CN108266238A - 汽轮机顶轴系统 - Google Patents

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CN108266238A CN201711405413.8A CN201711405413A CN108266238A CN 108266238 A CN108266238 A CN 108266238A CN 201711405413 A CN201711405413 A CN 201711405413A CN 108266238 A CN108266238 A CN 108266238A
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高进
郭勇
曹寒
李溶江
何江南
赵先波
陈丹
陈延强
祁乃斌
马骏
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DEC Dongfang Turbine Co Ltd
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DEC Dongfang Turbine Co Ltd
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/20—Lubricating arrangements using lubrication pumps

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Abstract

本发明公开了一种汽轮机顶轴系统，包括顶轴油泵，供油管，轴承，所述轴承底部正下方开设有顶轴油孔，位于轴承底部正下方轴瓦表面开设有顶轴油囊，顶轴油孔从轴承底部正下方延伸至轴承底部正下方轴瓦上并位于顶轴油囊底面中部位置，顶轴油孔两端分别连接供油管和顶轴油囊，所述顶轴油泵通过供油管，顶轴油孔为顶轴油囊提供高压油，其特点是至少还有2个或2个以上的顶轴油囊以及与顶轴油囊数量相同的顶轴油孔沿周向相对于轴承轴向中心线对称分布于轴承的承载区域内。该顶轴系统不仅能提供大的垂直顶起力，而且也能提供大的水平力，有效地提高轴承对水平干扰力的抵抗，保证了顶起稳定性。

