RO121392B1

RO121392B1 - Placă de bază pentru turbine şi echipament pentru generarea energiei electrice

Info

Publication number: RO121392B1
Application number: ROA200300940A
Authority: RO
Inventors: Trong Long Than; Kimoto Atsushi; Yoshioka Yomei; Fujiwara Toshihiro; Watanabe Osamu
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2007-04-30
Also published as: US6966753B2; JP2002349289A; CN1511220A; CZ302346B6; CN100363596C; US20040144078A1; WO2003006800A1; AU2002309022B2; CZ20033168A3

Abstract

Invenţia se referă la o placă de bază utilizată la instalarea unei turbine cu abur ?i la un echipament pentru generarea energiei electrice, care utilizează această placă de bază. Placa (20)de bază cuprinde un corp (20a) al plăcii de bază, confecţionat dintr-un material metalic, dispus pe partea de suportare a turbinei, ?i un element (20b) de glisare, confecţionat dintr-un material cu autolubrifiere, format pe suprafaţa corpuluiplăcii (20) de bază, pe partea tălpii (10) de presgarnitură.

Description

Invenția se referă la o placă de bază utilizată la instalarea unei turbine cu abur și la un echipament pentru generarea energiei electrice, care utilizează această placă de bază.

Pentru a face față expansiunii aburului, schimbărilor de temperatură și schimbărilor de volum, turbina de abur convențională, utilizată pentru o instalație de generare a energiei electrice, de mare capacitate, poate fi în general împărțită în trei secțiuni, și anume: o secțiune de turbină de înaltă presiune, o secțiune de turbină de medie presiune și o secțiune de turbină de presiune scăzută. Pentru aceasta, este prevăzută o turbină de presiune ridicată, o turbină de presiune medie și o turbină de presiune scăzută, în ordinea nivelului presiunii și temperaturii.

în plus, în scopul economisirii energiei și resurselor, și pentru armonizarea mediului înconjurător global, se combină o turbină cu gaz și o turbină cu abur pentru a reduce cantitatea reziduală de bioxid de carbon, efectuându-se apoi un ciclu combinat de generare a energiei electrice.

Instalația de generare a energiei electrice, cu ciclu combinat, pe un singur ax, din stadiul tehnicii este mulțumitoare în ceea ce privește performanța și capabilitatea sa de operare și, ca urmare, turbina cu gaz a acesteia a devenit, în ultimul timp, operabilă pe scară largă și la volum mare, iar turbina cu abur de volum mare a devenit operabilă la temperaturi ridicate, cu reciclare de căldură.

Fig. 1 ilustrează un exemplu de structură a axului generatorului electric cu ciclu combinat pe un singur ax la nivelul tehnicii actuale, având un volum relativ mic, o temperatură scăzută a aburului și funcționând fără reciclarea căldurii. O turbină 2 de gaz, conectată în mod direct la un compresor 1, este conectată la un ax al generatorului 4 prin intermediul unui mecanism de cuplare rigid. Axul generatorului 4 este conectat de asemenea la o turbină 6 cu abur, prin intermediul unui mecanism 5 de cuplare cu diafragmă. în continuare, un lagăr 7 axial este prevăzut pe latura exterioară a compresorului 1 și a turbinei 6 cu abur.

Totuși, în instalațiile convenționale menționate mai înainte, o dilatare a axului de-a lungul axei sale poate fi absorbită de mecanismul de cuplare cu diafragmă, și în consecință, aceasta permite prezența unui lagăr axial pe fiecare turbină cu gaz, respectiv pe fiecare turbină cu abur, și atunci, turbina cu gaz și turbina cu abur nu se afectează reciproc una pe cealaltă, ele fiind independente una față de cealaltă, permițând proiectarea independentă a acestor turbine. Apoi, întrucât turbina cu abur are un volum relativ mic, ea poate fi de dimensiuni mici, și în continuare, din cauză că o turbină cu abur de joasă presiune poate fi operată la o forță centrifugală scăzută a paletei turbinei și la o temperatură scăzută a aburului său primar, un rotor de turbină cu abur poate fi același cu un rotor confecționat pentru aceleași caracteristici.

Pe de altă parte, în scopul de a îmbunătăți eficiența energetică a instalației cu ciclu combinat, turbina cu gaz și turbina cu abur ar trebui dimensionate pentru a avea un volum mare, pentru a face ca aburul să fie recirculat și reîncălzit și pentru ca acesta să fie la temperatură mai ridicată. Pentru aceasta, s-a propus o instalație de generare a energiei electrice, de volum mare, cu ciclu combinat, pe un singur ax, așa cum este arătat în fig. 2, care ilustrează structura axului său.

Cu alte cuvinte, mecanismul 5 de cuplare cu diafragmă, așa cum este utilizat în instalația din fig. 1, a devenit mult subdimensionat în ceea ce privește capacitatea de transmisie, producând astfel multe probleme, cum ar fi de exemplu generarea de zgomot și de suflu. Pentru aceasta, asemenea instalații de generare a energiei electrice, de volum mare, cu ciclu combinat pe același ax, ar trebui să fie așa cum se arată în fig. 2, în care turbina cu gaz, turbina cu abur și generatorul sunt conectate printr-un mecanism 3 cu cuplare rigidă.

RO 121392 Β1 întrucât dilatarea termică a axului nu poate fi absorbită într-o asemenea structură, 1 este prevăzut un lagăr axial numai într-o poziție a axului compresorului 1 al turbinei cu gaz. Pentru aceasta, în scopul de a reduce la minimum diferența de dilatare termică care are loc 3 între porțiunea care nu se mișcă și porțiunea rotativă a turbinei cu abur, turbina 6 cu abur trebuie să fie poziționată între compresorul 1 al turbinei cu gaz, în apropierea lagărului 7 axial, 5 și a generatorulului 4.

