Валопроводы паровых турбин и газотурбинных установок (ГТУ) составлены из нескольких отдельных роторов. Например, валопровод агрегата, состоящего из мощной паровой турбины 800 МВт и генератора, составлен из шести отдельных роторов, каждый из которых помещен с двух сторон своими шейками в предназначенные для них подшипники. Паровые турбины мощностью 200 и 300 МВт имеют по три ротора. Но их состыкованные роторы высокого и среднего давления уложены только на три опоры, средняя из которых подведена под переднюю шейку ротора среднего давления (РСД) вблизи от муфты, соединяющей названные роторы. Совместно с роторами генераторов валопроводы агрегатов с указанными турбинами составлены из четырех роторов.
На рис. 17.2 приведены возможные положения роторов высокого, среднего, низкого давления трехцилиндровой паровой турбины модели К-300-240 и ротора генератора.
На рис. 17.2, а теоретическое положение совмещенных осей отдельных роторов, определяемых как прямые, соединяющие центры тяжести контуров поперечных сечений, проходящих посередине несущих поверхностей (шеек) и совмещенных с опорами, отмечено штрихпунктирной линией. Расстояния между сечениями в той же последовательности, в какой размещены роторы, обозначены LРВД, LРСД, KРНД, LГ.
Под действием силы тяжести роторы паровых турбин изогнутся и их упругие линии на участке между сечениями примут форму кривой. Статический прогиб ротора определится стрелой прогиба, измеряемого расстоянием между осью ротора и упругой линией ротора в точке перегиба. Стрела прогиба ротора высокого давления обозначена fРВД и среднего давления fРСД.
Рис. 17.2. Положение роторов паровой турбины К-300-240.
Шейки роторов относительно точки опоры в плоскости сечений повернутся на угол φ, определяемый положением оси ротора и касательной к упругой линии. Для ротора высокого давления указанный угол обозначен величиной φРВД. Его значение зависит от стрелы прогиба fРВД и расстояния LРВД. Для ротора среднего давления угол поворота обозначится соответственно φРСД.
Торцовые поверхности полумуфт муфтовых соединений также повернутся на определенный угол, обозначенный для ротора высокого давления через φ’РВД и для ротора среднего давления через φ’РСД.
Рассмотренные положения и зависимости справедливы также и для ротора низкого давления и ротора генератора.
Значения статических прогибов для роторов некоторых моделей паровых турбин приведены в табл. 17.2.
На рис. 17.2, б изображена составленная из упругих линий роторов плавная упругая линия валопровода агрегата.
В зависимости от того, на каком роторе и между какими опорами будет определено положение точки перегиба упругой линии валопровода, определится и крутизна левой и правой от точки перегиба частей валопровода. У трехкорпусных турбин точка перегиба упругой линии валопровода расположена в плоскости сечения ротора низкого давления (РНД), размещенной между опорной шейкой под задний подшипник передней выхлопной части и опорной шейкой под передний подшипник задней выхлопной части ЦНД. При этом от точки перегиба вверх ориентированы две неравные по длине и расположению в вертикальной плоскости части валопровода. В соответствии с этим расчетом по отношению к теоретической горизонтальной оси (рис. 17.2, а) определяются высотные отметки, на которых размещаются опорные и упорные элементы подшипников турбины и генератора. (Численные значения высотных отметок для агрегата с турбиной К-300-240 даны в табл. 19.2.)
Правильное взаимное расположение роторов турбины и генератора с соблюдением плавного сопряжения упругой линии валопровода, как это показано на рис. 17.2, б, является важным фактором, способствующим спокойному ходу агрегата.