Опорное устройство осевой стационарной турбины Советский патент 1993 года по МПК F01D25/28 

Изобретение касается опорной системы турбины с осевым выходом,

Цель изобретения - увеличение жесткости подшипника, поддерживающего ротор, и обеспечение в наилучших условиях стойкости подшипника при больших авариях (например, потеря последней лопатки низкого давления). Этот результат может быть еще улучшен, если жесткость подшипника является изотропной. Кроме того, благодаря разделению функций подшипника и статора, любой дисбаланс ротора не может возбудить собственную частоту конструкции статора.

На фиг. 1 и 2 показана опорная система ротора для турбины с осевым выходом, вид сбоку и вид сзади: на фиг. 3 и 4 - опорная система ротора по изобретению, вид сбоку и вид сзади; на фиг. 5 и 6 - опорная система ротора по фиг. 3 и 4 в перспективе, вид со стороны входа и вид со стороны выхода.

На фиг. 1 и 2 показана известная турбина, имеющая осевой выход 1, являющийся частью статора 2. Эта турбина имеет подшипник 3, закрепленный на бетонной опоре

4. являющейся частью бетонного основания

5. расположенного со стороны входа 6, и другой подшипник 7 со стороны выхода 1.

Подшипник 7 имеет подушку 8 и хомут 9, который удерживает ротор 10, а также паровое уплотнение 11. Это уплотнение обеспечивает герметичность между паром и атмосферным давлением, с которым оно связано каналом 20.

Подшипник 7 крепится тягами 12, закрепленными по концам на стенке выходного устройства.

Выходное устройство 1 снабжено двумя боковыми лапами 13, которые покоятся на опорах из бетона 14, жестко связанных с основанием 5.

Устройство поперечной центровки 15 располагается на нижней части выходного устройства. Это устройство 15 имеет две горизонтальных тяги 16. закрепленные с помощью гаек одним из концов на креплениях 17, жестко связанных с нижней частью выходной системы, а другим концом на креплениях 18, закрепленных на бетонном основании 5.

Для упрощения доступа к подшипнику 7 без демонтажа верхнего участка статора 2 выходное устройство 1 имеет промежуточную полудеталь 19, демонтируемую с помощью двух вертикальных полуфланцев.

Ј

00

о

00

о о

Сл)

Нормальные и аварийные усилия ротора 10 переносятся тягами 12 на стенку выходного устройства, которое передает их лапам 13 и/или центровочному устройст ву 15.

В известных опорных системах в случае значительного аварийного дисбаланса имеется риск разрушения подшипника 7 и системы, особенно когда размеры рассматриваемых деталей весьма значительны. Кроме того, тяги 12, распределенные по всей окружности внутри выходного устройства, являются генераторами сравнительно больших потерь давления.

Опорная система по изобретению представлена на фиг. 3-6. Участки, аналогичные участкам известной системы, обозначены теми же позициями,

Ротор 10 турбины покоится на двух подшипниках 3 и 7, одиниз которых располагается со стороны входа 6, а другой - в устройстве осевого выхода 1. Подшипник 3 покоится на опоре 4, жестко связанной с бетонным основанием 5. Подшипник 7 име ет подушку 8, на которой закрепляется скоба 9 и паровое уплотнение 11.

К уплотнению 11 подается атмосферное давление по каналу 20.

По изобретению предусмотрена вертикальная стенка из бетона 21, жестко связанная с основанием 5 и снабженная круговым отверстием 22, через которое проходит выходная система 1.

На стене 21 закреплены четыре заделки 23 вокруг отверстия 22. К этим заделкам крепятся съемным образом концы четырех тяг или больше, если это необходимо, для поддержки подшипника 7.

Тяги 12, если их четыре, располагаются крестообразно и имеют горизонтальные и вертикальные ветви.

Тяги 12 снабжены герметичными силь- фонами 24 на уровне -их пересечения со стенкой выходного устройства 1.

