CN107701352B - 一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置及方法，包括荷重转移梁和荷重调节装置，所述荷重转移梁中部内侧设有与水轮机主轴抱紧配合的弧型槽，在荷重转移梁两端部外侧分别设有荷重调节装置，两件荷重转移梁对称设置通过转移梁紧固螺栓连接抱紧在水轮机主轴上。通过现场装拆和机组增效扩容反复使用检验该装置消除了原来的专用器具使用环节中诸多安全风险。将安装位置提升到支持盖上，规避了水位对安装的要求前提，大大减少了装拆环节过程，节省了许多人工财力。变转轮室内作业为支持盖上作业，使得转轮室内作业安全监控盲区改变为作业安全透明区。

Description

一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置及方法

技术领域

本发明涉及水力发电设备安装技术领域，具体涉及一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置及方法。

背景技术

立式水轮机以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水轮发电机由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组成。定子铁芯用冷轧硅钢片叠成，按制造和运输条件可做成整体和分瓣结构。水轮发电机冷却方式一般采用密闭循环空气冷却。特大容量机组倾向于以水作为冷却介质，直接冷却定子。如同时冷却定子和转子则为双水内冷水轮发电机组。

在中国立式水轮机是上个世纪六十年代组建大量投入使用。机组大修分解大轴螺栓前，先要在蜗壳水位和尾水管水位低于转轮本体的前提条件下，打开蜗壳进人门，拆去真空破坏阀体，导叶全开、锁定投入、压力油槽保压、压力油阀关闭并专人值守调速器、做好转轮室通风和安全照明，清理准备好四套牛腿支撑转轮叶片荷重转移装置等重点措施后，方可组织专业技术人员开展如下作业。

作业人员安全防护、防滑跌措施；

专业人员进入转轮室在四块叶片中心区各打一直径约30mm的孔；

拆去下座环上固定牛腿螺栓的堵塞螺栓，并安装四个牛腿，必要时盘车至转轮叶片中心区对正牛腿。

转轮叶片上安装可折向吊杆，并检查叶片背面紧固螺栓可靠，斜垫块位置正确。可折向吊杆上端卡入牛腿支承端，并卡扎可靠。

对称紧固牛腿支承端吊杆螺母，估计吊杆均匀受力，避免法兰销子螺栓和法兰止口退出困难。

拆除牛腿支承转轮叶片吊杆荷重转移装置后，要在转轮室内对四块转轮叶片上吊孔进行封堵、焊补、磨光处理，保证叶片正反表面型线和封堵焊补重量一致。

牛腿支承转轮叶片吊干式荷重转移装置的安装使用，对水位控制要求高，必须有两人经蜗壳进人门和全开导叶间隙进入转轮室内操作作业，安全风险高、作业空间受限，转轮叶片吊孔的封堵、打磨作业环境难保证技术要求，整个装拆过程繁琐复杂。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置及方法，解决牛腿支承转轮叶片吊干式荷重转移装置的安装使用，对水位控制要求高，必须有两人经蜗壳进人门和全开导叶间隙进入转轮室内操作作业，安全风险高、作业空间受限，转轮叶片吊孔的封堵、打磨作业环境难保证技术要求，整个装拆过程繁琐复杂的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，包括荷重转移梁和荷重调节装置，所述荷重转移梁中部内侧设有与水轮机主轴抱紧配合的弧型槽，在荷重转移梁两端部外侧分别设有荷重调节装置，两件荷重转移梁对称设置通过转移梁紧固螺栓连接抱紧在水轮机主轴上。

进一步的，所述荷重调节装置包括调节螺套和调节螺杆，所述调节螺套连接在荷重转移梁的立壁上，所述调节螺杆螺纹连接在调节螺套内，通过调节调节螺杆改变荷重转移梁的荷重转移高度。

