Цилиндр низкого давления турбомашины

 

Союз Соввтских

Социалистических

Ресл ублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.12.75 (21) 2195397/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M К

F 01 D 25/28

Государственный комитет ссср оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.165 (08,8.8) Опубликовано 25.04.79. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 30.04.79

Ю. С. Сачков, М. В. Бакурадзе, Ю. А. Порфирьев, М. А. Вирченко, Ю. П. Томков, В. А. Персидский и E. И. Иващенко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИЛИНДР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при изготовлении цилиндров низкого давления (ЦНД) мощных паровых турбин.

Известен ЦНД турбомашины, в котором опоры ротора вынесены на фундамент, а внутренний корпус опирается и фиксируется на элементах наружного корпуса (1) .

В таком LIH3, наружный корпус опирается на фундамент практически по всему периметру., а при больших габаритах корпусов, например ЦНД турбин АЭС на

1500 об/мин, возрастает нагрузка на про-. дольные ригели фундамента, что приводит к увеличению его высоты и высоты отметки обслуживания турбоагрегата.

Известен также ЦНД, в котором для облегчения фундамента, уменьшения его отметки по высоте и упрощения центровки наружный корпус выполнен в виде двух разделенных горизонтальным разъемом частей, нижняя из которых снабжена продольными балками, выполненными заодно с продольными стенками корпуса и торцовыми стенками, содержащими узел фиксации корпуса относительно фундамента.

Внутренний корпус имеет простирающиеся до внутренней поверхности продольных балок развитые лапы, которыми он опирарается непосредственно на продольные балки наружного корпуса.

Вертикальная центровка внутреннего корпуса зависит от его жесткости. Так как внутренний корпус состоит из двух половин, скрепляемых по горизонтальному разъему, и при установке нижней половины в нижнюю часть внешнего корпуса она прогибается под действием собственного веса и веса установленных в ней диафрагм, ее необходимо подпирать специальными домкратами, чтобы обеспечить положение оси проточной части, соответствующее внутреннему корпусу 12) .

При работе турбины атмосферное давление, действующее на внешний корпус ЦНД, прогибает в поперечном направлении продольные балки нижней половины внешнего корпуса. Это вызывает вертикальный прогиб поперечной центрирующей балки в виде стержневой фермы, жестко связанной с боковыми стенками нижней части внешнего корпуса, которая несет шпонки, центрирующие внутренний корпус. Кроме того, из-за зак658302

3 рутки потока пара, выходящего в выходной патрубок (в данном случае пространство между внутренним и наружным корпусом), может возникнуть неодинаковый прогрев левой и правой половин стержневой балки и от этого — смещение японок, центрирующих внутренний корпус в поперечном направлении, т. с. деформация наружного корпуса оказывает влияние на опорные и центрирующие элементы внутреннего корпуса, что снижает надежность крепления одного корпуса относительно другого.

Целью изобретения является повышение надежности крепления одного корпуса относительно другого путем обеспечения независимости тепловых расширений.

Это достигается тем, что в предложенном

ЦНД турбомашины, включающем наружный корпус в виде двух разделенных горизонтальным раз ьемом частей, нижняя из которых снабжена продольными опорными балками, выполненными заодно с продольными стенками корпуса и торцовыми стенками, на внутренней поверхности продольных балок выполнены кронштейны, между последними и внутренним корпусом размещены поперечные балки с лапами, опертыми на кронштейны, к поперечным балкам со стороны, обращенной к торцовым стенкам наружного корпуса, прикреплены дополнительные горизонтальные кронштейны, а на внутренней стороне торцовой стенки выполнен центрирующий элемент, примыкающий к несущему. фиксирующему элементу, соединенному с концами дополнительных горизонтальных кронштейнов.

На фиг. I-цилиндр с закрытым внутренним корпусом, фронтальный вид и продольный разрез; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — нижняя часть наружного корпуса и внутренний корпус, план; на фиг. 4 — нижняя часть цилиндра без ротора с условно отодвинутой передней торцовой стенкой, аксонометрическая проекция; на фиг. 5 — нижняя часть наружного корпуса и внутренний корпус.

ЦНД содержит ротор 1, опоры 2 (подшипники) которого расположены на фундаменте 3, наружный корпус 4, внутренний корпус 5.Наружный корпус 4 состоит из верхней части 6 (крышки) и нижней части 7.

Верхняя часть 6 представляет собой цилиндрическую оболочку 8 с ребрами 9, ограниченную торцовыми стенками 10, состоящими из балок 11 коробчатого сечения арочной формы, примыкающих к полуконусу 12.

Нижняя часть 7 включает торцовые стенки

13, которые состоят из коробчатых балок 14 арочной формы, примыкающих к полуконусу 15, и боковые стенки 16, имеющие в верхней части продольные опорные балки 17 коробчатого сечения, которые по торцам имеют лапы 18, опирающиеся на фундамент 3, а на внутренних сторонах — кронштейны

l9. На кронштейны 19 свободно опираются

5 i6

26

25 зо

3$

50 ф поперечные балки 20 арочной формы при помощи лап 2!. Шпонки 22, расположенные на кронштейнах 19, служат для фиксации поперечных балок 20 от смешения вдоль оси ротора и расположены в пазах 23 поперечных балок 20. К поперечным балкам 20 в нижней их части (посередине) прикреплены дополнительные горизонтальные кронштейны 24, несущие фиксирующие элементы

25, которые соединяются со шпонками 26 на торцовой стенке 13 с внутренней стороны.