Нижний участок выходного устройства 1 жестко связан со статором 2. Он снабжен двумя боковыми опорными лапами 13, которые покоятся на бетонной опоре 14, жестко связанной с основанием 5.

Устройство поперечной центровки 15 статора 2 располагается со стороны выходного устройства 1. Оно имеет штифт 25, установленный на опоре из бетона 26, жестко связанной с основанием 5, причем указанный штифт 25 заключен в направляющую 27, параллельную оси турбины и жестко связанную с выходным устройством.

Опоры 4, 14, 26 и стенка 21 выполнены, предпочтительно, из бетона, непосредственно Rr.ipoRHbi R основание 5 и составляют с ним рдиныи массив.

Возможно выполнить эти опоры в стальной конструкции. Передача усилий от опоры

не проходит больше через статор 2 и выходное устройство 1. поскольку тяги 12 закреплены непосредственно на стене из бетона 21; система по изобретению может выдерживать, таким образом, очень большие аварийные дисбалансы, сохраняя целостность опоры ротора.

Кроме того, однородное распределение

по азимуту тяг 12 позволяет выдерживать в

наилучших условиях аварийные усилия,

обусловленные большими дисбалансами.

Число тяг 12, необходимое для передачи этих усилий, существенно меньше, чем число, которое нужно было бы использовать в извес тной системе. Таким образом, минимизируется потеря давления в выходном устройстве.

Наконец, поскольку подшипник 7 не передает усилий выходному устройству 1, опоры 14, несущие боковые лапки 13, могут

быть менее массивной конструкции, а устройство центрирования 15 может быть простым штифтовым устройством.

Доступ к подшипнику со стороны выхода выполняется путем одновременного демонтажа верхнего полуучастка 19 и вертикальной тяги 12. связанной с хомутом 9 подушки. При этом тяга 12 должна быть, очевидно, снята со своей заделки 23. Формула изобретения

1. Опорное устройство осевой стационарной турбины, имеющей корпус с выходным соплом, содержащее стойки, размещенные на выходном участке корпуса и установленные.на опорах из бетона, жестко соединенных с основанием, и поперечные центровочные элементы, размещенные между выходным участком корпуса и основанием,, а выходное сопло установлено на подшипнике, внутри которого размещен

вал турбины, при этом на наружной обойме подшипника укреплены рычажные радиальные тяги, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено крепежными втулками и опорным коробом . с внутренней цилиндрической поверхностью, охватывающей выходную часть сопла, укрепленным на основании, причем сопло выполнено с отверстиями на его боковой стенке, тяги имеют длину, превышающую максимальный радиус сопла, каждая из них размещена в соответствующем отверстии сопла и посредством крепежной втулки закреплена в опорном коробе.

2. Устройство по п. 1. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что радиальные тяги равномерно ук реплены на наружной обойме подшипника.

3. Устройство по п. 2,отличающее- с я тем, что тяги расположены крестообразно.

4. Устройство по пп. 1и2,отличаю- щ е е с я тем, что, с целью обеспечения герметичности, оно снабжено сильфонами, один из торцов каждого из которых укреплен на тяге, а другой - на кромке отверстия.

0

гт Vr,Tpoiir. гво по пп 1 4. о т л и ч а ю щ е е с л тем чго оно снабжено штифтовым узлом центрирования выходного участка в поперечном направлении., выполненным в виде двух горизонтальных тяг. каждая из которых одним концом укреплена на основании, а другим на стенке сопла.

6. Устройство по пп. 1 5. отличающееся тем, что опорный короб выполнен из бетона.

Использование: в турбостроении для опорных устройств осевых турбин. Сущность: жесткость подшипника, поддерживающего ротор, позволяет обеспечить надежность подшипника в случае аварии. 5 з. п. ф-лы, 6 ил.

Фиг. 2

Фиг. 4

Фиг.З

Фи г. 4

Фи 2.5

Фиг. 6