进一步的，所述荷重转移梁采用工字钢制成。

进一步的，两件所述荷重转移梁之间的转移梁紧固螺栓上套设有转移梁间隔套。

进一步的，所述荷重转移梁中部上下面设有加强板，所述加强板上与荷重转移梁对应也开设有与水轮机主轴抱紧配合的弧型槽。

进一步的，所述加强板上弧型槽两侧分别设有销轴安装立板，两件荷重转移梁上的销轴安装立板对应通过撑杆销螺栓连接。

进一步的，两件所述销轴安装立板之间的撑杆销螺栓上连接有支撑杆。

进一步的，所述支撑杆下端通过套筒套设在撑杆销螺栓上。

进一步的，所述支撑杆上端设有螺栓头，所述支撑杆通过螺栓头与水轮机主轴法兰连接。

本发明通过下述另一技术方案实现：

一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移方法，包括步骤：

步骤1)将两根荷重转移梁分别安放于水轮机支持盖上能抱夹水轮机主轴的位置；

步骤2)分别装入转移梁紧固螺栓和转移梁间隔套拧紧螺母以便调整调节螺杆，使支撑杆受力；

步骤3)将对应于支撑杆安装位的两颗撑杆销螺栓拆下；

步骤4)将支撑杆焊有大轴螺栓头的一端投入水轮机主轴法兰螺栓头孔内，支撑杆另一端插入转移梁支撑杆座内，装上撑杆销螺栓使支撑杆与荷重转移梁连接；

步骤5)调整调节螺杆使支撑杆受力均匀，并测量转移梁四角高度一致，并使调节螺杆受力牢固；

步骤6)紧固转移梁紧固螺栓，使各部件安装调整牢固，荷重转移实施完成。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，通过现场装拆和机组增效扩容反复使用检验该装置消除了原来的专用器具使用环节中诸多安全风险。将安装位置提升到支持盖上，规避了水位对安装的要求前提，大大减少了装拆环节过程，节省了许多人工财力。变转轮室内作业为支持盖上作业，使得转轮室内作业安全监控盲区改变为作业安全透明区。该装置的研制应用，还可在发电机抢修和防大洪水有必要拆吊出发电机转子时，很快安装固定水轮机转动部分，使发电机的抢修或防洪快速进行。

总之该装置的研制应用成功地消除了以往安全上、技术上、人力上、应急抢修防洪时的诸多风险和困难，适应了现代化企业安全高效的理念。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置的主视结构示意图；

图2为本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置的侧视结构示意图；

图3为本发明荷重转移梁的结构示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1-荷重转移梁，2-调节螺套，3-调节螺杆，4-转移梁紧固螺栓，5-转移梁间隔套，6-荷重转移梁，7-销轴安装立板，8-支撑杆，9-加强板，10-弧型槽，11-水轮机主轴，12-水轮机主轴法兰。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-3所示，本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，包括荷重转移梁1和荷重调节装置，荷重转移梁1中部内侧设有与水轮机主轴11抱紧配合的弧型槽10，在荷重转移梁1两端部外侧分别设有荷重调节装置，两件荷重转移梁1对称设置通过转移梁紧固螺栓4连接抱紧在水轮机主轴11上。

荷重调节装置包括调节螺套2和调节螺杆3，所述调节螺套2连接在荷重转移梁1的立壁上，所述调节螺杆3螺纹连接在调节螺套2内，通过调节调节螺杆3改变荷重转移梁1的荷重转移高度。荷重转移梁1采用工字钢制成。

两件所述荷重转移梁1之间的转移梁紧固螺栓4上套设有转移梁间隔套5。

所述荷重转移梁1中部上下面均设有加强板9，所述加强板9上与荷重转移梁1对应也开设有与水轮机主轴11抱紧配合的弧型槽10。

所述加强板9上弧型槽10两侧分别设有销轴安装立板7，两件荷重转移梁1上的销轴安装立板7对应通过撑杆销螺栓6连接。两件荷重转移梁1上对应的两件销轴安装立板7以及撑杆销螺栓6构成转移梁支撑杆座。

