RU2305773C1

RU2305773C1 - Welded housing of turbomachine

Info

Publication number: RU2305773C1
Application number: RU2006105675/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Викторович Бакурадзе (RU); Михаил Викторович Бакурадзе; Людмила Борисовна Баркаган (RU); Людмила Борисовна Баркаган; Сергей Алексеевич Кошелев (RU); Сергей Алексеевич Кошелев; Николай Николаевич Гудков (RU); Николай Николаевич Гудков; Владимир Владимирович Ермолаев (RU); Владимир Владимирович Ермолаев
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Теплоэнергосервис-ЭК" (ОАО "Теплоэнергосервис-ЭК")
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-09-10

Abstract

FIELD: power engineering; turbines.

SUBSTANCE: invention can be used for housings of high and medium pressure cylinders of steam and gas turbines. Proposed welded housing of turbomachine includes cylindrical shells inner rings, flanges for horizontal splitting and fasteners, and elliptical bottoms arranged at end faces of shells and cylindrical bushings. Middle of radial width of flange of horizontal split joint is arranged within the thickness of cylindrical shell. Fasteners are installed in vertical bushings arranged on flanges and longitudinal ribs are found between rings.

EFFECT: reduced to minimum warming-up time and steam turbine starting time with provision of higher reliability and maneuverability of steam turbine.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, к турбостроению и может быть использовано для корпусов, цилиндров высокого и среднего давления паровых турбин.The invention relates to the field of energy, to turbine engineering and can be used for casings, high and medium pressure cylinders of steam turbines.

Известны различные конструкции сварных корпусов паровых турбин. Общее преимущество их по сравнению с литыми корпусами - это меньшая металлоемкость, повышенное качество изготовления, поскольку элементы корпуса могут быть изготовлены из металлического проката, повышенная технологичность и уменьшенная стоимость изготовления из-за отсутствия необходимости изготовления отливок и моделей для них, что тем более усложняет возможность изменения габаритов, профиля цилиндра, мест присоединения трубопроводов подвода и отводов, отборов рабочей среды (пара).Various designs of welded casings of steam turbines are known. Their common advantage compared to cast cases is lower metal consumption, improved workmanship, since case elements can be made of rolled metal, increased manufacturability and reduced manufacturing cost due to the absence of the need to manufacture castings and models for them, which complicates the possibility changes in dimensions, cylinder profile, points of connection of supply and outlet pipelines, withdrawals of the working medium (steam).

Известна конструкция сварного корпуса турбомашины с горизонтальным разъемом, содержащего цилиндрические обечайки с расположенными по их торцам эллиптическими днищами и цилиндрические втулки. (FR 2215833, МПК F01D 9/00, 30 ноября 1973, публикация 27 сентября 1974, №39.)A known construction of a welded casing of a turbomachine with a horizontal connector containing cylindrical shells with elliptical bottoms located at their ends and cylindrical bushings. (FR 2215833, IPC F01D 9/00, November 30, 1973, publication September 27, 1974, No. 39.)

Недостатком известной конструкции является то, что она не обеспечивает жесткость, достаточную для обеспечения осевых и радиальных перемещений и затрудняет уплотнение торцевых частей корпуса, что снижает его надежность.A disadvantage of the known design is that it does not provide rigidity sufficient to ensure axial and radial movements and makes it difficult to seal the end parts of the housing, which reduces its reliability.

Известна конструкция сварного корпуса турбомашины, включающего цилиндрические обечайки с расположенными по их торцам эллиптическими днищами и с цилиндрическими втулками и кольцами, с фланцами горизонтального разъема и с крепежными элементами. (SU 1116188, МПК F01D 9/00, F01D 25/24, опубликовано 30.09.84.)A known design of a welded casing of a turbomachine, including cylindrical shells with elliptical bottoms located at their ends and with cylindrical bushings and rings, with horizontal connector flanges and with fasteners. (SU 1116188, IPC F01D 9/00, F01D 25/24, published 09/30/84.)

Это известное устройство является наиболее близким устройством аналогичного назначения к предлагаемому по совокупности признаков и принято за прототип.This known device is the closest device of a similar purpose to the proposed combination of features and is taken as a prototype.

Недостатком устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению предполагаемого технического результата при использовании известного устройства по прототипу является то, что корпус имеет толстые фланцы горизонтального разъема, расположенные снаружи цилиндрической обечайки, что приводит к недостаточно быстрой прогреваемости корпуса на пусковых режимах, а также то, что для изготовления таких фланцев требуются поковки.The disadvantage of the device adopted for the prototype, as well as the reason that impedes the achievement of the expected technical result when using the known device according to the prototype, is that the case has thick horizontal connector flanges located outside the cylindrical shell, which leads to insufficiently fast heating of the case at start-up modes, and also the fact that for the manufacture of such flanges requires forgings.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками тождественными или эквивалентными предлагаемым.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by identical or equivalent features to the proposed ones.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest technical solution for the totality of features, allowed us to identify in the claimed device a combination of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the following claims.

Заявляемое техническое решение позволяет до минимума сократить время прогрева корпуса и соответственно пуска паровой турбины, что приводит к повышению надежности и маневренности паровой турбины.The claimed technical solution allows to minimize the time required for heating the casing and, accordingly, starting up the steam turbine, which leads to an increase in the reliability and maneuverability of the steam turbine.

