Глава вторая
УСТАНОВКА И КРЕПЛЕНИЕ ЦИЛИНДРОВ И ПОДШИПНИКОВ НА ФУНДАМЕНТЕ
§ 10. Установка цилиндров и подшипников
Установка цилиндров и подшипников турбин на фундаменте показана на фиг. 9. На фиг. 9,а изображен контур одноцилиндровых конденсационных турбин, на фиг. 9,б — турбины ВК-100-2.
В конденсационных турбинах выпускная часть (выхлопной патрубок) со стороны генератора опирается на поперечную фундаментную раму. Кроме того, выпускные части цилиндров этих турбин имеют с обеих сторон дополнительные опорные лапы, расположенные вблизи фланца, соединяющего среднюю и выпускную часть цилиндра. Эти лапы опираются также на фундаментные рамы. Цилиндр низкого давления турбины ВК-100-2, представляющий собой сдвоенную выпускную часть турбины ВК-50-1 (с дополнительной промежуточной частью), имеет, как это видно на фиг. 9,б две поперечные фундаментные рамы 10 и 11 и четыре боковых лапы 9.
Часть высокого давления одноцилиндровых турбин опирается с помощью лап, являющихся продолжением нижнего фланца горизонтального разъема на боковые приливы корпуса переднего подшипника. Цилиндр высокого давления двухцилиндровой турбины ВК-100-2 имеет кроме передних лап — задние, являющиеся продолжением фланца горизонтального разъема задней (чугунной) части цилиндра высокого давления. Эти лапы опираются на корпус подшипника, который выполнен совместно со сварной передней выпускной частью цилиндра низкого давления.
С помощью задних лап аналогичной конструкции на корпусы задних подшипников опираются цилиндры турбины типа ВР-25-31 и ВР-25-18.
Фундаментные рамы цилиндров и корпусов подшипников после центровки турбины на монтаже закрепляются с помощью анкерных болтов па верхнем каркасе фундамента, а затем они заливаются бетоном.
Система продольных, поперечных и вертикальных шпонок между цилиндрами, фундаментными рамами и корпусами подшипников, показанная на фиг. 9, обеспечивает при работе турбины необходимое взаимное положение цилиндров и корпусов подшипников между собой и беспрепятственность их тепловых расширений.
Достигается это следующим образом.
На поперечной фундаментной раме 10 одноцилиндровых конденсационных турбин имеется одна продольная (по оси цилиндра) и две боковые поперечные шпонки. Пересечение осей продольной и боковых шпонок образует неподвижную точку турбины 7 («фикспункт»). Поперечные расширения выпускной части турбины могут при такой системе шпонок происходить беспрепятственно, симметрично в обе стороны от продольной шпонки задней рамы.
Между боковыми лапами выпускных частей одноцилиндровых конденсационных турбин и соответствующими фундаментными рамами имеются направляющие косые шпонки; направления поверхности скольжения этих косых шпонок пересекаются в неподвижной точке турбины.
Выпускная часть двухцилиндровой турбины ВК-100-2 имеет на задней и передней поперечных рамах только продольные шпонки (по оси цилиндра), а поперечные шпонки расположены между боковыми лапами передней выпускной части и соответствующими фундаментными рамами. Поэтому неподвижная точка 7 цилиндра низкого давления этой турбины, как видно из фиг. 9, б, расположена приблизительно по середине цилиндра, а передняя и задняя выпускные части, направляемые продольными шпонками, могут под действием тепловых расширений перемещаться по поперечным рамам 10 и 11.
Неподвижная точка турбины типа ВР-25-31 и ВР-25-18 расположена между корпусом заднею подшипника и его фундаментной рамой. Она также образована пересечением осей двух продольных и двух боковых поперечных шпонок, которые имеются между фундаментной рамой и подошвой корпуса заднего подшипника.
Передние и задние лапы цилиндров высокого давления и цилиндров турбин ВР-25-31 и ВР-25-18 опираются на поперечные шпонки, лежащие на боковых приливах корпусов подшипников (см. детали А и Б, фиг. 9). Кроме того, между корпусами подшипников и цилиндра имеются вертикальные шпонки (сечения DD и СС).
Вертикальные шпонки препятствуют боковым перемещениям цилиндров относительно корпусов подшипников, а поперечные шпонки под лапами обеспечивают сохранение постоянного осевого расстояния между цилиндрами и подшипниками. Между передними подшипниками и их фундаментными рамами по оси турбины имеются две продольные шпонки 1, направляющие перемещение (скольжение) корпусов подшипников по рамам при тепловых расширениях цилиндров турбин.
Кроме того, для предотвращения «опрокидывания» корпуса подшипника под действием момента сил, который может образоваться при появлении значительного трения между подошвой подшипника и рамой, по обе стороны корпуса подшипника имеются угловые шпонки — «диванчики» — препятствующие отставанию подшипника от рамы (см. сечение ЕЕ).
(части соединения, показанного на сечениях DD и СС).