Ось центровки элементов 25 совмещена со шпонками 27 на наружной стороне торцовой стенки 13. Шпонки 27 соединяются с фиксирующими элементами 28, расположенными на фундаменте 3. Посредине нижней части вогнутой поверхности каждой поперечной балки 20 установлены шпонки 29. Обе поперечные балки 20 имеют наверху горизонтальные площадки 30, на одной из которых установлены шпонки 31. Внутренний корпус

5 состоит из половин 32 и 33. Нижняя половина 32 внутреннего корпуса 5 своими лапами 34 свободно опирается на площадки 30 поперечных балок 20. Шпонки 31 входят в пазы 35 в лапах 34 внутреннего корпуса 5 и фиксируют его от смешения поперек оси ротора 1. Плоскость центровки шпонок 29 совпадает с таковой у шпонок 26. Лапы 18 на одном конце продольных опорных балок 17 имеют на опорной поверхности шпонки 36, которые служат для фиксации наружного корпуса 4 от смещения вдоль оси ротора l.

На фиг. 5 показан вариант выполнения поперечных оалок 20. Здесь поперечные балки 20 скреплены с помощью связующих элементов 37, при этом шпанки 22 установлены только для одной из поперечных балок 20, другая может свободно. расширяться в продольном направлении.

При работе турбины наружный 4 и внутренний 5 корпусы ЦНД нагреваются и расширяются. Расширение нижней части 7 наружного корпуса 4 в вертикальной плоскости относительно фундамента 3 осуществляется от цгпонок 27 и фиксирующих элементов

28, в горизонтальной плоскости (плоскости лап 18) — от шпонок 36. Расширение попоперечных балок 20 относительно наружного корпуса 4 осуществляется в вертикальной плоскости от элементов 25 и шпонок 26, в горизонтальной плоскости (плоскости ла и

34) — от шпонок 22. По варианту на фиг.

4 каждая из поперечных балок 20 расширя ется самостоятельно, по варианту на фиг. 5 одна поперечная балка 20 со связующим элементом 37 расширяется в осевом направлении от шпонок 22.

Расширение внутреннего корпуса 5 осуществляется в вертикальной плоскости от шпонок 29, 31 и 36, в горизонтальной плоскости вдгль оси ротора 1 (плоскости площадок 30 и лап 34) — от шпонок 3!.

Таким образом, тепловые расширения внутреннего корпуса 5, поперечных балок 20

658302

Формула изобретения

Ю 2Ф

Фиг.1

5 и наружного корпуса 4 происходят независимо одно от другого, благодаря тому, что поперечные балки 20 не скреплены жестко с продольными опорными балками 7 наружного корпуса 4. Деформация последнего под действием атмосферного давления или неравномерного прогрева не передается поперечным балкам 20 и на внутренний корпус

5 и не вызывает расцентровки проточной части. Деформация от воздействия внешних сил наружного корпуса 4 и его элементов не передается на опорные и центрируюшие эле- 1в менты внутреннего корпуса 5.

В предложенном ЦНД повышена надежность крепления одного корпуса относительно другого путем обеспечения независимости тепловых расширений, а также — фактическая экономичность проточной части за счет уменьшения допустимых зазоров в ней.

1. Цилиндр низкого давления турбомашины, преимущественно паровой турбины, включающий наружный корпус в виде двух разделенных горизонтальным разъемом частей, нижняя из которых снабжена продольными опорными балками, выполненными заодно с продольными стенками корпуса и торцовыми стенками, содержащими узел фиксации корпуса относительно фундамента, 6 и внутренний корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления одного корпуса относительно другого путем обеспечения независимости тепловых расширений, на внутренней поверхности продольных балок выполнены кронштейны, между последними и внутренним корпусом размещены поперечные балки с лапами, опертыми на кронштейны, к поперечным балкам со стороны, обращенной к торцовым стенкам наружного корпуса, прикреплены дополнительные горизонтальные кронштейны, а на внутренней стороне торцовой стенки выполнен центрируюгций элемент, примыкаюгций к несущему фиксирующему элементу, соединенному с концами дополнительных горизонтальных кронштейнов.

2. Цилиндр по п. 1, отличающийся тем, что центрируюгцие элементы на внутренней стороне торцовой стенки расположены с узлом фиксации наружного корпуса относительно фундамента в одной вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Трояновский 5. М. Турбины для атомных электростанций. M., «Энергия», 973, с. 124-!29.

2. Патент Швейцарии 500371, кл. Г!01 D 25/28, !968.

658302

Фиг.4

Фиг.Х

Составитель В. Гуторов

Редактор Е. Кравцова Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Заказ 2019/30 Тираж 606 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д, 4/5

Филиал П П П к Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4