CN105587350A - 一种凝汽器受力和位移调整结构和方法 - Google Patents

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郭清温
马建忠
陈晓萍
杨磊磊
李亚维
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Abstract

一种凝汽器受力和位移调整结构，将凝汽器喉部入口与汽轮机低压缸排汽口连接处割开，并去除一定尺寸，形成间隙，两接口间的间隙，吸收了由于弹簧向上的顶力导致凝汽器产生的位移，使得弹簧处于自由状态，再将凝汽器与汽轮机用中间件连接起来，采用上述受力和位移调整结构，能彻底消除弹簧向上顶力，彻底消除顶缸现象，施工难度相比调整弹簧来说要小很多，同时能大大缩短施工工期。

Description

一种凝汽器受力和位移调整结构和方法
技术领域
本发明属于火力发电厂湿冷机组工程领域，具体涉及一种凝汽器受力和位移调整结构和方法。
背景技术
当前，火力发电厂湿冷机组中大量的铜管凝汽器冷却管在设备技术改造时将要更换为不锈钢管。凝汽器铜管更换为不锈钢管后，由于不锈钢管的壁厚减薄等原因，冷却管的重量将会有减少，导致整个凝汽器自重减小。300MW凝汽器铜管更换为不锈钢管后，凝汽器重量减小了约70吨。对于弹簧支撑的凝汽器来说，自重减小时作用在弹簧上的重力就会减小，弹簧就会向凝汽器传递一个向上的外力，如不进行消除处理，由于凝汽器与汽轮机低压缸之间采用的是刚性连接，这个外力就会传递给汽轮机低压缸，出现所谓的“顶缸”现象。第一，在这个向上外力的作用下，汽轮机的轴系有可能会发生向上的位移，从而导致整个汽轮发电机组轴系平衡的破坏，引起机组振动，出现意想不到的安全事故；第二，即便轴系不产生位移，也会有一个向上的力作用在轴系上，该力在机组运行期间将是个很大的安全隐患。
目前对上述凝汽器换管改造中涉及的问题解决方案主要是对凝汽器自重进行精确核算后，通过调整弹簧来消除弹簧“顶缸”现象。此法费时费力，受弹簧数量、弹簧性能参数、弹簧调整难度和现场操作条件等因素的限制，很难确保精确消除弹簧作用于汽轮机低压缸上的作用力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、效果可靠的用于凝汽器受力和位移调整结构和方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种凝汽器受力和位移的调整结构，包括汽轮机低压缸排汽口、凝汽器喉部入口、连接中间件，其特征在于，汽轮机低压缸排汽口与凝汽器喉部入口之间的管路间保持有一定的间隙距离，连接中间件呈带状，连接中间件的宽度大于间隙距离，连接中间件安装覆盖两管路间的间隙，汽轮机低压缸排汽口的管路与连接中间件的上端部焊接，凝汽器喉部入口的管路与连接中间件的下端部焊接。
进一步地，连接中间件由钢板加工制成。
进一步地，连接中间件设置围绕于管路接口外侧面或内侧面。
还提供一种凝汽器受力和位移的调整方法，应用于汽轮机低压缸排汽口管路、凝汽器喉部入口管路之间的应力消除，其包括以下步骤：
将凝汽器喉部与低压缸连接处的刚性连接管路进行切割断开，实现上下两部分管路的自由状态，互不干涉；
凝汽器在弹性支撑力下产生向上位移，通过两管路间的间隙吸收消除凝汽器改造后自重减小时产生的附加应力；
待凝汽器喉部的管路与低压缸排汽口的管路各自都处于自由状态，受力消除后，采用一连接中间件覆盖两管路之间的间隙；