Suplimentar, o turbină cu abur 6 este împărțită într-o turbină de presiune ridicată 6a, 7 o turbină de presiune medie 6b și o turbină de presiune scăzută 6c, și ieșirea din turbina de presiune medie 6b este conectată printr-o țeavă 8 de conectare. 9

Fig. 3 ilustrează o vedere în secțiune a unui exemplu de realizare a unei turbine cu abur, la o funcționare într-o instalație de generare a energiei electrice, de volum mare, cu 11 ciclu combinat, pe un singur ax. în acest desen, o conexiune pe partea unei turbine cu gaz este arătată în partea dreaptă a desenului, care este partea turbinei de înaltă presiune. 13

Așa cum este arătat, turbina cu gaz și turbina cu abur sunt fixate pe un soclu din beton, prin intermediul unei tălpi de presgarnitură și al unei plăci de bază. De exemplu, lătur- 15 bina 6 cu abur, așa cum se arată în fig. 3, o talpă 10 de presgarnitură este fixată pe un soclu 9 cuprinzând un bloc de beton, și un suport pentru lagăr 11 al turbinei cu abur și o placă 12 17 de bază fixă sunt poziționate pe talpa 10 presgarniturii.

Talpa 10 de presgarnitură și placa 12 de bază sunt prevăzute să gliseze una față de 19 cealaltă și o astfel de structură permite controlul sau atenuarea schimbărilor în ceea ce privește aliniamentul axului datorită forței de reacție împotriva dilatării termice și forței de împin- 21 gere a turbinei cu gaz, și deci controlul vibrațiilor și al zgomotului.

Totuși, în scopul de a economisi energie și de a face economii, turbina cu gaz și tur- 23 bina cu abur au fost proiectate să aibă un volum mai mare, și suplimentar turbina cu abur este proiectată pentru a utiliza căldura reciclată și o temperatură mai ridicată a aburului. 25 Pentru aceasta, lungimea și greutatea axului au fost crescute și greutatea plăcii de bază, care suportă fiecare dintre aceste turbine, a fost crescută și ea. Atunci când axul trebuie să 27 se rotească la viteze foarte mari, aliniamentul axului se va schimba, generând vibrații intense și zgomot. 29 în special, într-o instalație de generare a energiei electrice, cu ciclu combinat, pe un singur ax, un compresor, o turbină cu gaz, un generator, o turbină cu abur sunt conectate 31 pe același ax printr-un mecanism de cuplare rigid, și în plus, un asemenea ax rotativ este lung, astfel încât s-ar putea să apară vibrații severe și zgomot chiar dacă are loc numai o 33 deplasare mică a aliniamentului. în instalațiile de generare a energiei electrice, de volum mare, cu ciclu combinat, pe un singur ax, s-ar putea să apară vibrații și zgomote și mai 35 severe.

în stadiul cunoscut al tehnicii, sunt prevăzute caneluri pentru ulei pe suprafața plăcii 37 de bază, pentru lubrifiere, astfel încât să îmbunătățească glisarea între talpa presgarniturii și placa de bază, reducând astfel sarcina aplicată pe placa de bază. 39

Totuși, reducerea în continuare a sarcinii aplicate pe placa de bază este necesară pentru a face glisarea mai ușoară și în special la instalațile de generare a energiei electrice, 41 cu o capacitate mai mare, cu ciclu combinat, pe un singur ax, în care schimbarea aliniamentului îl va afecta mai tare. 43 în continuare, atunci când este utilizat un lubrifiant de ungere la temperaturi ridicate, după un anumit timp, acesta se va solidifica și își va pierde proprietățile sale lubrifiante, și 45 ca atare glisarea ușoară a plăcii de bază nu se poate menține un timp îndelungat, și prin urmare lubrifiantul trebuie înlocuit cu unul nou, atunci când lubrifiantul vechi s-a solidificat 47 într-un interval predeterminat. în acest caz, este necesară forță de muncă și costuri pentru o astfel de întreținere. 49

RO 121392 Β1

Un obiectiv al prezentei invenții este acela de a asigura o placă de bază având costuri de întreținere reduse și în anumite cazuri de a elimina întreținerea periodică, cum arfi adăugarea de lubrifiant, la realizarea unei glisări ușoare a tălpii de presgarnitură, și care să atenueze în mod eficient, forța de reacție împotriva dilatării datorită căldurii și schimbării în aliniamentul structurii axului datorită forței axiale de împingere a turbinei cu gaz, și de a controla în continuare generarea de vibrații și zgomote.

Placa de bază, utilizată pentru turbine în conformitate cu prezenta invenție, cuprinde o talpă de presgarnitură montată pe un soclu și o placă de bază prevăzută într-un spațiu amplasat la baza turbinei, în care corpul plăcii de bază cuprinde un material metalic poziționat pe partea de jos a turbinei, și în plus un material autolubrifiant format pe suprafața tălpii de presgarnitură a corpului plăcii de bază.

în continuare, un alt obiectiv al prezentei invenții este acela de a asigura un echipament al generatorului de energie electrică, utilizând placa de bază menționată mai sus la o turbină cu bune proprietăți de glisare ca placă de bază pentru suportarea turbinei pe soclu.

Echipamentul generatorului electric din prezenta invenție cuprinde o talpă de presgarnitură montată pe soclu și o turbină poziționată pe talpa de presgarnitură, prin intermediul plăcii de bază, și se caracterizează printr-o placă de bază, așa cum este descrisă în revendicări.

în continuare, se face o scurtă descriere a desenelor.

Fig. 1 reprezintă o vedere ilustrând schematic structura axului la instalațiile de generare a energiei electrice, cu ciclu combinat, pe un singur ax, din stadiul tehnicii.

Fig. 2 reprezintă o vedere ilustrând schematic o altă structură a axului la instalațiile de generare a energiei electrice, de mare capacitate, cu ciclu combinat, pe un singur ax, din stadiul tehnicii.