Фиг. 10. Указатель расширения турбины
1 — корпус со шкалой, 2 — стрелка; 3 — пружина
Фиг. 10. Амортизатор
1 — колонка; 2 — винт; 3 — подкладка; 4 — тарелка пружины; 5 — пружина; 6 — стакан; 7 — опорная тарелка; 8 — скалка
Таким образом, поскольку оси вертикальных и поперечных шпонок между цилиндрами и корпусами подшипников пересекаются в точке, лежащей почти на оси турбины (несколько ниже оси), то, несмотря на наличие значительных тепловых расширении цилиндров высокого давления, оси цилиндров и корпусов подшипников при работе турбины практически не смещаются. В действительности поверхность скольжения поперечных лап расположена несколько ниже оси цилиндра, ввиду чего ось цилиндра во время работы турбины смещается незначительно относительно оси подшипника в вертикальном направлении за счет теплового расширения шпонок и лап. Однако это смещение оси цилиндра компенсируется подъемом ротора на масляном клине.
Во всех турбинах высокого давления и в турбине АП-25-2 имеется лишь одна неподвижная точка. Поэтому корпусы подшипников (за исключением заднего подшипника одноцилиндровых турбин) при работе турбины перемещаются в продольном направлении. Лапы цилиндров, лежащие на поперечных шпонках, перемещаются в направлении, перпендикулярном оси турбины, симметрично в обе стороны от оси вертикальных шпонок, пересекающейся с осью турбины. Что касается вертикальных шпонок, то паз этого соединения, связанный с цилиндром, при работе турбины перемещается вниз относительно выступа (правой
Для предотвращения вибрации турбины необходимо при сборке ее обратить внимание на то, чтобы корпусы подшипников и цилиндры плотно прилегали к фундаментным рамам. Правильность прилегания должна быть проверена по краске. Скользящие опорные поверхности должны быть перед установкой натерты серебристым графитом.
При эксплуатации турбины необходимо следить за тем, чтобы все продольные и поперечные тепловые расширения происходили беспрепятственно и чтобы они были одинаковы по обе стороны от оси турбины (т. е. чтобы не происходило искривления или «излома» оси агрегата).
Для наблюдения за беспрепятственностью тепловых расширений турбины во время пуска и при изменениях нагрузки, на передней фундаментной рамс установлен указатель расширения цилиндра (фиг. 10). Кроме того, на лапах цилиндров и корпусах подшипников имеются пальцы для замера поперечных расширений. Правильность и симметричность расширений указывают на свободу перемещений и сохранение центровки турбины.
Цилиндр высокого давления турбины ВК-100-2 для разгрузки лап имеет пружинный амортизатор (фиг. 11), расположенный с левой стороны (если смотреть со стороны паровпуска). Необходимость амортизатора вызывается тем, что лапы с левой стороны цилиндра испытывают дополнительную нагрузку от реактивного момента, воздействующего на цилиндр в направлении, обратном вращению ротора (ротор вращается по часовой стрелке). Натяжением пружины амортизатора на 25 мм часть реактивной силы передается непосредственно на фундамент.
При установке амортизатора не допускается увеличение натяга пружины сверх 25 мм во избежание отрыва лап от опоры (поперечных шпонок).
§ 11. Тепловая изоляция
Горячие части цилиндров покрываются тепловой изоляцией, которая вместе с металлической наружной обшивкой имеет целью не только уменьшить потерн от теплового излучения и защитить обслуживающий персонал от ожогов, но и предохранить горячие части от местных охлаждений или неравномерного прогрева при пусках и изменениях нагрузки.
В случае плохой изоляции цилиндров, клапанных коробок, фланцевых соединений и других горячих частей может возникнуть ряд неполадок при пуске и во время эксплуатации турбины.
Неодинаковая температура вверху и внизу цилиндра вызывает его коробление, связанное с опасностью задеваний вращающихся и неподвижных частей в уплотнениях. Поэтому надлежит обращать внимание на то, чтобы изоляция цилиндров вверху и внизу была одинаково доброкачественна. При доброкачественной изоляции цилиндра разница температур вверху и внизу его не более 30—35° С. Большая разница температур между стенками цилиндров и фланцами и между фланцами и скрепляющими их болтами может стать причиной пропаривания фланцевых соединений и повреждения болтов вследствие появления в них больших температурных напряжений. Поэтому изоляция должна покрывать не только стенки цилиндров, клапанных коробок и труб, но и все фланцевые соединения, включая выступающие части болтов и шпилек.
Наконец, доброкачественная изоляция уменьшает разницу температур между ротором и цилиндром при пусках турбины, вызывающую различные тепловые удлинения цилиндра и ротора. Наличие разницы удлинений цилиндра и ротора связано с уменьшением осевых зазоров в заднем концевом уплотнении, что ограничивает скорость пуска турбин, так как заставляет вести прогрев на малых оборотах до тех пор, пока разница удлинений ротора и цилиндра не станет минимальной.
Таким образом, доброкачественная изоляция повышает надежность эксплуатации и позволяет сократить время пуска турбин.
Изоляция должна быть нанесена на горячие части турбины еще до первого пуска во время предшествующего ему прогрева.
Изоляцию, повреждаемую при ревизиях турбины, необходимо восстанавливать также при первом пуске после ревизии.
Наружная обшивка из вороненой листовой стали предназначена не только для придания машине красивого вида, но и для предохранения изоляции от разрушения. Кроме того, для предотвращения загораний масла поверх обычной, мягкой изоляции паропроводов свежего пара и паропроводов отборов следует также накладывать металлическую обшивку в тех местах, где на горячие трубы может попасть масло в случае неплотностей или повреждений маслопроводов турбины.
