CN1027389C - 汽轮机的支撑装置 - Google Patents

Abstract

汽轮机的支撑装置，该汽轮机包括有安装在基础(12)上的定子组件(16)，基础(12)有若干邻近上述汽轮机的突出支柱(26)，而定子组件(16)有若干限定空腔(46)的支脚以容纳从上述基础(12)上突出的支柱(26)，使用这种装置，支撑点就尽可能靠近汽轮机中心，这就减小了汽轮机壳体的“隆起”。

Description

本发明与汽轮机领域有关，更具体地说，与用于取得最大效率和可靠性的高压和中压汽轮机的支撑结构有关。

把蒸汽输入汽轮机中总会伴有与蒸汽相接触的汽轮机部件与蒸汽之间的传热，因为大部分汽轮机的部件是由导热率高的材料制成，由于传热的不均匀，传热能引起各部件的热变形，这种变形可以有两种形式：一种是弹性变形，即在散热后能恢复原状，另一种是塑性变形，也就是永久变形。

在高压，中压和高低压结合型的汽轮机的关车瞬间会发生一种弹性热变形。特别是在关车瞬间，上述这些汽轮机中还会发生密封件摩擦。对熟悉高压、中压或高低压结合型汽轮机的人们会认识到，在关车瞬间，外缸的缸盖和缸座部件会产生较大的温差，此温差能达到约70°F。典型的情况是缸盖比缸座热而引起外缸隆起，也就是支脚的中心和支点上升。因为内固定件，也就是内缸和内环都连在外缸上，内缸和内环也与外缸一起移动。而转子是与外缸无关地支撑着，仍保持其正常位置。结果，转动件和定子件之间的密封间隙在缸 座方向闭塞，而在缸盖方向打开，此种现象就称为汽轮机的隆起。如果隆起足够严重，就会发生不想要的摩擦。

在过去，防止汽轮机隆起的一个办法就是用加热毯来尽力减小温差。不幸的是这种解决办法十分昂贵。

在本发明的研制中，对汽轮机的隆起现象进行了研究。结果发现某些型号的高中压结合型汽轮机中，隆起现象的33%至50%都归因于支脚。支脚是用于把外缸支撑在基础结构上的且在外缸二端与外缸体成一整体的延伸体或凸出体。当汽轮机发生隆起时，支脚充当枢轴。支脚愈长，枢轴作用就愈大。而且还发现支脚沿着其长度有一约85°F的热梯度，该热梯度对整个隆起起了第二指令效果的作用。

目前，一些常用汽轮机都装有缸盖支脚，该支脚突出于外缸的缸盖部分，并且在长度方向一般较短。不幸的是，缸盖支脚遇到二个问题，第一问题是用此种支脚，汽机的装拆复杂所以成本较高，第二个问题，水平接合处螺栓连接必须支撑汽轮机的重量负荷以及正常支撑负荷。

发生在汽轮机上的另一种形式的弹性热变形是由外缸的热伸缩所引起的或称为热位移。在汽轮机热位移时，汽轮机的支撑面与水平接合面分开一段距离，部分定子组件相对于转子组件发生位移，从而影响汽轮机的工作效率，这种位移结果会形成相互摩擦。

因此，有需要制造一种即使不用加热毯也不会发生隆起的汽轮机，此种汽轮机不会有上述缸盖支脚的缺陷，在汽轮机中热位移也减 小。

本发明的主要目的是提供一种在关车瞬间维持比较稳定的效率和同轴度的汽轮机。

鉴于此目的，本发明提供了一种汽轮机的支撑装置，包括安装在基础上的定子组件，一上述定子组件包围的转子组件，其中，通过转子组件和定子组件之间的膨胀通道的蒸汽使转子组件转动，一外缸包在定子组件周围，并容纳定子组件，外缸沿着接合处分成缸盖和缸座两部分，其特征在于上述基础有若干邻近上述汽轮机的突出支柱，而上述缸座有限定空腔的若干支脚以容纳从上述基础上突出的支柱。