Fig. 3 reprezintă o vedere ilustrând schematic, în secțiune, turbina cu abur din stadiul tehnicii.

Fig. 4 reprezintă o vedere în secțiune a plăcii de bază utilizate pentru turbină, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 5 reprezintă o vedere ilustrând apariția plăcii de bază cu adânciturile așa cum sunt ele realizate, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 6 este o ilustrare schematică a unei vederi în secțiune a plăcii de bază, cu adânciturile așa cum sunt ele realizate, în care este montat un element de glisare.

Fig. 7 este o ilustrare schematică a unei vederi în plan, a suprafeței stratului poros, așa cum se formează pe placa metalică, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 8 reprezintă în secțiune placa de bază, așa cum este combinată cu stratul poros, cum este ilustrat în fig. 7, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 9 reprezintă o vedere ilustrând schematic un alt mod de realizare al stratului poros, în care sunt formați pori în placa metalică, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 10 reprezintă o vedere ilustrând schematic o secțiune în placa de bază, cum este îmbinată cu stratul poros, așa cum este ilustrat în fig. 9, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 11 reprezintă o vedere ilustrând schematic un corp al plăcii de bază, cu stratul poros compus din sârmă, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 12 reprezintă o vedere ilustrând schematic un alt corp al plăcii de bază, cu stratul poros compus din particule sferice, în conformitate cu prezenta invenție.

Fig. 13 este o ilustrare schematică a unei vederi în secțiune a structurii porțiunii de montaj a plăcii de bază, poziționată pe un echipament de generare a energiei electrice.

RO 121392 Β1 în continuare, se prezintă modul de implementare a invenției. 1 (Placă de bază utilizată pentru turbină)

Fig. 4 ilustrează o placă 20 de bază utilizată pentru o turbină. Placa 20 de bază 3 cuprinde un corp al plăcii 20a de bază și un element 20b de glisare drept element esențial.

Un corp 20a al plăcii de bază cuprinde un material metalic având o rezistență dată, 5 proprietățile acestuia nefiind în mod esențial restricționate. Pentru aceasta, placa de bază metalică convențională care a fost utilizată poate fi utilizată în continuare; de exemplu, oțelul 7 cum arfi AISI (American Iron and Steel Institute) 1045 și AISI4130 pot fi utilizate ca material pentru corpul plăcii de bază din prezenta invenție. 9

Un element 20b de glisare, cuprinde un material cu autolubrifiere și materialul din care este alcătuit elementul 20b de glisare poate să fie un material organic autolubrifiant, un 11 material anorganic sau un material cu autolubrifiere combinat.

Aici mai jos, materialul autolubrifiant sau materialul cu autolubrifiere trebuie să 13 prezinte coeficienți scăzuți de frecare. Motivul utilizării materialului autolubrifiant drept un material al elementului 20b de glisare este bazat pe faptul că placa de bază este poziționată 15 pe o talpă de presgarnitură fixată pe un soclu și care trebuie să gliseze ușor pe talpa de presgarnitură în timpul operării. 17

Materialul autolubrifiant este aplicat pe partea plăcii de bază care este față în față și în contact cu talpa de presgarnitură, astfel încât să formeze o alunecare ușoară între placa 19 de bază și talpa presgamiturii.

Mai mult decât atât, prin aplicarea unui asemenea material autolubrifiant, necesitatea 21 introducerii unui lubrifiant între placa de bază și talpa de presgarnitură poate fi îndepărtată, reducând în acest fel mult din costul de întreținere. 23

Materialul autolubrifiant care trebuie să fie aplicat prezintă în mod preferabil o valoare a coeficientului de frecare mai mică decât 0,30 între elementul de alunecare și talpa presgar- 25 niturii. Aceasta permite o glisare ușoară între placa de bază și talpa presgamiturii, pentru a controla suplimentar în mod mai eficient și într-o măsură mai mare schimbarea aliniamentului 27 unui ax datorită forțelor de reacție împotriva dilatărilor termice ale axului și ale forței axiale de împingere a turbinei cu gaz, și prin aceasta reducând la minimum generarea de vibrații 29 și de zgomot. Coeficientul de frecare poate fi de preferință mai mic decât 0,2.

Pot fi enumerate drept materiale anorganice cu autolubrifiere pentru a fi aplicate pe 31 elementul de glisare un material metalic sau un material ceramic. Ca material metalic, poate fi folosit de exemplu cuprul sau aliajele de cupru. în continuare, ca material ceramic, poate 33 fi folosit cărbunele, grafitul, MoS2, BN, SiC, AIN și TiN. Aceste materiale potfi utilizate singure sau în combinații. 35

Materialul organic cu autolubrifiere poate fi un material sintetic cu autolubrifiere. Drept materiale sintetice cu autolubrifiere, pentru a fi folosite pe elementul de glisare, s-ar putea 37 menționa, de exemplu tetrafluoretilena, tetrafluor-perfluoralcoxi etilenă, polieter eter cetonă și poliimide având coeficientul de frecare scăzut. Aceste materiale pot fi utilizate singure sau 39 în combinații.

Modulul de elasticitate la compresie (E) al materialului cu autolubrifiere este preferabil 41 să fie mai mare decât 500 MPa. La utilizarea materialului având modulul de elasticitate la compresie (E) mai mare de 500 MPa, deformarea datorită greutății turbinei cu gaz și a turbi- 43 nei cu abur poate fi controlată, și în acest fel se poate reduce deplasarea în ceea ce privește aliniamentul și deci generarea de vibrații și zgomot. 45

Materialul cu autolubrifiere care formează elementul de glisare poate fi material de armare (compozit). Materialul de armare poate fi alcătuit din fibre de sticlă, fibre de carbon, 47 fibre de grafit sau fibre ceramice, sau materiale speciale care le cuprind pe acestea.

