Направляющий аппарат.
Перед монтажом направляющего аппарата (см. рис. VI.8) выполняют подготовительные работы на базе складирования и хранения оборудования строительства или на сборочной или монтажной площадке здания ГЭС: очистку всех деталей и узлов, проверку сопрягаемых плоскостей разъемов, фланцевых соединений и крепежных деталей, подбор необходимых инструментов, материалов и т. п.
При наличии кранового оборудования и транспортных средств достаточной грузоподъемности часть работ по укрупнительной сборке может быть выполнена непосредственно на базе складирования и хранения: окончательное соединение секторов нижнего и верхнего колец в четвертинки, половин опоры подпятника и др.
У турбин, втулки нижнего кольца которых смазывают солидолом, проверяют герметичность маслоподводящих устройств в направляющих лопатках под давлением масла 2,5 МПа. Масло подается насосной установкой с ручным приводом. При падении давления крепление трубки внутри лопатки должно быть исправлено и испытания на герметичность повторены.
До начала монтажа направляющего аппарата необходимо тщательно очистить сопрягаемые с ним детали и узлы: опорное (фундаментное) кольцо, статор, облицовку шахты турбины и др.
Внутри опорного кольца на поворотно-лопастных турбинах создают кольцевые подмости или сплошную площадку. Кронштейны под подмости крепят на опорном кольце в местах, предназначенных для крепления консолей под подвеску рабочего колеса в камере.
Проверяют горизонтальность плоскости опорного кольца. В случае его деформации опорную поверхность наплавляют, шлифуют и проверяют нивелированием, точным уровнем и линейкой. Очищают и проверяют резьбу в отверстиях опорного кольца. С кольцевого мостика, находящегося внутри верхнего пояса статора, проверяют резьбу в отверстиях и заворачивают шпильки крепления верхнего кольца или крышки турбины на статоре.
При монтаже направляющего аппарата должна соблюдаться следующая последовательность операций: установка на место и центрирование нижнего кольца, опускание на место лопаток, установка и центрирование верхнего кольца, опускание на место укрупненного блока крышки турбины, установка верхних подшипников цапф направляющих лопаток, соединение регулирующего кольца с лопатками и регулирование направляющего аппарата.
Нижнее кольцо опускают на место полностью собранным с окончательно стянутыми стыками секторов после очистки опорной (нижней) плоскости, запиловки и удаления забоин и заусенцев. С помощью специально изготовленного шаблона проверяют вертикальность цилиндрической поверхности всех втулок под нижние цапфы лопаток. Шаблон сваривают из трубы и фланца. Наружную поверхность трубы обрабатывают по диаметру нижней цапфы лопатки, а верхнюю плоскость фланца — перпендикулярно к цилиндрической поверхности. Вертикальность внутренней цилиндрической поверхности втулки в нижнем кольце направляющего аппарата определяют установкой точного уровня на фланец вставленного во втулку шаблона. Если втулка не вертикальна, ее подшабривают до тех пор, пока фланец шаблона не займет горизонтальное положение.
Для определения правильного положения верхнего и нижнего колец, при котором направляющие лопатки легко поворачиваются, сначала под углом 90° (по главным осям агрегата) устанавливают четыре пары смежных лопаток без манжет на нижних цапфах. Нижнее кольцо крепят на опорном кольце частью болтов, отверстия под которые не закрыты лопатками. Устанавливаемое на место верхнее кольцо предварительно центрируют по осям статора. До опускания тщательно очищают плоскости опорных фланцев статора и верхнего кольца, торцовую плоскость верхнего кольца, сопрягаемую с лопатками, плоскости фланцев и расточки под верхние подшипники. В отверстия в верхнем кольце, прошитые лопатками, опускают восемь подшипников (без манжет уплотнения средних цапф и резинового шнура, уплотняющего подшипник снаружи). Верхнее кольцо притягивают частью шпилек к статору. На специальном приспособлении вывешивают каждую из восьми лопаток и вручную проверяют легкость ее поворота: один человек должен легко поворачивать лопатку рукой за перо. Одновременно проверяют вертикальность и плотность прилегания смежных лопаток, параллельность верхних торцов пера и торцовой плоскости верхнего кольца. Фиксируют положение нижнего и верхнего колец, верхнее кольцо поднимают, относят в сторону, устанавливают на место все остальные лопатки.
