CN107009088A - 一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法 - Google Patents

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翟立民
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Abstract

一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，本发明属于机械加工领域，本发明的目的是要解决汽轮机套装式汽缸套环的安装方法复杂，效率较低的问题。安装方法：一、在起吊环的环内套设有加热环，在加热环的环内套设有套环，顶紧螺栓沿径向插入起吊环和加热环的螺栓孔以固定加热环的位置，得到套环组件；二、将汽缸水平放置，在汽缸后部的左右两侧采用固定支撑，在汽缸的前部采用移动支撑；三、采用感应加热方式对套环进行加热，套环受热膨胀，当套环内孔膨胀至目标尺寸时，套环水平移动至汽缸体的目标位置，套环冷却至室温后，完成汽缸套环的安装。本发明采用中频感应加热方式，加热速度快，安装一个套环的时间约为30～40min，效率高。

Description

一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种新型汽轮机套装式汽缸套环的安装方法。
背景技术
新型汽轮机高压内缸采用紧箍套环取代传统的厚法兰和螺栓结构。整个高压内缸采用多个套环箍紧，套环与汽缸之间为过盈配合，通过套环过盈产生的收缩力密封中分面，保证汽缸在长期高温、高压环境下运行期间无泄漏。
此类汽缸在加工、装配及机组检修过程中均需进行套环的安装、拆卸，所以研发一种安全、可靠、快速的套环安装拆卸方法至关重要。
发明内容
本发明的目的是要解决汽轮机套装式汽缸套环的安装方法复杂，效率较低的问题，而提供一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法。
本发明汽轮机套装式汽缸套环的安装方法按下列步骤实现：
一、在起吊环的环内套设有加热环，在加热环的环内套设有套环，起吊环和加热环的圆周上开有多个螺栓孔，顶紧螺栓沿径向插入起吊环和加热环的螺栓孔以固定加热环的位置，顶紧螺栓顶入套环的外圆环形槽内，并保证各顶紧螺栓与环形槽底部预留膨胀空间，得到套环组件；
二、将汽缸水平放置，在汽缸后部的左右两侧采用固定支撑，在汽缸的前部采用移动支撑，完成汽缸的固定；
三、通过吊车将套环组件吊起，使套环中心与汽缸中心重合，采用感应加热方式对套环进行加热，套环受热膨胀，当套环内孔膨胀至目标尺寸时，套环水平移动至汽缸体的目标位置，套环冷却至室温后，完成汽缸套环的安装。
本发明套环的拆卸过程与安装过程相反。
本发明汽轮机套装式汽缸套环的安装方法中的套环采用中频感应加热方式，加热速度快，避免缸体因热传导而受热膨胀，加热过程参数化，便于控制加热温度及膨胀量，加热过程安全、可靠。套装及拆卸可采用倒换支撑方式，操作过程简单、方便，套装过程时间短，根据套环尺寸及过盈量不同，套装一个套环的时间约为30～40min。
附图说明
图1为汽缸的俯视支撑布置图；
图2为汽缸支撑布置的主视图；
图3为套环组件的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式汽轮机套装式汽缸套环的安装方法按下列步骤实施：
一、在起吊环1的环内套设有加热环2，在加热环2的环内套设有套环3，起吊环1和加热环2的圆周上开有多个螺栓孔，顶紧螺栓4沿径向插入起吊环1和加热环2的螺栓孔以固定加热环2的位置，顶紧螺栓4顶入套环3的外圆环形槽内，并保证各顶紧螺栓4与环形槽底部预留膨胀空间，得到套环组件；
二、将汽缸水平放置，在汽缸后部的左右两侧采用固定支撑，在汽缸的前部采用移动支撑，完成汽缸的固定；
三、通过吊车将套环组件吊起，使套环3中心与汽缸中心重合，采用感应加热方式对套环3进行加热，套环3受热膨胀，当套环3内孔膨胀至目标尺寸时，套环3水平移动至汽缸体的目标位置，套环3冷却至室温后，完成汽缸套环的安装。
本实施方式根据套环尺寸、过盈量，确定膨胀量、加热温度及加热速度。膨胀量保证套环与汽缸单面有1mm间隙，保证套装、拆卸过程顺利；为避免拆卸过程中套环温度通过热传导传递给汽缸而使汽缸受热膨胀，加热过程宜在合理范围内选用较大的加热功率，缩短加热时间，使套环快速膨胀。
本实施方式提出一种全新的套环安装拆卸方法，通过实践证明，该方法安全、可靠、效率高，对汽缸影响小，可实现汽缸套环快速的安装及拆卸。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中起吊环1和顶紧螺栓4的材质为1Cr18Ni9Ti。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式起吊环1和顶紧螺栓4的材质采用非导磁材料，防止被感应加热。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是加热环2为铜质电阻丝缠绕在加热圆环而成。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是起吊环1和加热环2的圆周上开有4个螺栓孔。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
本实施方式4个螺栓孔在起吊环1和加热环2的圆周上均匀分布。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤二在汽缸的前部采用移动支撑，其中移动支撑采用两点交替支撑方式。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中采用中频电磁感应加热设备对套环3进行感应加热。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
本实施方式中频电磁感应器的交流电频率为5～20kHz。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤三中频电磁感应加热设备的功率为100～120kW。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤三套环3受热膨胀，膨胀量保证套环3与汽缸单面有1mm间隙。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是采用感应加热方式对套环3进行加热，控制加热速率为8～15℃/min。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
实施例一：本实施例汽轮机套装式汽缸套环的安装方法按下列步骤实施：
一、在起吊环1的环内套设有加热环2，在加热环2的环内套设有套环3，起吊环1和加热环2的圆周上开有多个螺栓孔，顶紧螺栓4沿径向插入起吊环1和加热环2的螺栓孔以固定加热环2的位置，顶紧螺栓4顶入套环3的外圆环形槽内，并保证各顶紧螺栓4与环形槽底部预留膨胀空间，得到套环组件，其中套环3的外径为Φ1955mm、内径为Φ1631.5mm，宽度为190mm，膨胀量为4mm；
二、将汽缸水平放置，在汽缸后部的左右两侧采用固定支撑10，在汽缸的前部采用移动支撑，移动支撑采用两点交替支撑方式，其中I号移动支撑支承12是将汽缸端部连接在弯板11上，II号移动支撑支承13是设置在汽缸底部靠近端面位置，套装及拆卸过程中两移动支撑交替使用，完成汽缸的固定；
三、通过吊车将套环组件吊起，使套环3中心与汽缸中心重合，采用感应加热方式对套环3进行加热，控制感应加热的功率110kW、加热速率约为10℃/min，套环3受热膨胀，当套环3内孔膨胀至目标尺寸时(膨胀量具体为4mm时)，套环3水平移动至汽缸体的目标位置，套环3冷却至室温后，完成汽缸套环的安装。
本实施例套环套装的结构示意图如图1～3所示。
本实施例套环套装及拆卸工艺过程如下：1、连接好套环、加热环及起吊环，利用吊车整体起吊；2、设置加热参数，开始加热；3、加热至预定时间后，用调整好的内径测量尺测量内径膨胀量是否达到要求，达到要求后，停止加热，准备开始套装；4、套装时利用吊车及微调装置精确调整套环左右及高度位置，使套环中心与汽缸中心重合，保证套环上、下、左、右各方向与汽缸外圆间隙相等；5、套装过程采用支撑倒换方法，即水平移动吊车，待移动至I号前部移动支撑位置时，利用II号前部支撑将汽缸顶起，移走I号支撑，继续水平移动套环，待移动至II号支撑位置时，移回I号支撑，移走II号支撑，最终使套环移至目标位置，拆卸时过程与安装过程相反；6、套环冷却采用自然冷却方式，前一套环冷却至室温后，方可进行后一套环的安装。
本实施例汽轮机套装式汽缸套环的安装方法安全可靠、效率高，每个套环的安装时间约是30～40min，对汽缸影响小，可实现汽缸套环快速的安装及拆卸。