RO 121392 Β1

Atunci când se utilizează materialul de armare, diametrul mediu al fibrelor este preferabil să fie cuprins în intervalul 0,05 și 100 pm. Dacă diametrul mediu este mai mic de 0,05 pm, randamentul sau eficiența în procesul de fabricare scade, iarcosturile privind materialul cresc. Dacă diametrul mediu este mai mare decât 100 pm, starea de dispersie nu va fi bună. Diametrul mediu este cuprins în mod preferabil în domeniul 0,1 până la 50 pm și mai preferabil este cuprins în domeniul 1 până la 10 pm. Raportul privind aspectul materialului de armare fibros este preferabil să fie în domeniul 10 până la 100. Lungimea fibrelor de material este preferabil să fie cuprinsă în domeniul 10 până la 100 pm.

Cantitatea de material de armare este preferabil să fie cuprinsă între 5 până la 50% în greutate și poate fi modificată în funcție de cerințe. Dacă conținutul este mai mic decât 5% în greutate, efectul de armare nu este suficient. Dacă conținutul este mai mare de 50% în greutate, efectul de armare s-ar putea să nu fie realizat, și suplimentar, acest material compozit va fi dificil de preparat. Conținutul de material de umplere pentru armare este în mod preferabil cuprins în domeniul 5 până la 30% în greutate, și în continuare mai preferabil între 10 și 20% în greutate.

Elementul de glisare cuprinde o placă de bază și un material de glisare, în care deformarea elastică prin compresie (At) a numitului material cu autolubrifiere este în mod preferabil mai mică decât 0,1 mm, în care placa de bază este încărcată pe suprafață la presiunea (o) și presiunea materialului cu autolubrifiere are un modul de elasticitate la compresie (E) și materialul de alunecare are o grosime (t).

Cu alte cuvinte, deformația elastică la compresie (At) a numitului material cu autolubrifiere ar trebui să fie mai mică decât 0,1, luând în considerare presiunea de încărcare (o) a plăcii de bază, modulul de elasticitate la compresie (E) al materialului cu autolubrifiere, în care : At = e x t ε = o/E în care At: deformația elastică la compresie (mm);

t: grosimea materialului de glisare (mm);

e : coeficient de deformare;

o : presiunea de încărcare ( MPa);

E: modulul de elasticitate la compresie (MPa) a numitului material cu autolubrifiere.

Trebuie să fie menționat aici faptul că grosimea (t) a materialului cu autolubrifiere trebuie să fie o grosime efectivă a corpului plăcii de bază, care exclude grosimea sau adâncimea canelurilor așa cum sunt ele formate pe suprafața sa și grosimea stratului poros autolubrifiant și un astfel de material cu autolubrifiere atunci când asemenea caneluri și stratul cu autolubrifiere sunt formate pe suprafața acestuia.

Corpul plăcii de bază și materialul de glisare pot fi îmbinate prin intermediul legăturilor chimice sau al legăturilor mecanice sau al unui strat intermediar. Legăturile chimice pot avea loc prin legarea cu un adeziv, de exemplu un corp al plăcii de bază și un element de glisare sunt produse separat și apoi integrate prin intermediul unui adeziv.

Cealaltă metodă pentru prepararea elementului de glisare poate include o căptușire, acoperire, turnare prin compresie sau turnare prin injecție a materialului autolubrifiant pe suprafața plăcii de bază și, în continuare, o formare în straturi la rece, și o stratificare prin topire la cald pe suprafață, sau suplimentar, materialul cu autolubrifiere poate fi aplicat pe suprafața plăcii de bază, și o tehnologie de căptușire, turnare prin compresie și turnare prin injecție poate fi utilizată pentru a forma stratul autolubrifiant pe cale termică, pe suprafața corpului plăcii de bază. Aceste tehnologii pot fi selectate în funcție de proprietățile materialului cu autolubrifiere ce urmează a fi format.

RO 121392 Β1 în continuare, se explică modul de realizare a prezentei invenții, cu referire la desene, 1 după cum urmează.

Fig. 5 este o vedere ilustrând în mod schematic o structură a canelurilor 21 formate 3 pe suprafața corpului 20a al plăcii de bază pe care urmează a fi format elementul de glisare. Multiplele caneluri 21 pot fi formate de exemplu în paralel pe suprafața cu care elementul de 5 glisare este în contact și lățimea canelurilor 21 este în mod gradat redusă așa cum s-a arătat de-a lungul porțiunii puțin adânci a canelurilor. 7

Așa cum este arătat în fig. 6, o porțiune a unui element 20b de glisare este introdus în corpul 20a al plăcii de bază, pentru a face ca placa 20 să fie utilizată pentru turbină, prin 9 aplicarea unei rășini topite din materialul autolubrifiant pe canelurile 21, pentru a forma stratul de acoperire sau căptușire a materialului autolubrifiant pe întreaga suprafață a corpului 20a 11 al plăcii de bază având caneluri multiple.

Placa 20 de bază trebuie să gliseze ușor pe talpa presgarniturii cu încărcare mare, 13 și ca urmare este ușor să apară desprinderea și dislocarea între corpul plăcii 20a de bază și elementul 20b de glisare. Suplimentar, placa de bază este ușor de încălzit, întrucât ea este 15 fixată pe un echipament ce se află la o temperatură ridicată în timpul operării, cum ar fi o turbină cu abur, și prin urmare acolo vor avea loc dilatări termice pentru a genera diferența 17 dintre corpul 20a al plăcii de bază și elementul 20b de glisare, ceea ce va conduce la o desprindere ușoară a acestora. 19

Canelurile 21 sunt formate pe suprafața corpului 20a al plăcii de bază, astfel încât acestea sunt umplute cu o porțiune din materialul cu autolubrifiere pentru a forma elementul 21 20b de glisare al materialului cu autolubrifiere și suplimentar efectul de pană al materialului autolubrifiant introdus prin umplere va conduce la controlul sau reducerea dislocării și des- 23 prinderii dintre corpul 20a al plăcii de bază și elementul 20b de glisare.

