ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Результаты исследования сил взаимодействия корпусов турбины и фундамента в процессе эксплуатации из "Исследование мощных паровых турбин на электростанциях " В современных многоцилиндровых паровых турбинах ТЭС и АЭС используется жесткое соединение роторов. Упорный подшипник, фиксирующий положение вала относительно корпусов цилиндров, обычно располагается между цилиндрами Вд и СД в турбинах ТЭС или между ЦВД и ЦНД в турбинах АЭС. Такое расположение упорного подшипника и турбине позволяет уменьшить относительные расширения роторов и корпусов прежде всего в наиболее экономичных высокотемпературных цилиндрах ВД и СД и абсолютные удлинения валопровода, накапливающиеся вдоль цепочки цилиндров в обе стороны от упорного гребня. [c.184] На рис. 6.1 показана схема тепловых перемещений статоров цилиндров мощной паровой турбины. Плоскость 1 - это плоскость прилегания рабочих колодок упорного подшипника, 2 - линии жестких связей цилиндров (фикс пункты ФП). [c.185] Абсолютные тепловые расширения определяются значениями сраднеинтегральных температур деталей и коэффициентов линейного расширения их материалов. Следовательно, появление разностей между температурными расширениями роторов и корпусов в каждом отдельно рассматриваемом цилиндре объясняется следующими причинами. Во-первых, это связано с особенностями теплофизических процессов и аэродинамического течения среды в цилиндре, в частности с особенностями конструкции, схемой организации движения основных потоков рабочего пара, его вторичных протечек и др. Во-вторых, это обусловлено неодинаковой тепловой инерцией роторов и корпусов, вызываемой различием их масс и теплофизических характеристик материала. [c.185] Перемещения корпусов подшипников, на которые опираются лапы цилиндров ВД и СД, достигают в современных многоцилиндровых турбинах блоков СКД до 30-50 мм на номинальном режиме работы. Как показывает опыт эксплуатации мощных паровых турбин, имеет место затрудненность перемещений цилиндров. [c.185] Внешнее проявление затрудненного расширения цилиндров заключается в том,что на определенном этапе пуска одним из главных факторов, ограничивающих скорость прогрева (темп нагружения), является рост относительного расширения ротора ЦСД (ОРР ЦСД). При этом в той или иной степени наблюдается недостаточное тепловое расширение корпусов [67, 144]. [c.185] В свою очередь закручивание ригелей приводит к опрокидыванию корпусов подшипников, нарушению расчетных условий работы опорных и упорных подшипников, а также уплотнений. Это проявляется в повышении уровня вибрации, увеличении температуры вкладышей, изменении давления в масляном клине, нарушении нормальной работы системы гидроподъема при пусках. [c.186] В процессе эксплуатации мощных паровых турбин, а также при выполнении специальных исследований было также установлено, что в этом случае абсолютные и относительные расширения корпусов и роторов турбины носят скачкообразный характер. Это также свидетельствует о TQM, что при затрудненных теловых расширениях турбины опорные элементы перемещаются по элементам фундамента с повышенным коэффициентом трения, в отдельных случаях возможно их защемление при перемещениях. [c.186] Следует отметить, что проблема обеспечения свободного расширения корпусов многоцилиндровых паровых турбин имеет место и в турбинах зарубежных фирм. [c.186] Результаты анализов пусков турбин мощностью 300-1200 МВт на различных электростанциях подтверждают сложность и многофакторность причин затрудненных перемещений опорных элементов турбин. Однако вполне очевидно, что любая причина, приводящая к затрудненности перемещений опорных элементов турбины, вызовет повышенные усилия в узлах сочленения корпусов цилиндров и подшипников. Именно поэтому основной задачей всех исследований являлось определение динамики сил взаимодействия корпусов цилиндров и подшипников при