Вновь установленное на место верхнее кольцо плотно притягивают к статору, устанавливают все подшипники и проверяют легкость поворота каждой из лопаток на приспособлении. Одновременно проверяют суммарные торцовые зазоры между лопатками, опущенными на нижнее кольцо, и нижней плоскостью верхнего кольца и соответствие их проектной документации. В случае необходимости верхнее кольцо смещают и поворачивают до достижения требуемой легкости поворота всех лопаток. Если верхнее кольцо не может быть больше смещено или повернуто из-за упора в шпильки на верхнем фланце статора, навстречу ему смещают нижнее кольцо. Если хотя бы одна из вывешенных на приспособлении лопаток не может быть повернута за перо одной рукой человека, необходимо определить и устранить причины этого. Чаще всего причиной являются несоосность втулок в нижнем и верхнем кольцах и малые зазоры между цапфами и опорными втулками, но иногда это может быть изгиб лопатки или несоосность цапф в результате их неправильной обработки.
Нижнее и верхнее кольца считают окончательно отцентрированными, если все лопатки легко поворачиваются в подшипниках, а их сопрягаемые кромки плотно прилегают (отсутствуют клиновые зазоры).
Если замеренный суммарный торцовый зазор меньше проектного (с учетом прогиба верхнего кольца под действием массы ротора агрегата и осевого усилия от давления воды на лопасти рабочего колеса), при окончательной установке на место между фланцами статора и верхнего кольца укладывают металлическую листовую прокладку. Если этот зазор слишком велик, устанавливают листовую металлическую прокладку между сопрягаемыми плоскостями опорного кольца и нижнего кольца направляющего аппарата.
По окончании центрирования нижнего и верхнего колец последнее поднимают и относят в сторону, поочередно поднимают все лопатки и нижнее кольцо окончательно крепят к опорному. Положение нижнего кольца фиксируют установкой штифтов или клиньев в зазоре между ним и расточкой в нижнем поясе. Все лопатки поочередно устанавливают на место с надетыми на нижние цапфы манжетами и распорными кольцами. Верхнее кольцо окончательно устанавливают на верхнем поясе статора, штифтуют и крепят с затяжкой гаек на всех шпильках.
Вокруг цапф всех лопаток устанавливают подшипники с манжетами уплотнения средних цапф и резиновыми шнурами уплотнения корпусов подшипников в расточках верхнего кольца, после чего подшипники крепят к верхнему кольцу.
Работы по монтажу направляющего аппарата продолжают после опускания и подвешивания рабочего колеса в камере и соединения с ним вала агрегата. На сборочной или монтажной площадке собирают укрупненный блок крышки турбины. Собирают в кольца секторы крышки турбины, корпуса направляющего подшипника (конус крышки), регулирующего кольца и опоры подпятника и окончательно затягивают крепежные детали на стыках. Крышку турбины опускают на корпус подшипника и гайки на шпильках, завернутых в корпус, окончательно затягивают. На крышке турбины устанавливают регулирующее кольцо с присоединенными к нему серьгами, сервомоторы направляющего аппарата. При достаточном выносе крюка крана на крышке крепят опору подпятника. Опущенный на место укрупненный блок центрируют по осям и расстоянию между валом и внутренней расточкой в крышке и крепят на фланце верхнего кольца. На верхние цапфы направляющих лопаток насаживают рычаги, на них — накладки и тарелки, а лопатки вывешивают с помощью болтов, заворачиваемых в их торцы. Одновременно забивают клиновые цилиндрические шпонки из двух частей, фиксирующие положение рычагов на лопатках. Рычаги и накладки могут быть установлены и до опускания крышки турбины, но соединять их срезными пальцами нельзя, так как накладки помешают установке крышки.