Claims (9)

1.一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于是通过下列步骤实现：
一、在起吊环(1)的环内套设有加热环(2)，在加热环(2)的环内套设有套环(3)，起吊环(1)和加热环(2)的圆周上开有多个螺栓孔，顶紧螺栓(4)沿径向插入起吊环(1)和加热环(2)的螺栓孔以固定加热环(2)的位置，顶紧螺栓(4)顶入套环(3)的外圆环形槽内，并保证各顶紧螺栓(4)与环形槽底部预留膨胀空间，得到套环组件；
二、将汽缸水平放置，在汽缸后部的左右两侧采用固定支撑，在汽缸的前部采用移动支撑，完成汽缸的固定；
三、通过吊车将套环组件吊起，使套环(3)中心与汽缸中心重合，采用感应加热方式对套环(3)进行加热，套环(3)受热膨胀，当套环(3)内孔膨胀至目标尺寸时，套环(3)水平移动至汽缸体的目标位置，套环(3)冷却至室温后，完成汽缸套环的安装。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于步骤一中起吊环(1)和顶紧螺栓(4)的材质为1Cr18Ni9Ti。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于加热环(2)为铜质电阻丝缠绕在加热圆环而成。
4.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于起吊环(1)和加热环(2)的圆周上开有4个螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于步骤二在汽缸的前部采用移动支撑，其中移动支撑采用两点交替支撑方式。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于步骤三中采用中频电磁感应加热设备对套环(3)进行感应加热。
7.根据权利要求6所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于步骤三中频电磁感应加热设备的功率为100～120kW。
8.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于步骤三套环(3)受热膨胀，膨胀量保证套环(3)与汽缸单面有1mm间隙。
9.根据权利要求1所述的一种汽轮机套装式汽缸套环的安装方法，其特征在于采用感应加热方式对套环(3)进行加热，控制加热速率为8～15℃/min。
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