Способ определения усилия отрыва лапы цилиндра паровой турбины от фундамента

 

Изобретение относится к турбостроению , монтажу и ремонту турбоустановок для выравнивания опорных нагрузок. Сущность изобретения: при подъеме лапы цилиндра измерительным болтом периодически измеряют зазор между лапой и фундаментом и давление рабочей жидкости болта. Определяют поправку на трение в уплотнении поршня по графикам тарировки измерительного болта. Строят график зависимости изменения зазора от давления. Определяют усилие отрыва по величине давления отрыва в точке перегиба графика с учетом поправки на трение. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (сл С. (21) 4694249/06 (22) 22.05.89 (46) 15.03.92. Бюл. %10 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) Э.А.Дон, А.Я.Левин, В,П.Складчиков и

Г.С.Яновский (53) 621.165 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1660415, кл. F 01 0 13/00, 1989.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при монтаже, либо ремонте турбоустановок для выравнивания опорных нагрузок от корпусов цилиндров на фундамент из-за некомпенсированных усилий от присоединенных крупных паропроводов.

Известен способ определения усилия отрыва лапы цилиндра паровой турбины от фундамента путем подъема лапы измерительным болтом с силопередающим элементом.

Определение усилий отрыва в процессе эксплуатации турбины позволяет своевременно регулировать нагрузки на опорные лапы для исключения их неравномерности и тем самым поддерживать заданные зазоры между ротором и статором.

Однако момент отрыва лапы при данном способе точно определить невозможно, так как появление зазора между лапой и, SU (0, 1719661 Al (я)5 F 01 0 25/00, 6 01 M 13/00 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЯ ОТРЫВА ЛАПЫ ЦИЛИНДРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ОТ ФУНДАМЕНТА (57) Изобретение относится к турбостроению, монтажу и ремонту турбоустановок для выравнивания опорных нагрузок. Сущность изобретения: при подъеме лапы цилиндра измерительным болтом периодически измеряют зазор между лапой и фундаментом и давление рабочей жидкости болта. Определяют поправку на трение в уплотнении поршня по графикам тарировки измерительного болта. Строят график зависимости изменения зазора отдавления. Определяютусилиеотрыва по величине давления отрыва в точке перегиба графика с учетом поправки на трение. 1 з.п, ф-лы, 5 ил. шпонкой с внешней стороны (этот зазор контролируется) не соответствует моменту полного отрыва лапы иэ-за ее крутильной деформации. Кроме того, непрогноэируемую погрешность в измерениях вносят силы трения, возникающие в силоиэмерительном болте.

Цель изобретения — повышение точности определения усилия отрыва.

На фиг.1 представлен измерительный болт, установленный в лапе цилиндра; на фиг.2 — измерительный болт, разрез; на. фиг.3 — структурная. схема устройства тарировки измерительного болта; на фиг.4 — график зависимости зазора между лапой и фундаментом отдавления; на фиг.5 — график зависимости относительной деформации силопередающего элемента от давления рабочей жидкости.

Цилиндр 1 паровой турбины опирается лапами 2 на корпус 3 подшипников через

1719661 поперечные шпонки 4, Корпус 3 подшипников установлен на фундаменте 5. К цилиндру 1 присоединены трубопроводы 6. В лапу

2 цилиндра 1 вставлен силоизмерительный болт 7. 5

Измерительный боль 7 содержит установленный в корпусе силопередающий элемент 8 с подпятником 9 (фиг.2), гидроцилиндр 10 с поршнем 11, герметизируемый уплотнением 12 с некомпенсиро- 10 ванной площадью. К нижним торцам уплотнения 12 примыкает втулка 13, передающая усилие на элемент 8. В гидроцилиндре 10 выполнен воздушник 14.

Измерительный болт 7 (фиг.3) установ- 15 лен между опорными плитами 15 и 16. В верхней опорной плите 15 выполнен корпус гидроцилиндра 10, на нижнюю опорную плиту 16 опирается силопередающий элемент 8. Во втулке 13 выполнен воздушник 20

17. Плиты 15 и 16 соединены между собой тягами 18. Вентиль 19 служит для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость гидроцилиндра 10. На линии подачи рабочей жидкости установлен манометр 20. 25

Способ определения усилия отрыва лапы цилиндра паровой турбины осуществляют следующим образом, Измерительный болт 7 предварительно тарируют на влияние трения в узле гермети- 30 зации. Для этого силопередающий элемент

8 болта 7 фиксируют при помощи опорных плит 15, 16 (фиг.3). Подают рабочую жидкость в полость гидроцилиндра 10. повышая давление над поршнем 11, сжимают силопе- 35 редающий элемент 8, Периодически измеряют давление рабочей жидкости Р1 манометром 20, а также величину относительной деформации Лh>, элемента 8, например, при помощи часового индикатора. 40

Затем по достижении заданного максимального давления рабочей жидкости давление в полости гидроцилиндра 10 постепенно сбрасывают и производят измерения давления рабочей жидкости Pz и от- 45, носительной деформации h/lg., соответствующие расширению элемента 8.

Таким образом, производят снятие графиков зависимостей относительных деформаций Жц и Ьhz от давления рабочей 50 жидкости в полости гидроцилиндра 10 при прямом и обратном ходе поршня 11 (фиг.5), По этому графику находят значения давлений Р1* и Pz+ рабочей жидкости соответственно при сжатии и.расширении элемента 8 55 и одной и той же величине его относительной деформации Ь h.