装有最佳形式的支脚可以有许多优点，也就是支脚连到缸座上有最小轴向长度，并支撑缸座面使与接合面在同一平面内。汽轮机的隆起减小了。另外，这种汽轮机的拆卸的难度降到最低，因为不需对缸座提供附加支撑就能移去缸盖。同时，由热位移引起的不同轴度也达到最小。

下面通过附图和对只作为举例的最佳实施例的说明，使本发明可理解得更清楚。

其中：

图1示出根据本发明的一高压和中压结合型汽轮机的示意图;

图2示出根据本发明制造的位于汽轮机调速器端头的支脚和支柱装配件的放大图;

图3是图2所描述的支脚的端视图，其中支柱并未示出。

图4是沿图3的剖面线4-4所取的剖视图;

图5是图2所描述的支柱放大侧视图;

图6是图5所描述的支柱顶视图;

图7是沿图6的剖面线7-7的剖面图。

如图1所示，一汽轮机10安装在基础12上，并包括一安置在定子组件16内的转子组件14。一外缸18包在定子组件16的外面并与定子组件相连。外缸18沿着水平结合面24可分成缸盖20和缸座22两部分。

基础12具有支柱26，而支脚28（图上只画出二个支脚）连到缸座22并安装在支柱26上。汽轮机10还包括若干个蒸汽进气口和蒸汽排气口，进气口27是高压蒸汽进气口，排气口30是中压排汽排气口，而进气口32是中压再热蒸汽进气口。

现参照图2和图3，支脚28是空心的，其侧壁40和42为缸座22端部的延伸部分。最好，侧壁与缸座22形成一个整体。顶壁44延伸在侧壁40和42之间，这样，侧壁和顶壁44就限定了一空腔46以容纳一部分支柱26，且在侧壁40和42与支柱26（图2）之间留有间隙。参照图4，图中表示隔热屏48位于邻近缸盖20和支脚28之间以阻断支脚28和缸盖20之间的传热。从图2，3和4中还能看到，侧壁40和42从缸座22伸出一小的距离。侧壁40和42的延伸方向一般平行于转子组件14的转动轴线。侧壁40和42从缸座22伸出的 距离小于侧壁40和42与缸座22相连的长度。用更具体话来说，图2示出一距离A，此距离A表示侧壁40和42从缸座22伸出的长度。图2还示出一距离B，此距离B表示侧壁40和42与缸座22相连的长度。距离A最好小于距离B。如图2和图3所示，侧壁40和42伸出水平接合面24外。特别从图3中看出，顶壁44限定了一下表面50，该下表面50最好与接合面24在同一平面内。如图4所示，支脚28有一允许空气从支脚28外面通向空腔46内的槽沟52。

现参照图5，支柱26在图中单独画出。一隔热屏54连到支柱26的顶面56，并沿着支柱26的一端向下延伸。从图中可看出，支柱26位于空腔46内这一部分，隔热屏54位于支柱26和缸座22之间。隔热屏54阻断缸座22和支柱26之间的传热。

顶面56上有一凹槽58。也参照图3，图中的支脚28还包括有一紧贴下表面50的连接片60，该连接片设计成插到凹槽58内。从图3和图5中可看出，顶壁44有一通孔62，连接片也有一通孔64。而支柱26的凹槽58内有一螺纹孔66。一螺栓68穿过通孔62和64并通过螺纹与螺纹孔66相啮合。要注意到最好在螺栓68与通孔62和64之间备有一间隙以对付缸座22和汽轮机10的热膨胀所引起的移动。同样原因，最好螺栓68和顶壁44之间也有一间隙。

所示的支柱26通过任意已知装置连到一支撑垫70上，而该支撑垫通过任意合适的装置，诸如用螺栓72，可滑动地连到基础12上。在最佳实施例中，螺栓72并未拧下到与支撑垫70相接触，而是 拧到离支撑垫70尚有一小间距的地方。此间距或间隙与图6的示的凹槽一起，在缸座22的热胀冷缩时允许支撑垫70和支柱26相对于基础12移动或滑动。

