Технологические требования к конструкциям сборочных единиц и деталей при крупноблочной поставке паровых турбин после изготовления на производстве

Паровая турбина (photo by Wistula / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) / commons.wikimedia.org)Целесообразная степень заводской готовности паровой турбины может быть оценена рядом факторов.

Один из них основан на предположении, что изготовление изделия на заводе-поставщике и дальнейшие работы над ним у потребителя являются одним процессом, каждая из отдельных частей которого в идеале не должна дублироваться.

Лучшей для потребителя является поставка при полной заводской готовности изделия, которая обеспечивала бы использование его потребительских качеств без проведения перед его непосредственным вводом в эксплуатацию дополнительных работ. В таком виде и поставляются потребителю многие виды современных большой массы крупногабаритных, например самоходных, машин. Однако стационарные тяжелые машины, какими являются паровые турбины и газотурбинные установки (ГТУ), не могут быть введены в эксплуатацию при поступлении от завода-поставщика без проведения работ, непосредственно на месте использования изделия.

Приведенный принцип — исключение дублированных работ при этом может быть выполнен на различных основах. На основе такой полноты заводской готовности, при которой у потребителя для ввода изделия в эксплуатацию будут осуществлены только работы, не свойственные специализированному машиностроительному предприятию: возведение фундамента, установка на него изделия, пуск, наладка и ввод изделия в эксплуатацию. Начиная с определенной массы и габарита, изделие даже в принципе не может быть поставлено потребителю в состоянии полной заводской готовности. По этой и ряду других причин изделия могут поставляться при относительно невысокой степени заводской готовности стадий сборки и испытаний. Дублирование процессов при этом может быть исключено, если выполненные на заводе процессы имеют форму законченных этапов и у потребителя могут быть продолжены ранее выполненные работы без их ревизии.

Весьма важными факторами для народного хозяйства являются надежность работы паровых турбин и газотурбинных установок, а также всемерное сокращение длительности цикла монтажа и пуско-наладочных работ. А этого можно достичь при выполнении возможно большей части общего процесса в условиях специализированного турбостроительного предприятия, т. е. при поставке паровых турбин и газотурбинных установок крупными блоками.

Блок — это транспортабельная крупная сборочная единица, составляющая существенную часть турбины или газотурбинных установок, не требующая в процессе монтажа разборки для расконсервации, ревизии или контрольных проверок. Для соединения блоков между собой допускаются их ограниченные разборки, после которых не должна возникать необходимости повторной проверки или изменения положения деталей и узлов блока.

Приведенное определение является основным, выраженным в общей форме положением к созданию технологичных блочных конструкций паровых турбин и газотурбинных установок. Однако блоки, удовлетворяющие этому общему требованию, могут иметь различное конструктивное исполнение в зависимости от принятых основ технологии и организации на стадиях заводской сборки, испытании и консервации, на стадии перемещений и при монтаже.

С точки зрения прогрессивности процессов и организации монтажа желательно получать изделие в виде единого блока, подготовленного под установку его на фундаменте. Если это невозможно, то необходимо стремиться к тому, чтобы блоки, основу которых составляют цилиндры, поставлялись с помещенными в их полости обоймами диафрагм и уплотнений, диафрагмами, собранными уплотнениями, помещенными в цилиндры и закрепленными роторами. В этом случае достигнутая при сборке блоков центровка корпусных деталей, подшипников, роторов, обойм, диафрагм, уплотнений и других сборочных единиц не должна нарушаться при монтаже.

Очень большие ограничения на конструкцию блоков паровых турбин накладывает технологический процесс перемещения от места изготовления до места его монтажа. Существенное влияние на конструкцию блоков может оказать и принятая технология и организация исполнения сборки на заводе, в частности от того, будет ли сохранена контрольная сборка на стенде или нет. При рассмотрении примеров конструкций блоков на это следует обратить внимание.

Предполагается, что турбостроительные предприятия освоят и будут осуществлять такие процессы консервации, которые не потребуют демонтажа блоков в процессе монтажа или перед вводом изделия в эксплуатацию.

Конструкции газотурбинных установок в бесподвальном исполнении являются технологичными с точки зрения процесса монтажа. Они удовлетворяют основному требованию блочных конструкций. Все сборочные единицы газотурбинных установок модели ГТ-6-750 производства ПО «Турбомоторный завод» размещены на единой раме, и установка отправляется заказчику практически одним блоком. Объем монтажных работ при этом сведен к минимуму.

Основным блоком разработанной ПО «Невский завод» конструкции газоперекачивающего агрегата модели ГТН-25 является турбокомпрессорная группа агрегата, смонтированная на раме маслобака. Блок по габариту и по массе является транспортабельным. При этом имеется возможность транспортировать его полностью либо по частям, при расстыковке по вертикальному разъему. На раме кроме турбокомпрессорной группы установлены пусковой и резервный маслонасосы, стопорный и регулирующий клапаны топливной системы, пусковой клапан турбодетандера, шкафы системы регулирования, система пожаротушения и воздушного охлаждения турбины. Предусматривается выполнение блока турбокомпрессорной группы с полной обвязкой ее трубопроводами на заводе и конструктивная возможность запуска установки на станции без предварительной ревизии.