汽轮机低压缸排汽口的管路与连接中间件的上端部焊接，凝汽器喉部入口的管路与连接中间件的下端部焊接。
进一步地，在对刚性连接管路断开时，需初步去除一定尺寸，使切割开的管路上下接口间留出具有一定尺寸的间隙；去除尺寸H的大小根据凝汽器的自重减小值ΔW及弹簧支撑的弹性参数k来合理选取，H＝ΔW/(n*k)+C，n为弹簧支撑个数，C为间隙补偿值。
进一步地，间隙补偿值C取50-200mm。
进一步地，连接中间件采用钢板制成，钢板宽度大于上下两管件间的间隙距离；钢板采用与低压缸排汽口管路相同厚度的板材，根据凝汽器喉部入口与低压缸排汽口之间的管路接口外形，采用分段制造，每段的钢板预制形状符合相应位置的接口外形轮廓。
进一步地，钢板宽度超过间隙宽度100-300mm。
进一步地，连接中间件设置围绕于管路接口外侧面或内侧面。
进一步地，在焊接时，先对每段钢板完成上部与低压缸排汽口焊缝的焊接，再依次焊接各段钢板间的连接焊缝，最后焊接钢板下部与凝汽器喉部入口的焊缝，待连接中间件的整体外侧焊接完成后，在接口内部进行内侧焊缝焊接。
本发明的一种凝汽器受力和位移调整方结构和方法，能彻底消除弹簧向上顶力，彻底消除“顶缸”现象，施工难度相比调整弹簧来说要小很多，同时能大大减少施工工期。
附图说明
图1是结构示意图；
其中1汽轮机低压缸排汽口，2凝汽器喉部入口，3连接中间件，4焊缝
具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所涉及的一种凝汽器受力和位移调整结构，由汽轮机低压缸排汽口、凝汽器喉部入口、连接部件组成，将凝汽器喉部入口与汽轮机低压缸排汽口连接管路处切割开，并去除一定尺寸，在汽轮机低压缸排汽口与凝汽器喉部入口的管路之间形成一定的间隙，通过两者之间的间隙吸收了由于凝汽器自重减小，支撑弹簧向上的“顶力”而导致凝汽器产生的向上位移，使得弹簧处于自由状态，支撑弹簧支持力正好等于凝汽器自重，消除了凝汽器受力和位移。连接中间件呈带状，连接中间件的宽度大于间隙尺寸，连接中间件能覆盖两者之间的间隙尺寸，用此连接中间件将汽轮机低压缸排汽口与凝汽器喉部入口之间的间隙围起来焊接。
连接中间件围绕于两者之间的间隙外侧，也可围绕于两者之间的间隙内侧，汽轮机低压缸排汽口与连接中间件的上端焊接，凝汽器喉部入口与连接中间件的下端焊接。
在设备改造安装过程中，在凝汽器换管改造后，内部换热管改成不锈钢管的凝汽器，由于其自重减轻，凝汽器底部的弹簧支撑会产生向上的力和位移，为了消除弹簧作用在凝汽器上的力和位移，可将凝汽器喉部入口与汽轮机低压缸排汽口连接管路处切割开，去除一定尺寸，使切割开的上下接口间留出一定尺寸的间隙，保证上下接口部件之间自由活动。去除尺寸H(单位，mm)的大小根据凝汽器换管改造后的自重减小值ΔW(单位，N)及弹簧支撑的弹性参数k(单位，N/mm)来选取，H＝ΔW/(n*k)+C，n为弹簧支撑个数，C为间隙补偿值，可取50-200mm。此时在弹簧弹力的作用下凝汽器会向上顶起一定尺寸，通过所切割形成的间隙，会吸收消除凝汽器向上的全部受力和位移，弹簧自动调整成自由状态，凝汽器喉部的接口与低压缸排汽口各自都处于自由状态。采用一钢板将间隙沿凝汽器喉部入口与低压缸排汽口外侧或内侧焊接连接起来，钢板宽度大于凝汽器喉部入口与低压缸排汽口之间的间隙，宽度超过间隙100-300mm，保证在间隙两侧均匀对称搭接。钢板采用与低压缸排汽口相同厚度的板材，根据凝汽器喉部入口与低压缸排汽口之间的管路接口外形，采用分段制造，每段的钢板预制形状符合相应的接口外形轮廓。在焊接时，先对每段钢板完成上部与低压缸排汽口焊缝的焊接，再依次焊接各段钢板间的连接焊缝，最后焊接钢板下部与凝汽器喉部入口的焊缝，待连接中间件的整体外侧焊接完成后，在接口内部进行内侧焊缝(图中未示出)焊接。重新焊接完成后，接口恢复原工作状态，汽轮机低压缸和轴系不受力，不会有位移产生，“顶缸”现象彻底消除。
