Влияние зазоров в соединениях элементов системы тепловых расширений на надежность работы многоцилиндровой паровой турбины

Представлены результаты исследований конструктивных причин, приводящих к нарушениям в работе системы тепловых расширений (СТР) паровых турбин. Разработана модель и на ее основе выполнен анализ взаимодействия цилиндра турбины, корпуса подшипников и фундаментной рамы при воздействии на цилиндр сдвиговых усилий и моментов от присоединенных трубопроводов. Рассмотрены возможные варианты контакта в паре «продольная шпонка – паз в корпусе подшипников». Показано, что самым неблагоприятным для работы СТР является «диагональный» вид контакта. По результатам выполненного моделирования установлено влияние соотношения величин зазоров в шпоночных соединениях СТР на вероятность возникновения «диагонального» контакта и заклинивания корпуса подшипников на продольных шпонках. Представлена методика построения «диаграммы устойчивости», предназначенной для оценки устойчивости СТР цилиндра турбины к внешнему воздействию. В качестве примера показаны результаты исследования устойчивости для цилиндра высокого давления и переднего корпуса подшипников с габаритами, соответствующими турбине Т-175/210-130. Выявлено, что для обеспечения надежности работы при проектировании новых или модернизации существующих турбин необходимо учитывать влияние соотношения величин зазоров в элементах СТР. Соотношение выбранных зазоров в сочленениях СТР должно исключать возможность заклинивания корпуса подшипников на продольных шпонках. Показано, что увеличение в процессе эксплуатации турбины зазоров в поперечных шпоночных соединениях приводит к увеличению вероятности заклинивания. Обосновано, что для обеспечения надежной работы СТР необходимо в обязательном порядке в каждый капитальный ремонт турбины выполнять работы по восстановлению зазоров в поперечных шпоночных соединениях или применять «поворотные» шпонки, не подверженные изменению зазоров при взаимных угловых перемещениях лап цилиндров турбины и соответствующих опорных поверхностей корпусов подшипников.

1. Мурманский Б. Е. Стратегия ремонтов паровых турбин на основе анализа надежности их узлов / Б. Е. Мурманский, Ю. М. Бродов, С. Л. Васенин, В. В. Лебедев // Надежность и безопасность энергетики. 2014. №4(27). С. 58–63.

2. Шаргородский В. С. Нормализация тепловых расширений мощных паровых турбин / В. С. Шаргородский, Л. А. Хоменок, М. К. Курмакаев. // Электрические станции, 1996. №6. с. 12–19.

3. Авруцкий Г. Д. О скольжении корпусов подшипников паровых турбин. / Г. Д. Авруцкий, Э. Д. Браун, Э. А. Дон [и др.] // Теплоэнергетика, 1991. №1. С.18–24.

4. Жорник В. И. Рекомендации по ремонту и реконструкции тяжелонагруженных узлов скольжения с использованием композиционных материалов / В. И. Жорник, А. С. Калиниченко, В. Я. Кезик, Ю. В. Кобзарь, А. А. Кот. Минск: Институт технической кибернетики НАН Беларуси, 2000. 88 с.

5. Методические указания по нормализации тепловых расширений паровых турбин тепловых электростанций: РД 34.30.506-90 //

6. М.: Минэнерго, 1990. 40 с.

7. Авруцкий Г. Д. Металлофторопластовая лента на поверхностях скольжения корпусов подшипников турбин / Г. Д. Авруцкий, С. Л. Дубровский, И. А. Савенкова. // Теплоэнергетика, 1995. №5. с. 62–65.

8. Трухний А. Д. Стационарные паровые турбины. / А. Д. Трухний; 2-е изд., перераб. и доп. // М., Энергоатомиздат, 1990, 640 с.

9. Сосновский А. Ю. Разработка моделей для исследования влияния температурного перекоса по фланцам корпуса цилиндра на работу системы тепловых расширений паровой турбины / А. Ю. Сосновский, Б. Е. Мурманский, М. Ф. Целищев, Ю. М. Бродов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2016. – Т.16, №2. – с. 5–13.

10. Сосновский А. Ю. Системы тепловых расширений паровых турбин: учебное пособие для вузов / А. Ю. Сосновский, Б. Е. Мурманский, Ю. М. Бродов; под общ. ред. Ю. М. Бродова. – Екатеринбург: УРФУ, 2015. 132 с.

11. Розенберг С. Ш. Исследование мощных паровых турбин на электростанциях / Розенберг С. Ш., Сафонов Л. П., Хоменок Л. А. // М.: Энергоатомиздат, 1994. 272 с.

12. Сосновский А. Ю. Влияние трубопроводов теплофикационных отборов на работу турбоагрегата в переходных режимах / А. Ю. Сосновский, В. В. Ермолаев, А. И. Шкляр, М. М. Мительман, Б. Е. Мурманский, А. А. Симановский // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта / материалы третьей международной научно- практической конференции 13–15 марта 2001 г.: УГТУ, Екатеринбург, 2002, 350 с., с. 77–85.

13. Балашова Р. К. Нормализация перемещений турбин от действия усилий, передаваемых трубопроводами на лапы цилиндров / Р. К. Балашова, В. В. Власов, К. А. Пашнин, Е. А. Попова, А. Е. Языков // Электрические станции. 2013. №6. с. 14–16.