în conformitate cu prezenta invenție, în locul formării de caneluri, se formează un 25 strat poros pe suprafața corpului plăcii de bază, astfel încât să fixeze în siguranță elementul de glisare, și apoi în continuare elementul de glisare poate fi format pe suprafața stratului 27 poros. în continuare, vor fi explicate unele exemple de formare a stratului poros pe suprafața plăcii de bază. 29 în primul rând, un strat poros realizat din placă de metal (filme) va fi ilustrat după cum urmează: fig. 7 arată o vedere în plan a stratului poros, așa cum este format din plăci 22 de 31 metal, având niște orificii 22a și 22b aranjate în formă de triunghi, având unghiul de 60’. Pe latura superioară a desenului, urmează a se forma elementul de glisare. Partea din spate a 33 desenului este suprafața ce urmează a se alătura corpului plăcii de bază. Orificiile 22a indicate printr-o linie plină sunt orificii formate pe partea pe care urmează a fi format elementul 35 de glisare, și pe de altă parte, orificiile 22b indicate prin linie întreruptă sunt orificii formate pe partea pe care corpul plăcii de bază urmează să vină în contact. Primele orificii ale ele- 37 mentului de glisare au dimensiuni mai mici în comparație cu orificiile de pe partea corpului plăcii de bază. 39

Fig. 8 arată o secțiune după un plan A-A' din fig. 7 a plăcilor 22 de metal (strat poros) din fig. 7, în care toate orificiile formate în stratul poros sunt formate așa cum s-a arătat, 41 secțiunea fiind de diametru în mod gradat mai mic la suprafața pe care urmează a fi format corpul 20a al plăcii de bază. Acele orificii sunt umplute și vulcanizate cu cel puțin o parte din 43 materialul de rășină sintetică cu autolubrifiere, astfel încât să formeze elementul de glisare al materialului cu autolubrifiere pe el, efectul de pană al rășinii introduse prevenind ca ele- 45 mentul de glisare să se desprindă sau să se disloce.

RO 121392 Β1

Acest strat poros poate fi format și prelucrat dintr-o foaie de tablă metalică. Ca o alternativă, două foi de tablă de metal sunt prelucarte împreună, având orificii cu același model, dar diametrul orificiilor unei table fiind diferit și mai mare decât diametrul orificiilor celeilalte table. Un asemenea strat poros poate fi format dintr-o foaie de tablă de metal sau două sau mai multe foi de tablă de metal care au diferite dimensiuni ale orificiilor, diametrul orificiilor la una din table fiind mai mare decât la alta și modul de aranjare a orificiilor fiind același, centrul orificiilor trebuie să corespundă la ambele table în timpul producerii lor.

Metoda de prelucrare a unui asemenea strat poros poate fi realizată prin aplicarea plăcilor de metal, așa cum este arătat în fig. 7, având o multitudine de găuri, diametrul acestora fiind crescut în mod gradat în adâncimea acestora, și apoi în mod alternativ prin aplicarea plăcilor 23 și 24 de metal, așa cum este arătat în fig. 9, având orificiile 23a în placa 23 de metal, și alte orificii 24a aranjate după același model în placa 24 de metal, în care centrul găurilor 23a să fie poziționat în centrul a trei găuri 24a sub formă de triunghi.

Secțiunea acestui strat este așa cum este arătată în fig.10, și efectul de pană va interveni în același mod cu cel din fig. 8, pentru a preveni astfel desprinderea și dislocarea elementului de glisare de corpul 20a al plăcii de bază.

Pe de altă parte, stratul poros poate fi format din fire de sârmă și elemente sferice în plus față de metodele menționate mai sus.

Fig. 11 ilustrează un exemplu al stratului 26 poros produs din sârme metalice pe suprafața corpului 20a al plăcii de bază, pe care urmează a fi format elementul de glisare. Sârmele 25 sunt îmbinate la placa 20a de bază și în același timp ele sunt îmbinate între. Se formează un spațiu între sârme, astfel încât spațiul poate fi umplut cu cel puțin o parte din materialul cu autolubrifiere, formând astfel stratul 26 poros produs din sârme 25, astfel încât să acopere cu material cu autolubrifiere acest strat poros. Prin aceasta, elementul de glisare poate fi prevenit să se desfacă și să se disloce prin penele ce se formează în stratul poros, pentru a fixa în siguranță elementul de glisare.

Fig. 12 ilustrează, în secțiune, un mod de realizare a elementului de glisare în care o multitudine de elemente 27 de metal sferice sunt aplicate pe suprafața corpului 20 al plăcii de bază, pentru a forma elementul de glisare al stratului 28 poros. Elementele 27 sferice de metal sunt îmbinate la corpul 20a al plăcii de bază și în același timp îmbinate între ele.

Un astfel de aranjament regulat sau aleatoriu al elementelor sferice se poate utiliza, și în plus se pot utiliza monostraturi sau multistraturi. Prin urmare, spațiul dintre elementele sferice metalice poate fi format astfel încât efectul de pană, similar stratului poros din sârme menționat mai sus, poate împiedica desprinderea și dislocarea elementului de glisare și al corpului plăcii de bază.

Trebuie menționat faptul că modul de realizare a prezentei invenții, menționat mai sus, este ilustrat pentru cazul folosirii materialului de rășină sintetică, drept material cu autolubrifiere, dar și un alt material cu autolubrifiere poate fi folosit în structura plăcii de bază când aceasta este folosită la turbine, și selectarea și alegerea materialului și structura plăcii de bază pot fi făcute în mod corespunzător dintr-o gamă largă de materiale cu autolubrifiere și structuri (Echipamentul instalației de generare a energiei electrice).

Un echipament al instalației de generare a energiei electrice din prezenta invenție utilizează drept placă de bază, pentru instalarea unei turbine cu gaz și a unei turbine cu abur, chiar placa de bază descrisă mai sus, pe un soclu utilizat în cazul turbinei.

