 может быть прикручена болтами к периферическому фланцу 152, выполненному в торцевой стенке 150 верхнего выхлопного патрубка 120. Верхняя и нижняя половины корпуса 160 наружного концевого уплотнения могут быть соединены возле горизонтального болтового фланца 164. Корпус 165 внутреннего концевого уплотнения, который может задвигаться со скольжением во внутреннюю осевую полость 161 корпуса 160, предназначен для установки в цокольную опору 140. Вдоль внутренней поверхности 167 корпуса 160 выполнены несколько периферических канавок 166 для уплотнений, расположенных коаксиально в местах, соответствующих уплотнительным поверхностям 168 корпуса 165 внутреннего концевого уплотнения. Внутрь канавок 166, расположенных во внутренней осевой полости 161 верхней половины 162 корпуса 160, могут быть помещены неподвижные вставные уплотнения (не показаны). Для облегчения замены уплотнительных элементов вставные уплотнения (не показаны) нижней половины (не показана) можно выдвинуть из соответствующих канавок для уплотнения (не показаны), не снимая при этом саму нижнюю половину корпуса.

[0024] Корпус 165 внутреннего концевого уплотнения состоит из верхнего и нижнего корпусов. Верхняя и нижняя половины могут закрепляться болтовыми или иными обычными средствами соединения в цокольной опоре 140. Наружная осевая поверхность 173 корпуса 165 может иметь проходящие в радиальном направлении кольцевые выступы 174, которые расположены коаксиально, создавая уплотнительные поверхности 168 для вставных уплотнений (не показаны) корпуса наружного концевого уплотнения. На внутренней осевой поверхности 175 корпуса 165 может быть выполнено несколько периферических канавок 176 для уплотнений, предназначенных для установки вставного уплотнения (не показано) роторного вала турбины (не показан). Кроме того, с целью усиления уплотнения, в полостях 177 и 179 выполнены, соответственно, системы лабиринтного и вентиляционного уплотнения.

[0025] На Фиг. 6 изображен вид в аксонометрии опорных конструкций внутреннего корпуса турбины низкого давления. На Фиг. 7 изображен выполненный в аксонометрии разрез опорной конструкции внутреннего корпуса. На Фиг. 8 изображена вертикальная проекция местного разреза опорной конструкции турбины низкого давления. Два несущих кронштейна 180, расположенных с каждой осевой стороны внутреннего корпуса 125 турбины 105 низкого давления, переносят нагрузку от внутреннего корпуса на балочную стенку 131. Каждый несущий кронштейн 180 может быть неподвижно закреплен во внутреннем корпусе 125. Каждый несущий кронштейн 180 может быть расположен примерно на одинаковом расстоянии от осевой средней линии.

[0026] Кроме того, нижняя часть каждого несущего кронштейна 180 может иметь несущую перегородку 182. Помимо этого, на внутреннем конце несущего кронштейна 180 и несущей перегородки 182 может быть выполнен опорный фланец 184. Опорный фланец 184 может быть ориентирован в вертикальном направлении и расположен на одном уровне с соответствующим внутренним фланцем 127, прикрепленным к внутреннему корпусу 125. Посредством внутреннего фланца 127 кронштейн 180 может быть прикреплен к нижней половине 129 внутреннего корпуса 125 путем болтового или другого известного средства соединения. На наружном радиальном конце кронштейна 180 может быть выполнена подставка 185. Подставка расположена горизонтально, а ее нижняя поверхность может опираться на балочную стенку 131.

[0027] Горизонтальная стыковочная поверхность 170 нижнего выхлопного патрубка 115 может иметь опорную зону 191. Опорная зона 191 служит для обеспечения опоры для одного из несущих кронштейнов 180. Опорная зона 191 опирается непосредственно на расположенную ниже балочную стенку 131, а не посредством боковых стенок 145 (Фиг. 2) и торцевых стенок 150 (Фиг. 2) нижнего выхлопного патрубка 115, как это имеет место в других известных выхлопных патрубках. Поскольку для удержания веса внутреннего корпуса 125 не требуется участия боковых стенок 145 и торцевых стенок 150 нижнего выхлопного патрубка 115, их не нужно упрочнять с этой целью. Расположение внутреннего корпуса 125 и, следовательно, зазор ротора турбины не зависят от изменения выпускного давления внутри выхлопного патрубка 110. Более того, существенно снижено влияние температуры внутри выхлопного патрубка на зазор ротора.