При вывешивании каждой лопатки суммарный торцовый зазор разбивают таким образом, чтобы верхний зазор составил только 25—30 % от общего: при прогибе верхнего кольца и уменьшении за счет этого суммарного зазора размер верхнего зазора не изменяется, так как лопатки опускаются совместно с верхним кольцом.
Проверяют взаимное прилегание лопаток по вертикальным кромкам и в случае необходимости устраняют клиновые зазоры.
В канавки в лопатках и торцовых плоскостях нижнего и верхнего колец с помощью специальной пневматической машинки, сконструированной и изготовленной на ЛМЗ, вставляют профилированные резиновые шнуры. Лопатки ставят в закрытое положение и накладки соединяют с серьгами. Для облегчения и ускорения операции по установке лопаток в закрытое положение их обтягивают тросом, натягиваемым талями, привязанными за колонны статора. При закрытом положении направляющего аппарата поршни прямоосных сервомоторов, соединенные с регулирующим кольцом, должны упираться в крышки цилиндров, а эксцентричные втулки камня в штоке находиться в крайнем положении.
Для создания натяга при закрытом направляющем аппарате поворотом эксцентричной втулки поршни сервомоторов отводят от упоров на максимально возможное расстояние. В полости сервомоторов на закрытие подают масло под давлением, указанным в проекте, и замеряют ход поршней. Затем давление масла снимают, поворотом эксцентричных втулок поршни устанавливают на определенном таким образом расстоянии от упоров и вновь проверяют упирание поршней под действием того же давления. После этого положение эксцентричных втулок фиксируют установкой цилиндрического штифта между втулкой и камнем.
После регулирования направляющего аппарата проверяют качество конструкции, изготовления и монтажа по значению перестановочных усилий, необходимых для полного хода поршней сервомоторов на закрытие и открытие. Перестановочные усилия определяют по перепаду давлений масла в полостях сервомоторов при перемещениях направляющего аппарата. Перепад не должен превышать 0,2—0,3 МПа. При большем перепаде необходимо установить и устранить причины этого.
При монтаже и регулировании направляющего аппарата оформляют формуляры, фиксирующие следующие величины: торцовые зазоры — верхние и нижние по пятке и носку каждой лопатки; зазоры между лопатками — по вертикали в нескольких местах по высоте; максимальные расстояния в свету между лопатками в открытом положении, а также расстояния в свету между четырьмя парами лопаток, установленных по осям агрегата, при различных положениях направляющего аппарата. Последние замеры производят при перемещениях на открытие и закрытие. По полученным данным строят кривую а0 = f(S), где а0 — расстояние в свету; S — ход поршня сервомотора. Расстояния в свету между лопатками при перемещении на открытие и закрытие должны незначительно отличаться друг от друга и приближаться к осредненному значению.
Рабочее колесо поворотно-лопастной турбины
Предприятия, изготовляющие гидротурбины, отгружают на строительство рабочие колеса (см. рис. V.10, V.11) после их статической балансировки, контрольной сборки и гидравлических испытаний. При больших габаритах и массе рабочие колеса поставляют разобранными.
На ГЭС сборку рабочих колес выполняют на монтажных площадках основными эксплуатационными кранами. В большинстве случаев сборку рабочих колес производят в рабочем положении, без кантовки.
Сборке рабочих колес предшествуют доставка на монтажную площадку с базы складирования и хранения всех деталей, распаковка их, проверка комплектности, очистка от консервации, тщательный контроль состояния, в том числе крепежных деталей. Одновременно на монтажную площадку подают, распаковывают и очищают от консервации все необходимые приспособления, специальные инструменты и материалы.
На монтажной площадке рабочие колеса полностью собирают, подвергают гидравлическим испытаниям и только после этого транспортируют, опускают и подвешивают в камере монтируемой турбины.
В процессе сборки проверяют действие механизма разворота лопастей, размер хода поршня сервомотора, а также угол установки лопастей в его крайних положениях.