Elementele constând din echipamentul de generare a energiei electrice, conform prezentei invenții, nu sunt limitative și prezenta invenție poate fi folosită la orice echipament convențional de generare a energiei electrice. De exemplu, echipamentul pentru combinația de turbină cu abur și generator, un tip de instalație cu ciclu combinat, pe un singur ax, cum este combinația de turbină cu gaz, turbină de abur și un generator electric.

RO 121392 Β1

Este prezentată drept o instalație de producere a energiei electrice, cu ciclu combinat, 1 pe un singur ax, o instalație cu ciclu combinat pe un singur ax, așa cum este arătat în fig. 1, având o capacitate relativ mică, cu o turbină cu abur operată, fără reciclu, la o temperatură 3 scăzută a aburului. în acest desen, o turbină 2 cu gaz, conectată direct la un compresor 1, este conectată la un generator 4 prin intermediul unui mecanism de cuplare rigid, în care 5 generatorul este conectat la turbina 6 cu abur prin intermediul unui mecanism 5 de cuplare cu diafragmă. Suplimentar, un lagăr 7 axial este prevăzut în afara compresorului 1 și a turbi- 7 nei 6 de abur. Apoi, este utilizată placa de bază din prezenta invenție pentru a conecta compresorul 1 și turbina 6 cu abur pe un soclu. 9

S-a propus un generator electric cu ciclu combinat, de mare capacitate, pe un singur ax, așa cum este arătat în fig. 2, cu o turbină cu gaz de mare capacitate și o turbină cu abur 11 și reciclare de căldură, pentru a crește temperatura în vederea îmbunătățirii eficienței energetice. 13

Cu o instalație cu ciclu combinat, pe un singur ax, de mare volum, așa cum este arătată în fig. 2, o turbină 2 cu gaz, o turbină 6 cu abur și un generator 4 electric sunt cuplate 15 prin intermediul unui mecanism de cuplare rigid. Prin aceasta, dilatarea termică a axului poate fi absorbită și apoi lagărul 7 axial este montat într-o poziție a axului compresorului 1 17 al turbinei cu gaz. Apoi, în scopul de a reduce la minimum diferența apărută în porțiunea de blocare și porțiunea rotativă a turbinei cu abur, turbina 6 cu abur este poziționată între corn- 19 presorul 1 turbinei cu gaz în apropierea lagărului 7 axial și generatorul 4. Placa de bază din prezenta invenție este utilizată ca placă de bază pentru a fixa compresorul 1 și turbina 6 cu 21 abur pe soclu.

Fig. 3 ilustrează o vedere în secțiune a unui exemplu de instalație cu ciclu combinat, 23 de mare capacitate, pe un singur ax, așa cum este arătat în fig. 2. Turbina cu abur este împărțită în trei turbine, o turbină de înaltă presiune, o turbină de presiune medie și o turbină 25 de presiune scăzută, și o evacuare din turbina de presiune medie este conectată prin intermediul unei țevi conectoare. Această turbină cu abur este de dimensiuni mari, folosind o tur- 27 bina de joasă presiune.

Placa de bază a prezentei invenții poate fi folosită la un suport 11 de lagăr poziționat 29 pe ambele părți ale turbinei cu abur, și în plus, în spațiul dintre suportul de lagăr poziționat între turbina de presiune medie și turbina de presiune scăzută, este fixată, pe soclul 9, o 31 talpă 10 de presgarnitură.

Placa de bază din prezenta invenție nu este necesar a fi folosită la toate porțiunile 33 de montaj ale tuturor turbinelor. De exemplu, ar putea exista o singură aplicație a plăcii de bază, conform invenției, la porțiunea de montaj a suportului de lagăr al turbinei de înaltă pre- 35 siune pe soclu, celelalte porțiuni de montaj utilizând placa de bază folosită la nivelul tehnicii actuale. în instalația de generare a energiei electrice din prezenta invenție, placa de bază 37 ce face obiectul invenției poate fi utilizată selectiv sau aplicată la o porțiune de montaj adecvată. 39

Este în mod special util a folosi placa de bază din prezenta invenție într-o instalație de generare a energiei electrice, cu ciclu combinat, pe un singur ax, preferabil la o instalație 41 de generare a energiei electrice, cu ciclu combinat de mare capacitate. Instalația de generare a energiei electrice, cu ciclu combinat de mare capacitate, utilizează un mecanism de 43 cuplare rigidă, pentru a conecta un compresor, o turbină cu gaz, un generator, o turbină cu abur pe un ax în rotație care este mult mai lung, și prin urmare, chiar la o deplasare ușoară 45 a aliniamentului, vor apărea severe vibrații și zgomot. în plus, volumul mare al instalației de

RO 121392 Β1 generare a energiei electrice cu ciclu combinat prezintă o greutate mare a axului rotitor, și prin urmare, vibrațiile și zgomotul ce apar ar putea afecta în măsură mai mare sistemul. Apoi, prin aplicarea plăcii de bază, conform prezentei invenții, la o asemenea instalație, modificarea aliniamentului poate fi controlată în mod eficient sau suprimată, astfel încât să reducă vibrațiile și zgomotul.

Fig. 13 ilustrează un exemplu al porțiunii de montaj a echipamentului de generare a energiei electrice din prezenta invenție. O talpă 10 de presgarnitură este fixată pe un soclu 9 cuprinzând un bloc de beton. Placa 20 de bază din prezenta invenție este montată cu posibilitate de glisare pe talpa 10 de presgarnitură și un suport al lagărului 11 al turbinei cu abur este fixat pe această placă de bază, conform prezentei invenții.

Placa 20 de bază cuprinde un corp 20a al plăcii de bază și un element de glisare 20b, în care un element 20b de glisare este poziționat pe partea tălpii 10 de presgarnitură, iar corpul 20a al plăcii de bază este poziționat pe partea suportului de lagăr 11 al turbinei cu abur.