[0028] Опорная зона 191, выполненная на горизонтальном стыковочном фланце 170 нижнего выхлопного патрубка, может дополнительно иметь возвышенные плоские поверхности 192, предназначенные для установки нижней поверхности 186 подставок 185 несущих кронштейнов 180. Возвышенные плоские поверхности 192 могут быть выполнены с целью соответствующего выравнивания с нижней поверхностью 186 подставок 185 несущих кронштейнов 180, исключая необходимость выполнения с этой целью механической подгонки всего горизонтального стыковочного фланца 170.

[0029] Поскольку подставка 185 кронштейнов 180 лежит выше горизонтального стыковочного фланца 170 нижнего выхлопного патрубка 115, горизонтальный стыковочный фланец верхнего выхлопного патрубка стандартной конфигурации не может обеспечить смыкание с нижним выхлопным патрубком 115 в данной области. С каждой стороны выхлопного патрубка 110, для опорных зон 191 предусмотрена выступающая защитная часть 193 верхнего выхлопного патрубка 120. Выступающая защитная часть 193, выполненная с каждой стороны, охватывает и уплотняет опорную зону 191 между нижним выхлопным патрубком 115 и верхним выхлопным патрубком 120 и служит упором для подставки 185 несущего кронштейна 180.

[0030] Проход 93 для впуска пара направляет впускной пар через внутренние направляющие лопатки 178, расположенные во внутреннем корпусе 125. С каждой поперечной стороны внутреннего корпуса 125 расположен центрирующий кронштейн 194. Наружный радиальный конец 195 центрирующего кронштейна 194 упирается в осевом направлении в горизонтальный стыковочный фланец 170 нижнего выхлопного патрубка 115. Внутренний радиальный конец 196 центрирующего кронштейна 194 упирается в крепежную скобу 197, неподвижно закрепленную на поперечной стороне внутреннего корпуса 125. Центрирующий кронштейн 194 фиксирует положение внутреннего корпуса 125 относительно средней осевой точки 189. Центрирующий кронштейн 194 может входить в паз 198, выполненный в центрирующем кронштейне 199 горизонтального стыковочного фланца 170.

[0031] Вертикальный разъем 146 нижнего выхлопного патрубка 115 может быть выполнен вблизи каждого несущего кронштейна 180 и обычно расположен в наружном осевом направлении от соответствующего несущего кронштейна. Вертикальный разъем 146 может проходить от одной боковой стенки 145 (Фиг. 1) к противоположной боковой стенке 145. Поскольку боковые стенки 145 и торцевые стенки 150 нижнего выхлопного патрубка 115 не поддерживают внутренний корпус 125, опорная конструкция согласно изобретению может не требовать дополнительных поперечных и осевых перегородок и распорок, которые предусмотрены в обычных опорных конструкциях (Фиг. 1). Большая кольцевая область 147 выхлопного тракта (если смотреть в осевом наружном направлении от зон несущих кронштейнов 180 до торцевых стенок 150) не имеет существенных препятствий. Более того, протяженность кольцевой области 147, расположенной под внутренним корпусом 125, тоже не имеет существенных препятствий. Устранение препятствий в выхлопном проходе приводит к определенным улучшениям аэродинамических характеристик выхлопного патрубка 110.

[0032] Несмотря на то что в данном документе описаны различные варианты выполнения, из описания понятно, что можно выполнить разные комбинации элементов, их изменения или усовершенствования, не выходящие за рамки объема правовой охраны изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