Совместно с первой турбиной поставляют комплект приспособлений (состав перечислен в последовательности использования при монтаже): сборочные плиты, тумбы я приспособление для сборки механизма разворота лопастей; приспособления для транспортирования корпуса рабочего колеса, установки, стаканов и соединения их с серьгами, заводки цапф, транспортирования и опускания поршня в цилиндр сервомотора, транспортирования и опускания собранного рабочего колеса в камеру, заводки лопастей, контроля усилий затяга крупных болтов, транспортирования днища и крышки, сборки уплотнений фланцев лопастей, а также гайковерты, крупные ключи, специальные инструменты.
Кроме того, завод поставляет комплект приспособлений, необходимых для гидравлических испытаний полностью собранного рабочего колеса на герметичность: специальную маслонасосную установку со шлангами, соединяющими ее с полостями сервомотора и корпуса; заглушки отверстий в крышке рабочего колеса и штоке сервомотора; вентили и др.
Для сборки рабочих колес на монтажной площадке устанавливают и заливают бетоном сборочные плиты, входящие в состав монтажных приспособлений.
В процессе сборки рабочего колеса на монтажной площадке рекомендуется с помощью изготовляемых на месте простейших приспособлений определить его радиусы и диаметры при крайних положениях лопастей, отжатых клиньями от корпуса, что необходимо для предварительной оценки ожидаемых размеров зазоров между лопастями и камерой рабочего колеса.
Рабочее колесо с бескрестовинным механизмом разворота лопастей. К плитам крепят тумбы, на которых устанавливают и крепят приспособление для сборки деталей механизма разворота лопастей.
Установленные на приспособлении рычаги в сборе с серьгами с помощью специально предусмотренных болтов и шпилек фиксируют в плане и по высоте в положении, которое позволяет опустить на приспособление корпус рабочего колеса (рис. XII.4, а—в).
В бронзовые втулки в горизонтальной перемычке корпуса с помощью приспособления опускают стаканы и пальцами соединяют их с серьгами (рис. XII.4, г).
В отверстия в рычагах устанавливают по две цилиндрические шпонки для передачи крутящего момента в соединении рычаг — цапфа. Цапфы лопастей поочередно соединяют с противовесом, подвешенным на крюке крана, и заводят их в окна корпуса и отверстия в рычагах с насадкой на шпонки (рис. XII.4, д).
На установленные на днище цилиндра сервомотора подставки опускают поршень. На хвостовики стаканов наворачивают гайки, все стаканы притягивают к поршню и проверяют его центрирование по зазорам в цилиндре в верхнем положении (рис. XII. с).
Рабочее колесо снимают краном с тумб с помощью специальной траверсы и относят в сторону. Под действием массы, как собственной, так и деталей механизма разворота лопастей, поршень сервомотора перемещается в цилиндре в нижнее положение, которое соответствует полному раскрытию лопастей; при этом проверяют центрирование поршня в цилиндре в нижнем положении.
Освободившееся приспособление для сборки механизма разворота лопастей снимают с тумб и на них устанавливают днище рабочего колеса. Рабочее колесо опускают на днище, которое крепят к корпусу болтами, расположенными между тумбами (рис. XII.4, ж).
Рис. ХII.4. Последовательность технологических операций по сборке поворотно-лопастного рабочего колеса: а — установка рычагов в сборе с серьгами на приспособление для сборки колеса; б, в — опускание корпуса колеса на приспособление с установленными на нем рычагами и серьгами; г — установка стаканов и соединение их с серьгами; б — заводка цапф лопастей; е — опускание поршня сервомотора и соединение его со стаканами; ж — установка днища и соединение его с корпусом; з — заводка лопасти и соединение ее с рычагом; а — гидравлические испытания полностью собранного на монтажной площадке рабочего колеса (1 — бачок для определения объема протечек масла; 2 — распределительный золотник с ручным управлением; 3, 5 — манометры; 4, 6, 7, 9, 10, 11 — вентили; 8 — блок насоса с электроприводом; 12 — масляный бак); к — соединение с конусом-обтекателем и транспортирование полностью собранного и испытанного рабочего колеса для подвески в камере
Поршень краном смещают в верхнее положение, под него устанавливают нарезанные из труб опоры и с помощью специального пневмогидравлического ключа конструкции ЛМЗ окончательно затягивают гайки на хвостовиках стаканов до заданных напряжений.
