Учет деформаций роторов валопровода при механической обработке корпусных деталей цилиндров низкого давления паровых турбин при их изготовлении на производстве

Валопровод паровой турбины под действием собственной массы деформируется так, что его упругая линия становится криволинейной. Форма кривой, численные значения прогиба всего валопровода и составляющих валопровод отдельных роторов определены расчетом.

Для того чтобы создать оптимальные условия работы турбины, необходимо, чтобы и оси составляющих проточную часть диафрагм и уплотнений возможно точнее повторяли упругую линию валопровода. Совмещение осей диафрагм с упругой линией валопровода достигается за счет изменения положения каждой в отдельности диафрагмы относительно корпусных деталей цилиндров. Необходимо также, чтобы оси полости подшипников под вкладыши, во-первых, также возможно точнее повторяли упругую линию валопровода и, во-вторых, возможно точнее совмещались с поверхностью горизонтального разъема корпусных деталей. Только при соблюдении указанных условий возможна замена вкладышей подшипников без съема ротора.

Взаимное расположение упругой линии части валопровода, осей полостей подшипников и поверхностей разъемов выхлопных частей цилиндрв среднего давления (ЦСД) и цилиндров низкого давления (ЦНД) дано на примере паровой турбины модели К-300-240, изготовляемой в объединении «Харьковский турбинный завод» им. С. М. Кирова (рис. 2.3).

Выхлопные части 1 и 2 ЦНД состыкованы по вертикальному разъему; к части присоединена также выхлопная часть ЦСД. Упругая линия участка валопровода турбины отмечена на рисунке цифрой II, а желаемая форма оси общей полости ЦНД и выхлопной части ЦСД — цифрой I. Для наглядности линии II и I размещены одна над другой.

Рис. 2.3. Схема оптимального взаимного расположения осей полостей выхлопных частей и упругой линии части валопровода паровой турбины модели К-300-240.

Так как паровая турбина имеет один цилиндр низкого давления, то точка перегиба упругой линии части валопровода, размещенной между подшипниками ЦНД, расположена приблизительно в зоне вертикального разъема двух выхлопных частей. Несовмещение на этом участке упругой линии с осью III, проведенной через центры полостей подшипников, в которые помещается РНД, незначительно. Несовмещение плоской поверхности горизонтального разъема с упругой линией валопровода также невелико. На участке выхлопной части ЦСД упругая линия валопровода резко поднимается. Поэтому для возможно большего совмещения горизонтального разъема, отмеченного цифрой IV, выхлопной части ЦСД с упругой линией соответствующего участка валопровода выхлопная часть ЦСД должна иметь наклон под углом α, образованным поверхностью горизонтального разъема и касательной в точке А к упругой линии валопровода (точка А находится в плоскости вертикального разъема ЦНД с выхлопной частью ЦСД).

Угол α определяется по формуле:

Tg α = h/l,

Где h — прогиб участка валопровода на участке l; l — длина выхлопной части.

Наклон выхлопной части под углом α приведет к смещению поверхностей вертикальных разъемов соседних выхлопных частей на угол β, который, если отнести его к выхлопной части 2, равен β = 90° + α.

Для того чтобы не произошло смещения, поверхность вертикального разъема выхлопной части 2 при обработке должна быть наклонена к оси собственной полости на упомянутый угол. Процесс обработки этой поверхности рассмотрен далее.

Одним из способов, обеспечивающих при обработке полостей цилиндров низкого давления и выхлопной части ЦСД совмещение их осей с линией, наиболее приближающейся при сборке к упругой линии валопровода, является расточка на сборочном стенде. В этом случае исключается также и влияние всех возникших до операции растачивания деформаций. Оборудование рабочего места стенда приведено на схеме расточки (см. рис. 2.9).

Мощные паровые турбины имеют два и более цилиндров низкого давления и поэтому большую протяженность валопровода. Роторы с учетом статического прогиба у таких турбин занимают не такое положение, как в модели К-300-240. Соответственно своему конкретному для каждого типа турбины положению упругой оси ротора должны исчисляться и углы фактического положения осей полостей и вертикальных разъемов выхлопных частей ЦНД.

Обработка полостей подшипников может быть произведена и не в собраном виде, а у каждой из выхлопных частей отдельно. Для большего приближения оси полости подшипника к упругой линии валопровода выхлопная часть при обработке должна быть наклонена в вертикальном направлении на заданный угол относительно оси шпинделя станка.