5 - двухпоточная паровая турбина низкого давления

10 - выхлопной патрубок

15 - нижний выхлопной патрубок

20 - верхний выхлопной патрубок

22 - горизонтальный разъем

25 - внутренний корпус

30 - подставки

35 - поперечные пластины

37 - поперечные балки

40 - распорки

45 - боковые стенки

50 - торцевые стенки

55 - круглый проход

60 - корпус подшипника

70 - рама

75 - несущая полка

93 - отверстие для впуска пара

105 - двухпоточная паровая турбина низкого давления

106 - осевой конец выхлопного патрубка

110 - выхлопной патрубок

115 - нижний выхлопной патрубок

120 - верхний выхлопной патрубок

125 - внутренний корпус

126 - средняя осевая линия

127 - фланец внутреннего корпуса, служащий для опоры несущего кронштейна

128 - горизонтальный разъем внутреннего корпуса

129 - половины внутреннего корпуса

130 - фундамент

131 - балочная стенка

132 - нижний фундамент

134 - боковое отверстие

135 - верхняя часть балки

136 - проход для пара

137 - осевой конец

138 - концевое отверстие

139 - круглый проход

140 - цокольная опора

141 - гнезда

145 - боковые стенки

146 - поперечная несущая перегородка

147 - кольцевая область выхлопного тракта

150 - торцевые стенки

152 - периферический фланец

155 - коническое углубление

156 - полукруглый проход

157 - центральное отверстие

158 - неподвижное лабиринтное уплотнение

160 - корпус наружного концевого уплотнения

161 - внутренняя осевая полость

162 - нижний корпус наружного концевого уплотнения

163 - верхний корпус наружного концевого уплотнения

164 - болтовой фланец наружного концевого уплотнения

165 - корпус внутреннего концевого уплотнения

166 - канавки для уплотнений

167 - внутренняя поверхность корпуса наружного концевого уплотнения

168 - наружная уплотнительная поверхность корпуса внутреннего концевого уплотнения

169 - вставные уплотнения неподвижного соединения

170 - поверхность горизонтального разъема

171 - нижняя половина корпуса внутреннего концевого уплотнения

172 - верхняя половина корпуса внутреннего концевого уплотнения

173 - наружная поверхность корпуса внутреннего концевого уплотнения

174 - выступы

175 - внутренняя поверхность горизонтальной полки корпуса внутреннего концевого уплотнения

176 - внутренние канавки для уплотнений

177 - первая полость

178 - лопатки внутреннего корпуса

179 - вторая полость

180 - несущие кронштейны

181 - нижняя поверхность

182 - несущая перегородка

184 - фланец несущего кронштейна

185 - подставка

186 - нижняя поверхность

189 - средняя осевая точка горизонтального стыковочного фланца

190 - горизонтальный стыковочный фланец

191 - опорная зона

192 - возвышенные плоские области

193 - выступающая защитная часть

194 - центрирующий кронштейн

195 - наружный радиальный конец

196 - внутренний радиальный конец

197 - крепежная скоба

198 - центрирующая скоба

199 - паз

Паровая турбина (105) низкого давления имеет выхлопной патрубок (115). Внутренний корпус (125) опирается непосредственно на балочную стенку (131) фундамента (130) с помощью несущих кронштейнов (180). Благодаря этому исключено влияние перепадов давления в выхлопном патрубке (115), а влияние температурных изменений в выхлопном патрубке снижено по сравнению с расположением внутреннего корпуса и ротора внутри патрубка. Подшипники вала могут быть расположены снаружи выхлопного патрубка и установлены в цокольной опоре (140), выполненной непосредственно в фундаменте (130). Концевое вставное уплотнение ротора тоже может быть закреплено в опоре (140). Выхлопной патрубок (115) может иметь более простую конструкцию с меньшим количеством конструктивных опор, на изготовление которой требуется меньше времени. Упрощается техническое обслуживание, поскольку подшипники вала не скрыты под выхлопным патрубком (115) и концевые вставные уплотнения (166, 176) могут быть сняты без удаления крупногабаритной секции выхлопного патрубка. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Паровая турбина (105) низкого давления, содержащая:
внутренний корпус (125),
ротор,
выхлопной патрубок (110), содержащий нижний выхлопной патрубок (115) и верхний выхлопной патрубок (120), при этом каждый патрубок, верхний и нижний, имеет горизонтальный стыковочный фланец (170),
балочный фундамент (130) для указанной паровой турбины (105) низкого давления, имеющий балочную стенку (131),
причем указанный балочный фундамент выступает из нижележащего фундамента, и
горизонтальный стыковочный фланец нижнего выхлопного патрубка лежит непосредственно на указанной балочной стенке,
по меньшей мере одну цокольную опору (140), установленную в нижележащем фундаменте и предназначенную для поддержания ротора турбины, и
несущие кронштейны (180) для внутреннего корпуса (125), которые удерживают внутренний корпус (125) непосредственно на указанном балочном фундаменте.

2. Паровая турбина (105) по п. 1, в которой указанные несущие кронштейны включают по меньшей мере два несущих кронштейна (180), неподвижно установленных с каждой стороны внутреннего корпуса (125) и расположенных примерно на равных расстояниях от осевой средней линии (189) внутреннего корпуса с ее противоположных сторон.

3. Паровая турбина (105) по п. 2, в которой на нижней части каждого несущего кронштейна (180) из указанных несущих кронштейнов (180) дополнительно имеется несущая перегородка (182).