В отверстия каждой цапфы устанавливают по две шпонки для передачи крутящего момента в соединении цапфа — лопасть. В окна корпуса устанавливают прижимные кольца, а вокруг фланца каждой лопасти — комплект резиновых уплотнительных манжет.
Для придания фланцу лопасти требуемого при установке положения лопасть подвешивают на кране тремя цепными талями и заводят в окна корпуса, насаживают на шпонки в цапфах, притягивают к рычагам и цапфам с помощью специальных шпилек и временно крепят каждую одним болтом в верхней части фланца. Остальные болты устанавливают с помощью противовеса, подвешенного на малом крюке крана (рис. XII.4, з).
Затяжку болтов крепления лопастей с контролем создаваемых в них напряжений по углу поворота выполняют с помощью крана в два этапа: сначала при свернутом положении лопастей затягивают болты на половину усилия, затем производят окончательную затяжку: верхних болтов — при свернутом положении лопастей, нижних — при развернутом.
Лопасти могут быть развернуты механически с помощью домкрата или подводом масла под давлением в полость сервомотора при гидравлических испытаниях в конце сборки.
На поршне сервомотора крепят шток, а вокруг фланцев лопасти — остальные детали уплотнений.
Полностью собранное на монтажной площадке рабочее колесо подвергают гидравлическим испытаниям, цель которых — проверить отсутствие протечек масла через уплотнения фланцев лопастей и все неподвижные фланцевые соединения, а также определить перестановочные усилия, требующиеся для перемещения лопастей в крайние положения (рис. XII.4, и).
По перепаду давлений в полостях сервомотора, необходимому для перемещения лопастей, судят о правильности выбора кинематической схемы механизма их разворота, качестве изготовления и сборки рабочего колеса.
В целях приближения условий испытаний к эксплуатационным их выполняют с перемещением лопастей из одного крайнего положения в другое.
Для проведения испытаний верхнюю полость цилиндра сервомотора закрывают крышкой рабочего колеса. Полость корпуса рабочего колеса через обратный клапан в отверстии в крышке днища соединяют со специальной маслонасосной установкой, с помощью которой полость заполняют маслом и создают в ней требуемое давление. Полости сервомотора через специальный патрубок соединяют с распределительным золотником маслонасосной установки. При ручном перемещении тела золотника вверх или вниз в одну из полостей сервомотора подводят масло под давлением, в то время как другую соединяют со сливом. Полости рабочего колеса соединяют с маслонасосной установкой гибкими резиновыми шлангами, рассчитанными на давление 10 МПа.
Согласно требованиям заводов-изготовителей, испытания длятся 24 ч: 2 ч корпус заполнен маслом без давления, 16 ч — при давлении 0,2 МПа н 6 и — при 0,4 МПа. В это время ежечасно проводят полный цикл разворота лопастей. Требуемая температура окружающего воздуха — не ниже 12 °C, масла в корпусе — не ниже 20 °C, чтобы оно не было слишком вязким.
Допустимыми считают протечки масла через уплотнения фланца каждой лопасти не более 0,2 л за весь период испытаний.
Протечки масла из полости под поршнем в полость корпуса через зазоры между стаканами и бронзовыми втулками в горизонтальной перемычке корпуса, из одной полости сервомотора в другую, из полости над поршнем наружу через зазор между штоком и бронзовой втулкой в крышке рабочего колеса определяют при давлении масла в полостях сервомотора 4 МПа.
Маслонасосную установку оборудуют тарированным по объему резервуаром, системой труб и вентилей, которые позволяют собирать и определять объем протечек из каждой полости отдельно.
Уплотнение зазора между фланцами поворотных лопастей и корпусом рабочего колеса выполняют съемным, допускающим демонтаж без выема лопасти.
При тщательно выполненном монтаже уплотнений фланцев лопастей протечки масла из корпуса в процессе гидравлических испытаний практически исключаются.