制备荷重转移装置需要以下部件：

1).荷重转移梁：200×102×9(45#)2根；

2).调节螺套：ф50×100mm/M24圆钢(45#)4根；

3).调节螺杆：M24×160mm螺杆(45#)4颗；

4).转移梁紧固螺栓：ф24×240mm+M24×40mm螺栓、螺母8套；

5).转移梁间定位隔套：ф40/25×226mm 4套；

6).撑杆销螺栓：ф30×110mm+M20×30mm螺栓、螺母2套；

7).销轴安装立板：ф60/31×30mm 4套；

8).支撑杆：ф30×1405mm 2根；

9).加强板：420×140×20mm钢板(45#)4块；

采用上部部件通过本实施例的各部件结构关系制备。

各部件的作用

荷重转移梁：是装置的主要部件，通过转移梁紧固螺栓将两根上下面焊有加强板的转移梁基本抱紧在水轮机主轴上、两端放在支持盖上、将水轮机转动部分荷重转移到水轮机顶盖及基础部分。

调节螺杆：

1)调节水轮机主轴中心线与发电机中心线一致；

2)调整水轮机转动部分高程，使法兰止口插入或脱出；

3)使支撑杆受力。

转移梁间隔定位套：在转移梁紧固螺栓的配套使用下，将转移梁间隔在既能抱紧水轮机主轴又要使转移梁不变形。

支撑杆销螺栓：将支撑杆承载的荷重转移到转移梁上。

支撑杆：在转移梁抱紧水轮机主轴承载荷重的基础上加强荷重的承转，避免在主轴上增加防滑件损害主轴的完好性。

水轮机负荷转移装置的具体装拆实施

1、将两根荷重转移梁1分别安放于水轮机支持盖上能抱夹水轮机主轴的适当位置上。

2、分别装入转移梁紧固螺栓4和转移梁间隔套5基本拧紧螺母以便调整调节螺杆、使支撑杆受力。

3、将对应于支撑杆安装位的两颗大轴螺栓拆下。

4、将支撑杆8焊有大轴螺栓头的一端投入水轮机主轴法兰螺栓头孔内，支撑杆另一端插入转移梁支撑杆座内，装上撑杆销螺栓6使支撑杆8与荷重转移梁1连接。

5、调整调节螺杆3使支撑杆受力均匀，并测量转移梁四角高度一致，调节螺杆受力可靠。

6、紧固转移抱紧螺杆，各部件安装调整可靠。装置具体实施完成。

通过现场装拆和机组增效扩容反复使用检验该装置消除了原来的专用器具使用环节中诸多安全风险。将安装位置提升到支持盖上，规避了水位对安装的要求前提，大大减少了装拆环节过程，节省了许多人工财力。变转轮室内作业为支持盖上作业，使得转轮室内作业安全监控盲区改变为作业安全透明区。该装置的研制应用，还可在发电机抢修和防大洪水有必要拆吊出发电机转子时，很快安装固定水轮机转动部分，使发电机的抢修或防洪快速进行。

总之该装置的研制应用成功地消除了以往安全上、技术上、人力上、应急抢修防洪时的诸多风险和困难，适应了现代化企业安全高效的理念。

此装置按照厂设备尺寸进行设计、制作，可根据不同小型机组进行装置尺寸调整。适用于5000kW及以下立式水轮发电机组转轮吊装重荷转移，已在实验的4台1150kW水轮发电机组上成功应用发电机SF1150-24/260、水轮机ZD660a-LH-180)。

实施例2

如图1-3所示，本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，在实施例1的基础上，两件所述销轴安装立板7之间的撑杆销螺栓6上连接有支撑杆8。所述支撑杆8下端通过套筒套设在撑杆销螺栓6上。所述支撑杆8上端设有螺栓头，所述支撑杆8通过螺栓头与水轮机主轴法兰12连接。