пусках и остановах турбин, а также при работе их на станционарных нагрузках. [c.186] Исследование силового взаимодействия элементов системы корпус ЦСД - средний стул - фундамент - корпус ЦВД - передний стул - фундамент было выполнено на турбинах мощностью 300-1200 МВт при П0М01ЦИ специально разработанного НПО ЦКТИ силоизмерительного устройства (рис. 6.2). На рис. 6.3 показан пример установки данного устройства на турбине. [c.186] Силоизмерительное устройство (см. рис. 6.2) выполнено в виде поперечной шпонки ЦВД или ЦСД, устанавливаемой вместо штатной и на работающей турбине выполняющей ее функции. [c.186] Схема основных сил, действующих на статоры и роторы цилиндров ВД и СД турбин блоков СКД, показана на рис. 6.4. [c.187] На рис. 6.5 приведены результаты измерений вертикальных сил, действующих на корпус среднего подшипника при пуске из холодного состояния турбины К-800-240-3. Обращает внимание изменение значений вертикальных сил со стороны ЦВД и ЦСД на средний стул в период прогрева и пуска турбины. [c.189] На всех этапах пуска, как в период предпусковых операций, толчков и разворотов, предшествующих основному развороту и нагружению, так и в период нагружения турбины, суммарная вертикальная сила (SQi Q4) превышала значение, соответствующее холодному состоянию турбоагрегата (108 т). Максимальное превышение возникло в предтолчковый период и составило 24 т. Размах колебаний ZQi Q за период всего пуска составил 31 т, что свидетельствует о существенном влиянии присоединенных трубопроводов, которые на этапе предпусковых операций в основном прижимают средний стул к фундаменту. При нагружении турбины по мере ее интенсивного прогрева суммарная вертикальная сила, приложенная к среднему стулу, очень близка к значению, соответствующему холодному состоянию турбины. [c.189] Необходимо отметить, что силовое воздействие трубопроводов на корпуса ЦВД и ЦСД слева и справа является неодинаковым, что можно объяснить несимметричной (относительно продольной оси) компоновкой трубопроводов. [c.191] Это хорошо видно при рассмотрении характера нагружения лап цилиндра силами, возникаащими от действия реактивного момента. Так, например, при нагрузке N = 700 МВт, = 7,5 т, Сз = 30 т разница Qi Qi = 22,5 т, а по расчетным данным она должна быть равна 47 т. Другим подтверждением несимметричного воздействия трубопроводов является многократно наблюдаемое несимметричное перемещение отсечных клапанов ЦСД на различных этапах пусков. [c.191] Анализ результатов обследования мощных паровых турбин блоков СКД, у которых в процессе эксплуатации были обнаружены затрудненные перемещения корпусов подшипников, отрывы лап цилиндров от поперечных шпонок, повышенные вибрация и температура колодок опорных и упорных подшипников, показывает, что на маневренные характеристики мощных паровых турбин трубопроводы оказывают влияние не только в зависимости от их теплового состояния, зависящего от режима работы, типа турбин, но и от качества монтажных (ремонтных) работ, несовершенства расчетных методик, отклонений в весовых характеристиках трубопроводов, изоляции, отклонений от проекта длин трубопроводов, их защемления и т.п. [c.191] На одной из турбин К-800-240-5 были выполнены исследования по определению опорных реакций на лапах ЦВД при отсоединении трубопроводов холодного промперегрева и свежего пара. Результаты приведены в табл. 6.1. Результаты исследований показали, что негативное явление, проявившееся в процессе эксплуатации - отрыв лапы - было вызвано нерасчетными нагрузками на корпус ЦВД от внешних трубопроводов. [c.191] Результаты измерений опорных реакций на лапах ЦВД при снятой крышке цилиндра показали, что разница сумм опорных реакций на лапах слева и справа составляет 63 т при расчетной неравномерности в этих условиях 22 т, а фактическая сумма опорных реакций на лапах ЦВД равна 67 т при расчетном значении 53 т. [c.191] Вернуться к основной статье