Однако даже при минимальных протечках после их устранения испытания должны быть повторены по полной программе независимо от того, на скольких лопастях уплотнения пропускали масло, чтобы в процессе эксплуатации полностью исключить возможность загрязнения потока.
На все резиновые шнуры, применяемые для уплотнений неподвижных фланцевых соединений, должны иметься сертификаты, подтверждающие маслостойкость резины. В случае обнаружения протечек масла или появления пятен (следов масла, намокания) такие соединения должны быть разобраны и исправлены.
Проведение гидравлических испытаний оформляют специальным протоколом.
По окончании гидравлических испытаний выполняют все подготовительные работы к подвеске рабочего колеса в камере; сливают масло из верхней полости сервомотора, снимают крышку рабочего колеса для последующего соединения ее с валом, в монтажные отверстия в лопастях заводят подвески, затягивают все болты соединения днища с корпусом.
Рабочее колесо с крестовинным механизмом разворота лопастей. Для сборки используют приспособление, устанавливаемое на сборочной плите монтажной площадки. К этому приспособлению рычаги в сборе с серьгами крепят специальными облегченными пальцами. После заводки цапф, чтобы избежать разворота совместно с рычагами и серьгами, их положение фиксируют специальными упорами.
Для дальнейшей сборки рабочее колесо переносят на тумбы, установленные рядом на сборочной плите, и крепят к ним специальными шпильками. Предварительно между тумбами на подставках устанавливают крестовину. К двум противоположным внутренним стенкам корпуса крепят шпонки для направления крестовины. Для соединения серег с крестовиной ранее установленные упоры снимают и серьги смещают в нижнее положение. Крестовину подтягивают до совмещения серег с проушинами и шпонок с пазами в крестовине. Домкратами, установленными под крестовиной, устраняют перекос ее при подъеме краном. С помощью противовеса в проушины крестовины и серег заводят пальцы, кувалдой досылают их на место и стопорят от проворота. Крестовину подтягивают вверх, что соответствует свернутому положению лопастей, и фиксируют стойками. Подвешенным на кране штоком последовательно прошивают бронзовую втулку в верхней части корпуса и крестовину, которую затем крепят на штоке запорным кольцом из двух частей. На шток насаживают поршень сервомотора и закрепляют на нем аналогично крестовине. Все последующие операции по установке лопастей и днища, а также гидравлические испытания полностью собранного колеса ничем не отличаются от вышеописанных для колеса с бескрестовинным механизмом разворота лопастей.
Подвеска рабочего колеса в камере. С площадки, подвешенной на кране, на опорном кольце камеры закрепляют консоли. Полностью собранное и испытанное рабочее колесо с раскрытыми лопастями снимают с тумб, опускают на обтекаемый конус до образования между ними зазора в несколько миллиметров. Конус прижимают к корпусу снизу домкратами, затягивают и стопорят соединяющие их болты. До этого вокруг конуса монтируют кольцевую площадку для работ по подвеске колеса в камере (рис. XII.4, к).
Рабочее колесо с развернутыми лопастями транспортируют и опускают в камеру монтируемой турбины на проектную отметку. Затем его проворачивают вокруг вертикальной оси на 180°, прижимая к камере через каждые 60° (при шести лопастях) или 90° (при четырех лопастях), и определяют суммарные диаметральные зазоры между камерой и лопастями. С помощью маслонасосной установки лопасти сворачивают и вновь определяют те же зазоры при свернутом их положении.
Далее рабочее колесо опускают ниже проектной отметки (на несколько миллиметров больше, чем высота буртика на верхнем фланце вала), подвешивают на закрепленных на опорном кольце консолях с помощью подвесок в лопастях и центрируют в камере по зазорам между нею и лопастями. Регулированием длины подвесок плоскость фланца цилиндра сервомотора приводят в горизонтальное положение.
Окончательно рабочее колесо центрируют в плане по зазорам между лопастями и камерой после проверки и в случае необходимости исправления общей линии вала и приведения последнего в вертикальное положение (с контролем распределения усилий, воспринимаемых сегментами подпятника).