该法能彻底消除弹簧向上顶力，彻底消除“顶缸”现象，施工难度相比调整弹簧来说要小很多，同时能大大减少施工工期。进一步而言，对于凝汽器改造时所产生的向上或向下的受力和位移，均可通过本发明的受力和位移调整方法来快速消除。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的解释，并不用于限制本发明，尽管对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种凝汽器受力和位移的调整结构，包括汽轮机低压缸排汽口、凝汽器喉部入口、连接中间件，其特征在于，汽轮机低压缸排汽口与凝汽器喉部入口之间的管路间保持有一定的间隙距离，连接中间件呈带状，连接中间件的宽度大于间隙距离，连接中间件安装覆盖两管路间的间隙，汽轮机低压缸排汽口的管路与连接中间件的上端部焊接，凝汽器喉部入口的管路与连接中间件的下端部焊接。
2.根据权利要求1所述的调整结构，其特征在于，连接中间件由钢板加工制成。
3.根据权利要求2所述的调整结构，其特征在于，连接中间件设置围绕于管路接口外侧面或内侧面。
4.一种凝汽器受力和位移的调整方法，应用于汽轮机低压缸排汽口管路、凝汽器喉部入口管路之间的应力消除，其包括以下步骤：
将凝汽器喉部与低压缸连接处的刚性连接管路进行切割断开，实现上下两部分管路的自由状态，互不干涉；
凝汽器在弹性支撑力下产生向上位移，通过两管路间的间隙吸收消除凝汽器改造后自重减小时产生的附加应力；
待凝汽器喉部的管路与低压缸排汽口的管路各自都处于自由状态，受力消除后，采用一连接中间件覆盖两管路之间的间隙；
汽轮机低压缸排汽口的管路与连接中间件的上端部焊接，凝汽器喉部入口的管路与连接中间件的下端部焊接。
5.根据权利要求4所述的调整方法，其特征在于，在对刚性连接管路断开时，需初步去除一定尺寸，使切割开的管路上下接口间留出具有一定尺寸的间隙；去除尺寸H的大小根据凝汽器的自重减小值ΔW及弹簧支撑的弹性参数k来合理选取，H＝ΔW/(n*k)+C，n为弹簧支撑个数，C为间隙补偿值。
6.根据权利要求5所述的调整方法，其特征在于，间隙补偿值C取50-200mm。
7.根据权利要求4所述的调整方法，其特征在于，连接中间件采用钢板制成，钢板宽度大于上下两管件间的间隙距离；钢板采用与低压缸排汽口管路相同厚度的板材，根据凝汽器喉部入口与低压缸排汽口之间的管路接口外形，采用分段制造，每段的钢板预制形状符合相应位置的接口外形轮廓。
8.根据权利要求7所述的调整方法，其特征在于，钢板宽度超过间隙宽度100-300mm。
9.根据权利要求6所述的调整方法，其特征在于，连接中间件设置围绕于管路接口外侧面或内侧面。
10.根据权利要求7所述的调整方法，其特征在于，在焊接时，先对每段钢板完成上部与低压缸排汽口焊缝的焊接，再依次焊接各段钢板间的连接焊缝，最后焊接钢板下部与凝汽器喉部入口的焊缝，待连接中间件的整体外侧焊接完成后，在接口内部进行内侧焊缝焊接。
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