O talpă 10 de presgarnitură și o placă 20 de bază sunt fixate pe un soclu 9 prin intermediul unui bulon 29 de fundație, astfel încât pot glisa unul în raport cu celălalt. Poziția plăcii 20 de bază este ajustată de talpa 10 de presgarnitură și o piuliță 30 de ajustare cu filet.

Echipamentul de generare a energiei electrice din prezenta invenție poate utiliza o varietate de plăci de bază pentru turbina din prezenta invenție, altele decât combinația unui element de glisare plan și a unei plăci de bază, care poate include formarea unui element de glisare pe corpul plăcii de bază, având adâncituri așa cum este arătat în fig. 6, un element de glisare a stratului poros, alcătuit din multiple (două) table de metal, având orificii mici, așa cum este arătat în fig. 10, un strat poros alcătuit din sfere sau din sârme metalice, așa cum este arătat în fig. 11 și 12.

Echipamentul de generare a energiei electrice din prezenta invenție utilizează o placă de bază care suportă turbina pe soclu, astfel încât deplasarea aliniamentului axului datorită forței de reacție împotriva dilatării termice și forței axiale de împingere a turbinei cu gaz să poată fi controlată astfel încât să se reducă generarea de zgomot și de vibrații, și în acest fel să se reducă costul de întreținere periodică, cum arfi adăugarea de ulei lubrifiant, eliminând astfel costurile de întreținere și de gospodărire.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției.

Placa de bază, conform invenției, într-un prim exemplu de realizare, cu caneluri pe suprafața ei, este utilizată drept corp al plăcii de bază. Corpul plăcii de bază este alcătuit din oțel AIS11045 și are grosimea de 100 mm, lățimea de 400 mm și lungimea de 800 mm și în plus prezintă caneluri de tip V, cu adâncimea de 2 mm, lățimea de 4 mm și lungimea de 400 mm.

Acest corp al plăcii de bază este inserat într-o matriță și apoi matrița este umplută cu pulbere de rășină de tetrafluor etilenă, conținând 10% în greutate fibră carbonică, care este presată cu o presiune de 49 MPa (500 kgf/cm²) pentru a forma un material turnat cu pulberea de material care umple canelurile de tip V ale plăcii de bază în măsură suficientă, obținându-se un strat de rășină având grosimea de 2 mm pe suprafața corpului plăcii de bază.

Apoi, corpul plăcii de bază cu stratul de rășină este încălzit la temperatura de 400°C, timp de 2 h, pentru a topi rășina de tetrafluor etilenă, obținându-se o placă de bază pentru turbină, având un strat compozit de rășină tetrafluor etilenă de 2 mm în grosime, conținând material de fibră carbonică.

RO 121392 Β1

Cu referire la fig. 13, o talpă 10 de presgarnitură și o placă 20 de bază pentru turbină 1 sunt poziționate pe un soclu 9 cuprinzând drept material beton, apoi este montat pe acesta un suport 11 de lagăr pentru o turbină cu abur. Placa 20 de bază este poziționată în așa fel, 3 încât corpul 20a al plăcii de bază să fie pe suportul 11 de lagăr al turbinei cu abur, iar elementul 20b de glisare să fie pe talpa 10 de presgarnitură. 5

O placă 20 de bază și o talpă 10 de presgarnitură sunt fixate pe un soclu 9 printr-un bulon 29 de fundație montat pe soclul 9 de beton. Poziția plăcii 20 de bază este ajustată prin 7 intermediul tălpii 10 de presgarnitură și prin intermediul unei piulițe 30 filetate de ajustare.

Echipamentul instalației de generare a energiei electrice din prezenta invenție nu 9 necesită ulei de lubrifiere datorită faptului că placa de bază prezintă un element de glisare cuprinzând o rășină de tetrafluor etilenă cu autolubrifiere compozit, având un coeficient de 11 frecare foarte scăzut, și care permite deplasarea ușoară de către forța de reacție datorită dilatării termice și a unei alte presiuni axiale produse de turbina de gaz și altele asemenea. 13 în cel de-al doilea exemplu de realizare a invenției, un corp al plăcii de bază, alcătuit din oțel AISI 444130 și având grosimea de 100 mm, cu o lățime de 400 m și o lungime de 15

800 mm, este utilizat drept corp al plăcii de bază în conformitate cu prezenta invenție.

Două plăci perforate, din care una are grosimea de 1 mm și dimensiunea orificiului 17 de 3 mm și pasul de 5 mm, și cealaltă are grosimea de 1 mm și dimensiunea orificiului de 4 mm și pasul de 5 mm, sunt stratificate prin așezare una peste alta, fiecare orificiu al unei 19 plăci fiind poziționat în dreptul orificiului corespunzător al celeilalte plăci, și cele două plăci stratificate sunt așezate pe suprafața corpului plăcii de bază, și tratate în vacuum pentru obți- 21 nerea unei îmbinări de tipul prin împroșcare, obținându-se corpul plăcii de bază cu stratul poros al suprafeței acesteia. 23

Corpul plăcii de bază este inserat într-o matriță și apoi matrița este umplută cu rășină poliimidică conținând 10% în greutate fibră de sticlă și 10% în greutate rășină de tetrafluorură 25 de etilenă, care este presată cu o presiune de 49 MPa (500 kgf/cm²) pentru a forma un material turnat prin integrarea pulberii de material în stratul poros astfel format pe suprafața cor- 27 pului plăcii de bază, obținându-se un strat de rășină având grosimea de 2 mm pe suprafața corpului plăcii de bază. 29

Apoi, corpul plăcii de bază cu stratul de rășină este încălzit la temperatura de 400°C, timp de 2 h, pentru a topi rășina de tetrafluorură de etilenă, obținându-se o placă de bază 31 având un strat compozit de rășină de tetrafluor etilenă de 2 mm în grosime, conținând material de fibre de carbon. 33

Cu referire la fig.13, o talpă 10 de presgarnitură și o placă 20 de bază pentru turbină sunt poziționate pe un soclu 9 cuprinzând ca material beton și apoi un suport 11 de lagăr 35 pentru o turbină cu abur este montată pe aceasta. Placa 20 de bază este poziționată astfel încât corpul 20a al plăcii de bază să fie montat pe suportul 11 de lagăr pentru turbina cu 37 abur, iar elementul 20b de glisare să fie pe talpa 10 de presgarnitură.