现参照图6，所示的支柱26包括第一和第二端壁74和76以及侧壁78和80。支柱的端壁与侧壁限定了一空间82。如图7所示，端壁74和76有通气道84，86和88。通过这些通气道，允许空气从支柱26的外面流到空间82内。如图6所示，若干片薄板90，92和94安置在空间82内，薄板的长度使薄板能接触到端壁74和76。这些薄板90，92和94增加了支柱26的热发散表面积。

必须指出，隔热屏48，54和通气道84，86和88都用来把支柱温度保持在可接受的水平，这样可控制支柱26的热膨胀。重要的是使支柱26的热胀为最小，不仅因为一部分支柱安装在空腔46内，而且还因为当支柱26热胀时，它还向上升，也就是向汽轮机提供了一垂直力，这会影响到定子组件16和转子组件14之间的间隙。根据本发明的装置，为了支撑汽轮机壳体，支撑结构有凸出部分一直延伸到汽轮机壳体上形成的支撑凹处，因此，使支撑点尽可能靠近壳体。，从而，由于汽轮机缸壁温差所引起的缸体中心向上升起（隆起）减到最小。此外，因为支撑发生在与水平结合面24同一平面的平面内，所以热位移一直保持在最小。径向膨胀发生在远离水平结合面处，而不是在水平结合面和支撑面之间，结果避免了部分定子组件相对于转子组件的位移。

Claims (9)

1、一种汽轮机(10)支撑装置，包括一安装在基础(12)上的定子组件(16)，一被上述定子组件所围绕的转子组件(14)，其中，通过转子组件(14)和定子组件(16)之间的膨胀通道的蒸汽使转子组件(14)转动，一外缸(18)包在定子组件(16)周围，并容纳定子组件(16)，外缸(18)沿着接合面(24)分成缸盖(20)和缸座(22)两部分，其特征在于上述基础(12)有若干邻近上述汽轮机(10)的突出支柱(26)，而上述缸座有限定空腔(46)的若干支脚(28)，以容纳从上述基础上突出的支柱(26)。

2、根据权利要求1所述的汽轮机支撑装置，其特征在于每个上述支脚（28）有第一和第二侧壁（42，44），各沿着一端连到缸座（22）上，还有一顶壁（44）位于二侧壁（40，42）之间，顶壁和第一和第二侧壁限定上述空腔（46），上述顶壁安置在支柱（26）位于空腔（46）内的部分上。

3、根据权利要求1所述的汽轮机支撑装置，其特征在于设置了隔热屏（54，48），以阻断支柱（26）和缸座（22）之间的传热以及支脚（28）和缸盖之间的传热。

4、根据权利要求1所述的汽轮机支撑装置，其特征在于支柱（26）和缸座（22）之间的隔热屏（54）靠近空腔（46）中的支柱（26）延伸。

5、根据权利要求1所述的汽轮机支撑装置，其特征在于，连到缸座（22）的第一和第二侧壁（40，42）与缸座相连的长度B，比侧壁（40，42）从缸座（22）突出的距离A要大。

6、根据权利要求2的述的汽轮机支撑装置，其特征在于，上述顶壁（44）有一下表面（50），该下表面与结合面（24）处在同一平面内。

7、根据权利要求1所述的汽轮机支撑装置，其特征在于，支脚（28）有一从中穿过延伸的槽沟52，以便允许空气从支脚（28）外面通到空腔（46）内。

8、根据权利要求7所述的汽轮机支撑装置，其特征在于，上述支柱有穿过支柱的通气道（84，86，88）以允许空气流过支柱（26）流到上述支脚（28）。

9、根据权利要求8所述的汽轮机支撑装置，其特征在于，支柱（26）有若干位于通气道内的薄板（90，92，94）以增加支柱（20）的热发散表面积。

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