Из баланса сил, действующих в устройстве, имеющем уплотнение с некомпенсированной площадью, учитывая, что при одном и том же удлинении упругая сила элемента при сжатии равна упругой силе элемента 8 при расширении была получена формула

pe+h } (Π— б } (Р 1 — P2 } и 40 (р - -р2) где — комплекс, определяюи щий силу трения в уплотнении, в который входят коэффициент тренИя,и, функция коэффициента Пуассона и для данного уплотнительного материала, h> (ьу) J. p(y) где hy — высота уплотнения; ру — функция распределения давления по высоте уплотнительного кольца;

Р, d — соответственно наружный и внутренний диаметры уплотнительного кольца, Подставляя в формулу (1) измеренные значения давления Р1, Р2* и известные диаметры О, d,.îïðåäåëÿþò значения комплекИ (Ьм 1 са -, принятые постоянными для и данных интервалов давлений.

Затем полученные значения комплекса наносят на диаграмму в функции давления

Р1 (прямой ход. поршня). Такая диаграмма является тарировочной зависимостью для измерительного болта 7. Протарированный измерительный болт 7, подключенный к плунжерному насосу высокого давления (не показан), устанавливают в лапу 2 цилиндра

1. Повышают давление в полости цилиндра

10 над поршнем 11 (фиг.2), измеряют зазор д (фиг.1) между лапой 2 и шпанкой 4, соответствующее ему давление Р1, рабочей жидкости, строят график зависимости зазора д от давления Р1 (фиг.4).

Начальный участок 0 — 1 графика обусловлен выборкой зазоров в соединениях и заполнением внутренних полостей гидравлической схемы. Следующий участок 1- а характеризует снятие нагрузки и начало отрыва одной из сторон лапы цилиндра от поверхности поперечной шпанки, а в точке а (месте перегиба графика) происходитполный отрыв лапы, после чего угол наклона графика резко изменяется, что характеризует процесс снятия нагрузки с соседней лапы.

После точки а перегиба графика зависимости д (Р1) процесс измерения нагрузки на лапе цилиндра может быть завершен.

Находят давление Р1 отрыва в точке а перегиба графика(фиг.4), и по этому давлению из полученной ранее тарировочной зависимости находят величину комплекса

1719661 — . Этот комплекс можно рассчитать

ch ) также по формуле (1). предварительно дпре, деливиз графиков л Й (Р1 ) и л h (Р2 ) давление

Р2 соответствующее давлению отрыва Р1 5 при одном и том же значении удлинения (6

h), соответствующего давлению отрыва ма графике прямого хода поршня 11.

Усилие отрыва (реакцию опоры) определяют как произведение давления отрыва 10 (Р1*) в точке а перегиба графика на площадь поршня с учетом поправки на силу трения тр в уплотнении

XD2 э

4 Р f P (II) 15 где QT — усилие отрыва — Р (III) и 02 d2

Погрешности измерений определяются 20 погрешностями измерений деформаций упругого элемента и давлений в опыте. Как следует из методики измерений, необходимо, чтобы процесс тарировки производился в области упругих деформаций элемента 8, 25 что исключает необходимость измерения величины модуля упругости Е элемента 8.

Для повышения точности измерений и упрощения процедуры проведения тарировки целесообразно по возможности сни- 30 зить трение в уплотнении. При достаточно малой силе трения в уплотнении можно не проводить отдельных тарировок каждого измерительного болта, а принимать комплекс постоянным для всей пари тии. При малой величине силы трения можно пренебречь и зависимостью комплекса от давления. Уменьшение и 40 трения в уплотнении поршня может быть достигнуто благодаря обеспечению минимального давления на уплотняемую поверхность, минимальной высоты уплотнительного кольца и за счет выбора материала уплотнительного кольца, кЬторый имеет малую величину коэффициента трения р во всем диапазоне давлений и при этом обладает хорошими герметизирующими свойствами.

Формула изобретения

1. Способ определения усилия отрыва лапы цилиндра паровой турбины от фундамента путем подъема лапы измерительным болтом с силопередающим элементом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, силопередающий элемент нагружают гидравлически с помощью герметизированного поршня, измерительный болт предварительно тарируют на влияние трения в узле герметизации поршня, в процессе отрыва лапы периодически измеряют зазор между лапой и фундаментом и соответствующее давление рабочей жидкости в измерительном болте до достижения текущей величиной зазора заданной максимальной величины, строят график зависимости зазора от давления, а усилие отрыва определяют по величине давления отрыва в точке перегиба графика с учетом поправки на трение.

2. Способ по и 1, от л и ч а ю шийся тем, что при герметизации поршня уплотнением с некомпенсированной площадью тарировку измерительного болта на влияние трения производят определением зависимостей относительной деформации фиксированного силопередающего элемента от давления рабочей жидкости в измерительном болте при сжатии и расширении этого элемента. а поправку на трение при определении усилия отрыва лапы определяют как функцию от давлений сжатия и расширения элемента при одной и той же величине его относительной деформации, соответствующей давлению отрыва на зависимости деформации силопередающего элемента от давления рабочей жидкости при сжатии этого элемента, 1719661

1719661

0,0Л 0010 р т )р

hit /fp/

0,7Ó

0,Я

0,2Х го .Ю Я,та

Фиг.1

Составитель В.Базитов

Техред М,Моргевтал Корректор 0.Кундрик

Редактор А.Долинич

Заказ 753 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101