O placă 20 de bază și o talpă 10 de presgarnitură sunt fixate pe un soclu 9 printr-un 39 bulon 29 de fundație montat pe soclul 9 de beton. Poziția unei plăci 20 de bază utilizabilă pentru turbină este ajustată prin intermediul tălpii 10 de presgarnitură și al piuliței filetate de 41 ajustare.

Echipamentul instalației de generare a energiei electrice din prezenta invenție nu 43 necesită un ulei de lubrifiere, deoarece placa de bază are un element de glisare care cuprinde o rășină compozită de tetrafluor etilenă cu autolubrifiere, care prezintă un coeficient foarte 45 scăzut de frecare și în continuare este capabil a se deplasa ușor datorită forței de reacție produsă de dilatarea termică și de o altă forță axială produsă de turbina cu gaz. 47

RO 121392 Β1

Placa de bază utilizabilă pentru turbină poate permite o glisare ușoară pe o talpă de presgarnitură utilizată în montajul instalației de generare a energiei electrice, și ca urmare, modificarea aliniamentului unui ax rotativ de către o forță de reacție datorită dilatării termice și forței axiale ale unei turbine cu gaz poate fi controlată în mod eficient, și ca urmare, întreținerea regulată, cum ar fi ungerea cu un ulei lubrifiant, poate fi redusă la minimum datorită materialului său autolubrifiant.

Echipamentul de generare a energiei electrice poate controla vibrația echipamentului însuși, limitând astfel emisiile de zgomot, și prin aceasta, putând reduce costul de întreținere și frecvența întreținerii.

Claims

Revendicări

1. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, ce urmează a fi poziționată între o talpă principală, pe un soclu și un suport de turbină, caracterizată prin aceea că placa (20) de bază cuprinde un corp (20a) al plăcii de bază, confecționat dintr-un material metalic, dispus pe partea de suportare a turbinei, și un element (20b) de glisare, confecționat dintr-un material cu autolubrifiere, format pe suprafața corpului plăcii (20) de bază, pe partea tălpii (10) de presgarnitură.
2. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectivul material cu autolubrifiere are un coeficient de frecare între elementul (20b) de glisare și talpa (10) principală care este mai mic de 0,30.
3. Placă de bază, utilizabilă pentru o turbină, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectivul material cu autolubrifiere este un material organic sau un material anorganic sau o combinație a acestora.
4. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicărilor 1...3, caracterizată prin aceea că deformația elastică la comprimare (At) a respectivului material cu autolubrifiere este mai mică decât 0,1;

în care : At = e x t e =o/E în care At: deformația elastică la compresie ( mm);

t: grosimea elementului de glisare ( mm);

e: coeficient de deformare;

o: presiunea de încărcare ( MPa);

E: modulul de elasticitate la compresie a respectivului material cu autolubrifiere.
5. Placă de bază folosibilă la o turbină, conform revendicărilor 1...4, caracterizată prin aceea că modulul de elasticitate la compresie (E) a materialului cu autolubrifiere este mai mare decât 500 MPa.
6. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicărilor 3...5, caracterizată prin aceea că respectivul material organic cuprinde o specie selectată dintr-un material de rășină sintetică cu coeficient scăzut de frecare, confecționat din tetrafluor etilenă, tetrafluor-perfluor alcoxi etilenă, polieter cetonă sau poliimidă și amestecuri de materiale de rășină sintetică având un astfel de coeficient de frecare scăzut.
7. Placă de bază folosibilă pentru o turbină, conform revendicărilor 3...5, caracterizată prin aceea că respectivul material anorganic cuprinde cel puțin una din speciile selectate dintr- un grup constând din carbon, grafit, MoS2, BN, SiC, TiC, AIN și TiN.
8. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicărilor 3...5, caracterizată prin aceea că respectivul material anorganic cuprinde un material metalic selectat dintre cupru sau un aliaj al cuprului.

RO 121392 Β1
9. Placă de bază folosibilă pentru o turbină, conform revendicărilor 1...8, caracteriza- 1 tă prin aceea că respectivul material cu autolubrifiere conține un material de umplutură în vederea armării acestuia. 3
10. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicării 9, caracterizată prin aceea că conținutul de material de umplutură pentru armarea materialului cu autolubri- 5 fiere se situează în domeniul 5 până la 50% în greutate.
11. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicărilor 9,10, caracteri- 7 zată prin aceea că materialul de umplutură pentru armare cuprinde cel puțin o specie selectată dintr-un grup constând din material de fibră de sticlă, material de fibră carbonică, mate- 9 rial de grafit, material de fibră ceramică sau materiale speciale ale acestora.
12. Placă de bază utilizabilă pentru o turbină, conform revendicărilor 1 ...11, caracteri- 11 zată prin aceea că un strat poros este format pe o suprafață a tălpii de presgarnitură a corpului plăcii de bază și respectivul material cu autolubrifiere este aplicat pe suprafața stratului 13 poros și apoi cel puțin o parte din materialul respectiv cu autolubrifiere este încărcat în interiorul respectivului strat poros. 15
13. Echipament al instalației de producere a energiei electrice, având o talpă principală instalată pe un soclu și o turbină montată pe respectiva talpă principală, prin intermediul 17 unei plăci de bază, poziționată pe talpa principală, caracterizat prin aceea că placa (20) de bază este în conformitate cu oricare dintre revendicările de la 1 ...12. 19