Рис. XII.5. Монтаж рабочих механизмов поворотно- лопастной гидротурбины укрупненным блоком с передачей нагрузки от рабочего колеса и вала, на крышку турбины
Для облегчения и ускорения сборки конструкции некоторых поворотно-лопастных гидротурбин предусматривают монтаж рабочих механизмов укрупненным блоком (рис. XII.5), в состав которого входят рабочее колесо, штанга, вал, крышка турбины. На монтажной площадке полностью собирают и подвергают гидравлическим испытаниям рабочее колесо, которое затем опускают в кратер и опирают лопастями на опоры 2 — консольные балки, закрепленные в радиальных направлениях на верхнем кольце направляющего аппарата. К подвешенному таким образом рабочему колесу крепят штанги и вал турбины. Сверху на колесо опускают обтекатель и крышку турбины. В специально предусмотренную кольцевую проточку на валу вставляют запорное кольцо 1 , состоящее из двух или четырех частей, и весь блок приподнимают краном за траверсу на верхнем фланце вала.
Консоли на верхнем кольце направляющего аппарата убирают, после чего блок опускают до опирания крышки турбины на фланец верхнего кольца. В таком положении нагрузка от массы рабочего колеса и вала через запорное кольцо, крышку турбины и верхнее кольцо передается на статор. При соединении вала турбины с втулкой ротора генератора нагрузка от массы рабочего колеса и вала передается на подпятник агрегата. Положение рабочего колеса в камере фиксируют клиньями 3.
Приведенный способ монтажа позволяет отказаться от монтажных отверстий в лопастях, специальных консолей и регулируемых по длине подвесок для установки рабочего колеса в камере и присоединения к нему вала турбины. Отверстия в пере лопасти снижают ее прочность, служат причиной возникновения крупных очагов кавитационных разрушений.
Рабочее колесо радиально-осевой турбины
При достаточной высоте машинного зала и необходимой грузоподъемности крана на монтажной площадке рабочее колесо (см. рис. V.5) окончательно соединяют с валом, после чего снизу к колесу крепят обтекаемый конус. Краном с помощью траверсы рабочее колесо в сборе с валом транспортируют, опускают и устанавливают на внутренний фланец фундаментного кольца с предварительно положенными (с равным шагом по окружности) 6—8 планками. Рабочее колесо центрируют по зазорам в нижнем лабиринтном уплотнении и, подбивая клинья под нижний обод, приводят вал в вертикальное положение.
При ограниченной высоте машинного зала или недостаточной грузоподъемности крана рабочее колесо транспортируют и опускают на место отдельно от вала. До этого снизу к колесу временно подвешивают обтекаемый конус, на котором собрана кольцевая площадка с расположенными на ней болтами фланцевого соединения, служащая для работ по соединению колеса с валом на месте. В этом случае вал опускают на колесо и окончательно соединяют с ним в шахте монтируемой турбины. Болты фланцевого соединения заводят в отверстия снизу с помощью тали, подвешенной на верхнем фланце вала, или крана. Окончательную
затяжку болтов выполняют пневмогидравлическим ключом, усилия контролируют по углу поворота гаек. Сверху гайки на болтах закрывают кожухом.
В случаях, когда негабаритные рабочие колеса радиально-осевых гидротурбин изготовляют разъемными, их собирают на монтажной площадке ГЭС, соединяя болтами по ступице и сваркой по ободу с последующей местной термообработкой индукторами. При этом поверхности под лабиринтное кольцо шлифуют с помощью специального устройства, закрепленного на стреле, вращающейся вокруг установленного на колесе вала турбины. Плотно прижатые уплотнительные кольца надежно закрепляют на ступице и ободе. Стыки лабиринтных колец сваривают и тщательно шлифуют. Неконцентричность верхнего и нижнего лабиринтных колец и несоосность их с валом не должны превышать 0,1 от размера одностороннего зазора в лабиринтном уплотнении. Собранное при монтаже рабочее колесо до окончательного соединения с валом статически балансируют на специально поставляемом заводом-изготовителем приспособлении с надежным креплением уравновешивающего груза. В частности, разъемные радиально-осевые рабочие колеса установлены на турбинах, изготовленных ЛМЗ для Усть-Каменогорской, Братской ГЭС и ГЭС «Майка» (Канада).