Имеются варианты транспортирования блоков: рис. 21.18, а соответствует отправке одним блоком, рис. 21.18, б, в — двумя блоками после расстыковки по вертикальному разъему корпусных деталей и рамы.

Поставочные блоки ГТН-25

Рис. 21.18. Поставочные блоки ГТН-25.

Габариты поставляемого в одном блоке изделия определяются размерами (длина × ширина × высота) 14 660 × 4880 × 4770 мм, а масса равняется 80 т. При поставке изделия двумя блоками первый из блоков (рис. 21.18, б) имеет габариты 9870 × 3680 × 3240 мм и массу 60 т, а второй (рис. 21.18, в) — 4790 × 4880 × 4770 мм и массу 20 т.

В течение ряда лет швейцарской фирмой «Броун — Бовери» паровые турбины мощностью менее 100 МВт изготавливались и поставлялись заказчиком крупными блоками. В частности, цилиндры высокого давления (ЦВД) турбины поставлялись в собранном виде с окончательно установленным и прицентрованным ротором.

В последние годы рядом зарубежных фирм освоено блочное производство мощных паровых турбин и поставка их крупными блоками. Примером этого является поставка блоками фирмой «Броун — Бовери» двухвальной паровой турбины на закритические параметры пара мощностью 1300 МВт с частотой вращения 3000 об/мин на электростанцию (г. Кемберленд, США).

Один из блоков представляет собой ЦВД, собранный с входящими в него узлами проточной части, уплотнений и с ротором. Характерной особенностью ЦВД этой турбины является бесфланцевая конструкция внутреннего корпуса, верхняя и нижняя корпусные детали которого соединены стяжными кольцами. Масса собранного ЦВД 132 т.

В виде отдельного блока собран и цилиндр среднего давления (ЦСД). Его масса составляет 140 т.

Конструкции ЦВД и ЦСД позволяют в процессе заводской сборки осуществить радиальное и осевое фиксирование с помощью специальных торцовых фланцев и транспортирование цилиндров с вложенными роторами без подшипников.

Фирмой «Броун — Бовери» поставлены несколько паровых турбин мощностью около 300 МВт, ЦВД и ЦСД которых собраны в отдельные блоки.

Английская фирма «Асошиэйтид электрикал индастриз» практикует поставку на электростанции турбины мощностью 550—660 МВт с собранными в блоки ЦВД и ЦСД. Указанные цилиндры с присоединенными к ним различными трубопроводами монтируются на заводе на рамы. В таком виде они транспортируются, а в процессе монтажа устанавливаются на специальные колонны фундамента. В таком состоянии, например, поставлены две турбины для атомной электростанции «Хинкл и Пойнт-В».

По данным НО ЦКТИ, две паровые турбины мощностью 850 МВт каждая на 3600 об/мин для тепловой электростанции «Мартинс Крик» (США) изготавливались несколькими фирмами. Блоки, состоящие из собранных ЦВД и ЦСД, изготавливались на заводах фирмы МАН (ФРГ), цилиндр низкого давления (ЦНД) — на заводе французской фирмы «Рато». Поставка в США производилась без общей стендовой сборки и испытаний.

Зарубежная практика подтверждает значительное снижение трудоемкости монтажа блоками, а следовательно и цикл. Трудозатраты на монтаже турбины мощностью 1300 МВт были сокращены по ЦВД на 2000 ч, а по ЦСД на 1500 ч.

В табл. 21.2 приведены ориентировочная номенклатура и некоторые характеризующие данные поставочных блоков.

В таблицу включены блоки таких паровых турбин, для которых экономически оправдана организация блочной поставки. А это в первую очередь определялось количеством намеченного в 10-й пятилетке и последующие годы их выпуска. Части турбин, поставляемых в виде блоков, определены исходя из возможности их транспортирования. Но номенклатура турбин, поставляемых блоками, может быть изменена и дополнена. Если, например, турбины мощностью 300 МВт будут в указанный период изготавливаться значительными количествами, то их также целесообразно перевести на блочное изготовление.

Не вошедшие в блоки сборочные единицы и детали комплектуются в монтажно-транспортировочные группы.

Некоторые блоки цилиндров могут быть представлены в двух конструктивных вариантах. Блоки ЦВД и ЦСД с вложенными роторами и без них, но не все они могут быть доставлены потребителю железнодорожным транспортом. Поэтому для тех случаев, когда транспортирование без ограничения габарита будет признано нецелесообразным, некоторые из блоков при конструкторской подготовке производства паровых турбин блоками должны быть конструктивно переоформлены. В частности, конструкциями сварных корпусных деталей ЦВД турбин ПТ-130/135-130/15, К-800-240 должна допускаться приварка не на заводе, а при монтаже, к названной первой турбине выходных патрубков трубопровода из цилиндра в промежуточный перегреватель, а ко второй — пароподводящих труб.

ЦВД и ЦСД всех мощных паровых турбин выполнены с выносными подшипниками. Поэтому поставка блоков, состоящих из ЦВД и из ЦСД со вставленными роторами, требует некоторой переработки конструкций входящих в блок деталей. Необходимо также создание средств для фиксации положения ротора после его центровки и транспортировки.

Закладка Постоянная ссылка.