Глава пятая
РОТОРЫ
§ 21. Конструкция роторов
Соблюдение зазоров и закруглений в углах шпоночного паза в диске, указанных на фиг. 17.
Все роторы одноцилиндровых турбин серии высокого давления и ротор высокого давления турбины типа ВК-100-2 имеют цельнокованую переднюю часть с выточенными на ней дисками и заднюю часть с насадными дисками. Ротор низкого давления турбины ВК-100-2 и ротор турбины нормального давления типа ЛП-25-2 имеют насадные диски.
Эти диски насажены на отдельные уступы вала с начальным натягом, обеспечивающим при вращении и прогреве турбины достаточно плотную посадку. Между дисками и валом имеются призматические шпонки, закладываемые с натягом в канавки вала и входящие с зазором в продольные канавки в ступицах дисков. Эскиз А, является весьма важным для прочности диска, на что надлежит обращать внимание в случае насадки дисков в станционных условиях.
Особо напряженные диски последних ступеней турбин ВК-50-1 и ВК-100-2 имеют специальные радиальные шпонки с торца ступицы, передающие момент на вал через специальную втулку в случае ослабления посадки диска на валу. Эта втулка сидит на валу с натягом и связана с ним через обычную призматическую шпонку. Последний из насадных дисков удерживается от перемещения в осевом направлении при помощи стопорного кольца, заводимого в разогретом состоянии в заточку вала.
Остальные диски (обычно попарно) фиксируются на валу в осевом направлении упорными кольцами. Каждое упорное кольцо состоит из двух половин и заводится в соответствующую выточку вала при насадке дисков. Между торцевыми поверхностями упорных и стопорных колец и ступицами дисков должны быть выдержаны осевые зазоры, указанные на фиг. 17, для обеспечения свободы теплового расширения дисков во время прогрева и работы турбины. Аналогичным способом крепятся и прочие насаженные на вал элементы ротора: диск упорного подшипника, втулки лабиринтовых уплотнений и т. п.
Шестерня редуктора для привода главного масляного насоса и регулятора закрепляется в осевом направлении при помощи кольцевой гайки. Гайка стопорится специальной шайбой, заходящей в лыску, которая выбирается на валу при сборке.
Детали крепления элементов ротора на валу показаны на фиг. 17, где приведены также данные о зазорах между насаженными на вал деталями.
Для посадки на вал диски разогреваются, быстро заводятся на место посадки и прижимаются в осевом направлении прессом до тех пор, пока они не схватят вал при остывании. В случае сильно напряженных дисков необходима сравнительно высокая температура их нагрева, которая достигается одновременным применением нескольких паяльных ламп или газовых горелок. В заводских условиях для этой цели применяется специальный электрический трансформатор с разъемным сердечником, на который надевается диск. Диск на замкнутом сердечнике является единственным витком вторичной обмотки трансформатора и равномерно и быстро нагревается вторичным током и наведенными вихревыми токами.
Для снятия дисков с вала на ступицах предусмотрены специальные бурты.
В случае насадим дисков в станционных условиях необходимо проверить, что диск схватил вал при остывании без перекоса, т. е. что он не имеет осевого «боя» при проверке с помощью индикаторов, установленных перпендикулярно плоскости диска, во время проворачивания ротора. Если при такой проверке обнаруживается «бой», диск подлежит повторному разогреву до полного ослабления на валу, после чего ему вновь дают остыть, прижимая к осевому упору с большим усилием, равномерно распределенным по окружности. «Бой» диска после остывания на валу не должен превышать 0,3 мм.
Каждый диск с набранными лопатками до посадки на вал подвергается на заводе статической балансировке па ножах. Ротор же в целом динамически балансируется на специальном станке.
Для проверки положения ротора в осевом направлении, т. е. проверки неизменности установленных при монтаже зазоров в проточной части, применяется специальная контрольная скоба, которая пригоняется к пальцу на переднем конце ротора с определенным зазором после выверки зазоров в облопачивании. Скобу упирают ножками в торец корпуса переднего подшипника и сверяют при помощи щупа зазор между торцом пальца и выступом скобы с исходным зазором, величина которого набита на поверхности скобы. При измерении исходного зазора ротор должен быть прижат в направлении потока пара к рабочим колодкам упорного подшипника.
Кроме контрольной скобы, применяемой периодически, для непрерывного наблюдения за осевым положением ротора служит реле осевого сдвига (см. § 81).
Разгон ротора предотвращается регулятором безопасности (см. § 53), который при чрезмерном повышении скорости вращения прекращает доступ свежего пара в турбину мгновенным закрытием клапанов автоматического затвора и регулирующих.
В конструкциях турбин применены как жесткие, так и гибкие роторы. Отличительной эксплуатационной особенностью турбины с гибким ротором является режим повышения числа оборотов турбины. При приближении к критическому числу оборотов необходимо быстро поднять скорость вращения ротора на несколько сот оборотов в минуту добавочным открытием байпасного клапана главной запорной задвижки, чтобы сразу перейти за критическое число оборотов. Затем следует немного прикрыть байпасный клапан и продолжать медленное повышение числа оборотов ротора согласно инструкции. Такой порядок пуска обязателен во избежание появления вибрации ротора, которая при медленном прохождении вала через критическое число оборотов может характеризоваться большими амплитудами и привести к повреждению концевых уплотнений ротора и внутренних уплотнений диафрагм.
При повышении числа оборотов турбин с жесткими роторами иногда наблюдается неспокойный ход при достижении скорости вращения, соответствующей половине критического числа оборотов. Это число оборотов также рекомендуется проходить быстро.
Данные о критических числах оборотов роторов турбин приведены в приложении 4.