Направляющий подшипник и уплотнение вала
Монтажу направляющего подшипника турбины независимо от его конструкции предшествуют окончательное центрирование и фиксирование положения ротора агрегата, проверка и в случае необходимости исправление общей линии вала, приведение вала в вертикальное положение, центрирование и расклинивание рабочего колеса в камере.
Обрезиненный кольцевой подшипник (см. рис. VI.39). На монтажной площадке собирают в полукольца секторы корпуса вкладыша и к ним крепят обрезиненные сегменты.
Подшипник собирают вокруг находящегося в горизонтальном положении вала и проверяют суммарный зазор между ними в двух положениях при повороте подшипника на 90°. Изменения (увеличения или уменьшения) зазора достигают установкой дополнительных или удалением имевшихся мерных прокладок в стыках секторов корпуса вкладыша, с которыми он проходил механическую обработку.
Половинки корпуса вкладыша подшипника опускают на крышку турбины до установки и крепления на ней опоры подпятника.
После центрирования и фиксирования положения ротора агрегата подшипник с предварительно нанесенным на резину слоем талька собирают вокруг вала и талями, подвешенными к верхнему фланцу последнего, опускают на место и центрируют по зазорам с валом. Правильность монтажа подшипника определяют отжатием вала домкратом в направлениях осей агрегата, устанавливая индикаторы против домкрата и под углом 90° к нему. После освобождения домкрата вал должен вернуться в первоначальное положение. При достижении одинаковых зазоров положение корпуса вкладыша окончательно фиксируют распорными болтами и штифтами. Размер устанавливаемых при монтаже зазоров зависит от времени года: в зимнее время зазор должен быть несколько большим, так как диаметр вала уменьшен, при сезонном повышении температуры воды зазор уменьшится. Сезонное изменение размеров зазоров под влиянием температуры воды достигает ±0,5 мм.
Чтобы в подшипник не могло попасть масло с водой из отсасывающей трубы, до затопления последней на подшипник подают осветленную воду.
Обрезиненный сегментный подшипник. После центрирования и фиксирования положения ротора агрегата в корпус подшипника (см. рис. VI.38) опускают обрезиненные сегменты. До этого вокруг вала собирают уплотнение, изолирующее подшипник от воды в проточной части.
Для установления заданных зазоров сегменты подшипника монтажными болтами прижимают к валу, после чего опорные болты подводят к сегментам и с помощью щупа замеряют зазоры между ними. Отсутствие смещения и деформации вала при прижатии к нему сегментов подшипника контролируют индикаторами.
Подшипник с залитыми баббитом сегментами на жидкой масляной смазке. При монтаже подшипника (см. рис. VI.37) поверхность расточки баббита пригоняют шабрением по опорному поясу вала, находящегося в горизонтальном положении. Заданные зазоры устанавливают так же, как в подшипнике с обрезиненными сегментами.
Уплотнение вала.
Углеграфитовое уплотнение вала (см. рис. VI.43) монтируют до или после монтажа направляющего подшипника. Монтажу этого уплотнения предшествует установка шланга ремонтного уплотнения. Шланг должен образовывать с валом кольцевой зазор в 2—3 мм. При подаче в полость шланга воздуха, сжатого до 0,8 МПа, диафрагма шланга должна плотно прижаться к валу. При соединении полости шланга с атмосферой диафрагма должна занять прежнее положение с восстановлением имевшегося до этого кольцевого зазора.
При сборке углеграфитовые сегменты уплотнения вала должны полностью входить в кольцевые пазы без зазоров в стыках, а плоскости сегментов — сопрягаться без уступов. Это же относится и к бронзовому кольцу, образующему пару трения с углеграфитовыми сегментами. При монтаже нажимные болты ввертывают на глубину, задаваемую проектом. В дальнейшем сжатие пружин устанавливают таким, чтобы при осушенной проточной части, а также при работе агрегата в режиме холостого хода через уплотнение протекало некоторое количество осветленной воды на слив.