4. Паровая турбина (105) по п. 3, дополнительно содержащая:
опорные зоны (191) на горизонтальном стыковочном фланце (170) нижнего выхлопного патрубка (115), каждая из которых предназначена для установки одного из указанных несущих кронштейнов (180) и опирается непосредственно на расположенную ниже балочную стенку (131), и
нижнюю поверхность (186), расположенную на наружном конце каждого из указанных несущих кронштейнов (180) и предназначенную для опоры на соответствующую опорную зону (191) горизонтального стыковочного фланца (170) нижнего выхлопного патрубка (115).

5. Паровая турбина (105) по п. 4, в которой каждая опорная зона (191) имеет плоскую поверхность (192), возвышающуюся относительно горизонтального стыковочного фланца (170) нижнего выхлопного патрубка (115), причем указанная нижняя поверхность (186) несущих кронштейнов (180) расположена на указанной плоской поверхности (192).

6. Паровая турбина (105) по п. 5, дополнительно содержащая выступающую защитную часть (193), выполненную в верхнем выхлопном патрубке (120) и предназначенную для охвата и уплотнения опорной зоны (191) между нижним выхлопным патрубком (115) и верхним выхлопным патрубком (120), на которую опирается каждый несущий кронштейн (180).

7. Паровая турбина (105) по п. 2, дополнительно содержащая центрирующие кронштейны (194), при этом с каждой поперечной стороны внутреннего корпуса (125) расположено по одному центрирующему кронштейну (194), наружный конец (195) которого неподвижно установлен в расположенном по центру зажимном приспособлении горизонтального корпусного фланца (170) нижнего выхлопного патрубка (115), а его внутренний конец (196) неподвижно установлен в средней осевой точке (189) внутреннего корпуса (125).

8. Паровая турбина (105) по п. 7, дополнительно содержащая:
корпус (160) наружного концевого уплотнения, установленный в выхлопном патрубке (110) и имеющий внутреннюю осевую полость (161), при этом указанный корпус (160) содержит нижнюю часть (162), неподвижно установленную в нижнем выхлопном патрубке (115), и верхнюю часть (163), прикрепляемую к верхнему выхлопному патрубку (120),
неподвижные уплотнения (158), расположенные во внутренней осевой полости (161) указанных верхней (163) и нижней (162) частей корпуса наружного концевого уплотнения, при этом уплотнения нижней части выполнены с возможностью выдвижения со скольжением из канавок (166) для уплотнений нижней половины корпуса наружного концевого уплотнения, и
корпус (165) внутреннего концевого уплотнения, выполненный с возможностью введения со скольжением во внутреннюю осевую полость (161) корпуса (160) наружного концевого уплотнения и предназначенный для установки в цокольную опору (140), причем указанный корпус (165) имеет уплотнительные поверхности (168), возвышающиеся относительно наружной радиальной поверхности (173) и предназначенные для установки указанных неподвижных уплотнений корпуса (160) наружного концевого уплотнения, а также канавки (176) для уплотнений, выполненные на внутренней радиальной поверхности указанного корпуса (165) и предназначенные для размещения уплотнений для вращающейся поверхности ротора турбины.

9. Паровая турбина (105) по п. 8, в которой наружное концевое уплотнение дополнительно содержит:
нижнюю половину (162) корпуса (160) наружного концевого уплотнения, неподвижно закрепленную в нижнем выхлопном патрубке (115),
верхнюю половину (163) корпуса (160) наружного концевого уплотнения, установленную в верхнем выхлопном патрубке (120),
канавки (166) для неподвижных уплотнений, выполненные во внутренней осевой полости (161) верхней половины (163) и нижней половины (162) корпуса наружного уплотнения, причем указанные канавки (166) нижней половины предназначены для установки в них съемных выдвигаемых уплотнений, и
первую полость (177), в радиальном направлении расположенную между корпусом (165) внутреннего концевого уплотнения и корпусом (160) наружного концевого уплотнения, а в аксиальном направлении расположенную между периферическими кольцевыми выступами (174) у наружного конца корпуса (165) внутреннего концевого уплотнения, которая проточно сообщается с внешним источником уплотняющего пара, и
вторую полость (179), в радиальном направлении расположенную между корпусом (165) внутреннего концевого уплотнения и корпусом (160) наружного концевого уплотнения, а в аксиальном направлении расположенную между периферическими кольцевыми выступами (174) и аксиально внутрь от первой полости (177), при этом указанная вторая полость проточно сообщается с вентиляционным отводом.

10. Паровая турбина (105) по п. 2, дополнительно содержащая гнездо (141), выполненное в цокольной опоре (140) и предназначенное для установки упорного подшипника, или подшипника скольжения, или обоих этих подшипников.