Description

汽轮机顶轴系统
技术领域
本发明涉及大型旋转机械顶轴系统，具体地涉及汽轮机的顶轴系统。
背景技术
大型旋转机械如汽轮机中所采用的滑动轴承承载的载荷大，在启停过程低转速运行时不能建立足够的油膜，容易发生碾瓦问题。汽轮机顶轴系统的作用就是在汽轮机启停过程中将转子顶起，并在转子轴颈和径向支撑轴瓦承力面之间形成油膜，起到避免或减轻轴瓦磨损的作用。而顶轴系统的顶轴油囊结构和布置直接影响到顶轴系统的工作效果，通常情况下，将顶轴油孔开在轴承底部，高压油通过顶轴系统的顶轴油孔进入设置在轴承瓦块底部的顶轴油囊，进而在轴承底部形成静压油膜。如图2所示，为现有技术中常用的一种顶轴油囊的布置方式。再如：（1）、在《东方电气评论》2003年第17卷第2期中一篇名为“顶轴系统的设计”文章公开了一种大型汽轮机组轴承承载区内设置的顶轴系统，其顶轴系统的顶轴油囊位置在轴承轴瓦的正下方。（2）、在《热力透平》2013年02期中的一篇名为“滑动轴承顶轴油设计”公开了一种滑动轴承顶轴装置，其顶轴装置的顶轴油囊也在瓦块底部设置。
然而，因上述汽轮机顶轴系统中滑动轴承顶轴油囊均开在轴瓦底部，在机组启动或停止过程中低转速运行时，由于水平扰动的作用可使转子发生侧偏，使转子和轴承不能完全被润滑油隔开甚至发生摩擦或碰撞，致使轴瓦表面可能产生损伤。
发明内容
为了克服现有汽轮机顶轴系统因顶轴油囊开在轴瓦底部产生的水平扰动力而导致转子产生侧偏现象，本发明提供了一种新型的顶轴系统，能有效避免转子侧偏而导致轴瓦磨损。
实现本发明的技术方案是：
本发明提供的一种汽轮机顶轴系统，包括顶轴油泵，供油管，轴承，所述轴承底部正下方开设有顶轴油孔，位于轴承底部正下方轴瓦表面开设有顶轴油囊，顶轴油孔从轴承底部正下方延伸至轴承底部正下方轴瓦上并位于顶轴油囊底面中部位置，顶轴油孔两端分别连接供油管和顶轴油囊，所述顶轴油泵通过供油管，顶轴油孔为顶轴油囊提供高压油，至少还有2个或2个以上的顶轴油囊以及与顶轴油囊数量相同的顶轴油孔沿周向相对于轴承轴向中心线对称分布于轴承的承载区域内。
所述顶轴油囊在轴承轴瓦表面呈现出的形状为方形。
所述顶轴油囊在轴承轴瓦表面呈现出的形状为圆形。
所述顶轴油囊在轴承轴瓦表面呈现出的形状为椭圆形。
本发明的有益效果：
显然地，该顶轴系统在顶轴油泵提供一定的进油压力下，位于轴承底部瓦块正下方的顶轴油囊不仅能提供大的垂直顶起力，而且由于在轴承底部瓦块承载面上还设置有沿周向排列的多个顶轴油囊，该顶轴油囊能提供大的水平力，有效地提高了轴承对水平干扰力的抵抗，保证了顶起稳定性。
附图说明
图1为顶轴系统外观结构示意图
图2为现有顶轴系统中顶轴油囊布局示意图
图3为本发明提供的顶轴系统中顶轴油囊布局示意图
图4为图3的A向视图
图5为图4沿A-A方向视图
图6为图4沿B-B方向视图
图中标号表示：1、顶轴油泵 2、供油管 3、轴承 4、顶轴油孔 5、顶轴油囊。
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术进行说明。
由图1可知，汽轮机顶轴系统包括顶轴油泵1，供油管2，轴承3三大部分。参见图3、图4、图5或图6，在轴承3底部区域开设有顶轴油孔4，在轴承3底部区域轴瓦表面开设有顶轴油囊5，（业内人员悉知，顶轴油囊5也即开设在轴瓦表面的凹槽），顶轴油孔4从轴承3底部区域延伸至轴承3底部轴瓦上并位于顶轴油囊5底面中部位置，除轴承3底部轴瓦正下方设置有顶轴油囊5外，至少还有2个或2个以上的顶轴油囊5以及与顶轴油囊5数量相同的顶轴油孔4沿周向相对于轴承3轴向中心线对称分布于轴承3的承载区域内。
系统工作时，顶轴油泵1将高压油输出到与之连接的供油管2，再通过与供油管2连接的顶轴油孔4将高压油输入到各顶轴油囊5，分布在不同位置的各顶轴油囊5产生相应的作用力将转子顶起。由于顶轴油囊5分布的特点，在位于轴承3底部瓦块正下方的顶轴油囊5提供大的垂直顶起力的同时，在轴承3底部轴瓦承载面上沿周向相对于轴承3轴向中心线对称分布的多个顶轴油囊5也提供了较大和相对平衡的水平力，确保转子不产生侧偏。
如图3和图4所示的实施例中，除轴承3底部正下方设置有一个顶轴油囊5外，在轴承3承载区域轴瓦表面沿周向还有4个沿轴向对称分布的顶轴油囊5，顶轴油囊5在轴承3轴瓦表面呈现出的形状为方形。
参见图3，考虑到顶轴油囊5顶起作用力大小、方向等设计要求，以及顶轴油囊5制造工艺等因素，顶轴油囊5在轴承3轴瓦表面呈现出的形状可为方形，还可以是圆形、椭圆形（图略），或其它形状。
应当理解的是，除图3所示实施例中所展现出的顶轴油囊5的位置、数量和排列方式外，顶轴油囊5的位置、数量和排列方式是可以有多种组合的。特别是顶轴油囊5的位置和排列方式应不限于本实施例，可以是多样的，如，平行、不平行、或排列成一特定图案等。总之，在轴承3底部承载区内轴瓦表面沿周向设置的顶轴油囊5的位置、数量和排列方式应当服从于为了得到更好的顶起效果这一根本目的，综合考虑轴承承载的载荷大小、顶轴油压力，轴承结构特点，制造工艺等因素而得出。
一般情况下，与顶轴油泵1外部连接的供油管2，以及设置在轴承3底部区域的顶轴油孔4与顶轴油囊5是一一对应的，但也并非必须这样，前提是需要考虑以下因素：（1）顶轴油囊5的数量、位置与排列形式的设计要求；（2）轴承3底部结构特点、顶轴油孔4分布位置和数量是否有利于供油管2的高压油可顺利地通过顶轴油孔4为对应的每个顶轴油囊5供给高压油、顶轴油孔4的制造工艺限制等等。

Claims (4)

1.一种汽轮机顶轴系统，包括顶轴油泵(1)，供油管(2)，轴承（3），所述轴承（3）底部正下方开设有顶轴油孔(4)，位于轴承（3）底部正下方轴瓦表面开设有顶轴油囊(5)，顶轴油孔（4）从轴承（3）底部正下方延伸至轴承（3）底部正下方轴瓦上并位于顶轴油囊（5）底面中部位置，顶轴油孔（4）两端分别连接供油管（2）和顶轴油囊(5)，所述顶轴油泵(1)通过供油管(2)，顶轴油孔(4)为顶轴油囊（5）提供高压油，其特征在于，至少还有2个或2个以上的顶轴油囊（5）以及与顶轴油囊（5）数量相同的顶轴油孔(4)沿周向相对于轴承（3）轴向中心线对称分布于轴承（3）的承载区域内。
2.根据权利要求1所述的汽轮机顶轴系统，其特征在于，所述顶轴油囊（5）在轴承（3）轴瓦表面呈现出的形状为方形。
3.根据权利要求1所述的汽轮机顶轴系统，其特征在于，所述顶轴油囊（5）在轴承（3）轴瓦表面呈现出的形状为圆形。
4.根据权利要求1所述的汽轮机顶轴系统，其特征在于，所述顶轴油囊（5）在轴承（3）轴瓦表面呈现出的形状为椭圆形。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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