支撑杆：在转移梁抱紧水轮机主轴承载荷重的基础上加强荷重的承转，避免在主轴上增加防滑件损害主轴的完好性。

本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，安全上要消除作业人员安装和拆除装置以及利用装置调整转轮轴的安全风险，使现场作业管理安全简化、易行。技术上实现转轮负荷转移灵活，可调轴中心和转轴高程。改变原来重荷转移方式和位置，形式上要简单、转移安装要更省力。不得在水轮机上增加任何部件，不改变水轮机的设计应用。

通过现场装拆和机组增效扩容反复使用检验该装置消除了原来的专用器具使用环节中诸多安全风险。将安装位置提升到支持盖上，规避了水位对安装的要求前提，大大减少了装拆环节过程，节省了许多人工财力。变转轮室内作业为支持盖上作业，使得转轮室内作业安全监控盲区改变为作业安全透明区。该装置的研制应用，还可在发电机抢修和防大洪水有必要拆吊出发电机转子时，很快安装固定水轮机转动部分，使发电机的抢修或防洪快速进行。

总之该装置的研制应用成功地消除了以往安全上、技术上、人力上、应急抢修防洪时的诸多风险和困难，适应了现代化企业安全高效的理念。

实施例3

如图1-3所示，一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移方法，包括步骤：

步骤1将两根荷重转移梁1分别安放于水轮机支持盖上能抱夹水轮机主轴11的位置；

步骤2分别装入转移梁紧固螺栓4和转移梁间隔套5拧紧螺母以便调整调节螺杆3，使支撑杆8受力；

步骤3将对应于支撑杆8安装位的两颗撑杆销螺栓6拆下；

步骤4将支撑杆8焊有大轴螺栓头的一端投入水轮机主轴法兰12螺栓头孔内，支撑杆8另一端插入转移梁支撑杆座内，装上撑杆销螺栓6使支撑杆8与荷重转移梁1连接；

步骤5调整调节螺杆3使支撑杆8受力均匀，并测量转移梁四角高度一致，并使调节螺杆3受力牢固；

步骤6紧固转移梁紧固螺栓4，使各部件安装调整牢固，荷重转移实施完成。

本发明一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移方法，安全上要消除作业人员安装和拆除装置以及利用装置调整转轮轴的安全风险，使现场作业管理安全简化、易行。技术上实现转轮负荷转移灵活，可调轴中心和转轴高程。改变原来重荷转移方式和位置，形式上要简单、转移安装要更省力。不得在水轮机上增加任何部件，不改变水轮机的设计应用。

通过现场装拆和机组增效扩容反复使用检验该装置消除了原来的专用器具使用环节中诸多安全风险。将安装位置提升到支持盖上，规避了水位对安装的要求前提，大大减少了装拆环节过程，节省了许多人工财力。变转轮室内作业为支持盖上作业，使得转轮室内作业安全监控盲区改变为作业安全透明区。该装置的研制应用，还可在发电机抢修和防大洪水有必要拆吊出发电机转子时，很快安装固定水轮机转动部分，使发电机的抢修或防洪快速进行。

总之该装置的研制应用成功地消除了以往安全上、技术上、人力上、应急抢修防洪时的诸多风险和困难，适应了现代化企业安全高效的理念。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，包括荷重转移梁（1）和荷重调节装置，其特征在于：所述荷重转移梁（1）中部内侧设有与水轮机主轴（11）抱紧配合的弧型槽（10），在荷重转移梁（1）两端部外侧分别设有荷重调节装置，两件荷重转移梁（1）对称设置通过转移梁紧固螺栓（4）连接抱紧在水轮机主轴（11）上；

所述荷重调节装置包括调节螺套（2）和调节螺杆（3），所述调节螺套（2）连接在荷重转移梁（1）的立壁上，所述调节螺杆（3）螺纹连接在调节螺套（2）内，通过调节调节螺杆（3）改变荷重转移梁（1）的荷重转移高度；

将两根荷重转移梁（1）分别安放于水轮机支持盖上能抱夹水轮机主轴（11）的位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：所述荷重转移梁（1）采用工字钢制成。

3.根据权利要求1所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：两件所述荷重转移梁（1）之间的转移梁紧固螺栓（4）上套设有转移梁间隔套（5）。

4.根据权利要求1所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：所述荷重转移梁（1）中部上下面均设有加强板（9），所述加强板（9）上与荷重转移梁（1）对应也开设有与水轮机主轴（11）抱紧配合的弧型槽（10）。

5.根据权利要求4所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：所述加强板（9）上弧型槽（10）两侧分别设有销轴安装立板（7），两件荷重转移梁（1）上的销轴安装立板（7）对应通过撑杆销螺栓（6）连接，两件荷重转移梁（1）上对应的两件销轴安装立板（7）以及撑杆销螺栓（6）构成转移梁支撑杆座。

6.根据权利要求5所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：两件所述销轴安装立板（7）之间的撑杆销螺栓（6）上连接有支撑杆（8）。

7.根据权利要求6所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：所述支撑杆（8）下端通过套筒套设在撑杆销螺栓（6）上。

8.根据权利要求7所述的一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移装置，其特征在于：所述支撑杆（8）上端设有螺栓头，所述支撑杆（8）通过螺栓头与水轮机主轴法兰（12）连接。

9.一种用于立式水轮机转动部分的荷重转移方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1）将两根荷重转移梁（1）分别安放于水轮机支持盖上能抱夹水轮机主轴（11）的位置；

步骤2）分别装入转移梁紧固螺栓（4）和转移梁间隔套（5）拧紧螺母以便调整调节螺杆（3），使支撑杆（8）受力；

步骤3）将对应于支撑杆（8）安装位的两颗撑杆销螺栓（6）拆下；

步骤4）将支撑杆（8）焊有大轴螺栓头的一端投入水轮机主轴法兰（12）螺栓头孔内，支撑杆（8）另一端插入转移梁支撑杆座内，装上撑杆销螺栓（6）使支撑杆（8）与荷重转移梁（1）连接；

步骤5）调整调节螺杆（3）使支撑杆（8）受力均匀，并测量转移梁四角高度一致，并使调节螺杆（3）受力牢固；

步骤6）紧固转移梁紧固螺栓（4），使各部件安装调整牢固，荷重转移实施完成；

所述荷重转移梁（1）中部内侧设有与水轮机主轴（11）抱紧配合的弧型槽（10），在荷重转移梁（1）两端部外侧分别设有荷重调节装置；

所述荷重调节装置包括调节螺套（2）和调节螺杆（3），所述调节螺套（2）连接在荷重转移梁（1）的立壁上，所述调节螺杆（3）螺纹连接在调节螺套（2）内；

两件所述荷重转移梁（1）之间的转移梁紧固螺栓（4）上套设有转移梁间隔套（5）；

荷重转移梁（1）中部上下面均设有加强板（9），所述加强板（9）上与荷重转移梁（1）对应也开设有与水轮机主轴（11）抱紧配合的弧型槽（10）；

所述加强板（9）上弧型槽（10）两侧分别设有销轴安装立板（7），两件荷重转移梁（1）上的销轴安装立板（7）对应通过撑杆销螺栓（6）连接，两件荷重转移梁（1）上对应的两件销轴安装立板（7）以及撑杆销螺栓（6）构成转移梁支撑杆座；

两件所述销轴安装立板（7）之间的撑杆销螺栓（6）上连接有支撑杆（8）；

所述支撑杆（8）上端设有螺栓头，所述支撑杆（8）通过螺栓头与水轮机主轴法兰（12）连接。