Предложен сварной корпус турбомашины, включающий цилиндрические обечайки с внутренними кольцами, расположенные по их торцам эллиптические днища и цилиндрические втулки с фланцами горизонтального разъема и с крепежными элементами, при этом середина радиальной ширины фланца горизонтального разъема расположена в пределах толщины цилиндрической обечайки, крепежные элементы установлены в вертикальных втулках, расположенных на фланцах, а между кольцами установлены продольные ребра. Внутри корпуса у внутренних концов цилиндрических втулок у их разъема выполнены фланцы, напротив них, по крайней мере, в верхней половине корпуса установлены вертикальные втулки, скрепленные с внешней цилиндрической обечайкой или с днищем, внутри вертикальных втулок установлены распорные стержни, нижним торцом упирающиеся во фланец цилиндрической втулки, а верхним концом закрепленные в вертикальной втулке, при этом распорные стержни изготовлены из металла с коэффициентом линейного расширения, превышающим при рабочей температуре коэффициент линейного расширения цилиндрической обечайки, цилиндрических и вертикальных втулок.A welded case of a turbomachine is proposed, including cylindrical shells with inner rings, elliptical bottoms located at their ends and cylindrical bushings with horizontal connector flanges and with fasteners, while the middle of the radial width of the horizontal connector flange is located within the thickness of the cylindrical shell, fasteners are installed in vertical bushings located on the flanges, and longitudinal ribs are installed between the rings. Flanges are made inside the housing at the inner ends of the cylindrical bushings at their connector, opposite them, at least in the upper half of the housing, vertical bushings are mounted, fastened to the outer cylindrical shell or bottom, spacer rods are installed inside the vertical bushes, the bottom end abutting against the cylindrical flange bushings, and the upper end fixed in a vertical sleeve, while the spacer rods are made of metal with a coefficient of linear expansion greater than the coefficient at operating temperature linear expansion coefficient of a cylindrical shell, cylindrical and vertical bushings.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен корпус в продольном разрезе непосредственно над фланцами горизонтального разъема, на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б по фиг.2.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a body in longitudinal section directly above the flanges of the horizontal connector, in Fig. 2 is a section A-A in Fig. 1, in Fig. 3 is a section B-B in Fig. 2.

Сварной корпус турбомашины включает цилиндрическую обечайку 1 с расположенными по ее торцам эллиптическими днищами 2, цилиндрические втулки 3, фланцы горизонтального разъема 4, выполненные из листового проката. Середина радиальной ширины фланца горизонтального разъема 4 расположена в пределах толщины цилиндрической обечайки 1. На фланцах 4 расположены вертикальные втулки 5, в которых установлены крепежные элементы - шпильки 6 и гайки 7. Между кольцами 8 установлены продольные ребра 9. Внутри корпуса у внутренних концов цилиндрических втулок 3 у их разъема выполнены фланцы 10, напротив них, по крайней мере, в верхней половине корпуса установлены вертикальные втулки - трубы 11, скрепленные с фланцами 10 и с внешней цилиндрической обечайкой 1 или с днищем 2, внутри вертикальных втулок 11 установлены распорные стержни 12, нижним концом упирающиеся во фланец 10 цилиндрической втулки 3 через жесткую прокладку 13, а верхним резьбовым концом 14 закрепленные в вертикальной втулке 11. Стержни 12 изготовлены из металла с коэффициентом линейного расширения, превышающим при рабочей температуре коэффициент линейного расширения цилиндрической обечайки 1, днищ 2, цилиндрических 3 и вертикальных 11 втулок. Отверстия втулок 11 закрыты заглушками 15.The welded housing of the turbomachine includes a cylindrical shell 1 with elliptical bottoms 2 located at its ends, cylindrical bushings 3, and flanges of the horizontal connector 4 made of sheet metal. The middle of the radial width of the horizontal connector flange 4 is located within the thickness of the cylindrical shell 1. Vertical flanges 5 are located on the flanges 4, in which fasteners are installed - studs 6 and nuts 7. Between the rings 8 there are longitudinal ribs 9. Inside the case at the inner ends of the cylindrical bushings 3, flanges 10 are made at their connector, opposite them, at least in the upper half of the casing, vertical bushings are installed - pipes 11, fastened with flanges 10 and with an external cylindrical shell 1 or with a bottom 2, inside the vertical bushings 11, spacer rods 12 are installed, the lower end resting against the flange 10 of the cylindrical sleeve 3 through a rigid gasket 13, and the upper threaded end 14 fixed in the vertical sleeve 11. The rods 12 are made of metal with a linear expansion coefficient exceeding the linear coefficient at operating temperature expansion of the cylindrical shell 1, the bottoms 2, cylindrical 3 and vertical 11 bushings. The holes of the bushings 11 are closed by plugs 15.

Во время пуска турбины при прогреве корпуса поступающий внутрь корпуса пар быстро прогревает тонкостенную обечайку 1, днища 2, цилиндрические втулки 3, фланцы горизонтального разъема 4, вертикальные втулки 5 и установленные в них шпильки 6 и гайки 7. Таким образом, сокращается до минимума время прогрева корпуса турбомашины. Во время прогрева и в дальнейшем во время работы турбины стержни 12 из-за более высокого коэффициента линейного расширения, чем элементы корпуса, создают усилия, прижимающие фланцы 10 верхней и нижней половины цилиндрической втулки 3, герметизируя, таким образом, их стык.During turbine start-up, when the case is warming up, the steam entering the case quickly warms up the thin-walled shell 1, the bottoms 2, the cylindrical bushings 3, the flanges of the horizontal connector 4, the vertical bushings 5 and the studs 6 and nuts installed in them, thereby minimizing the warm-up time turbomachine bodies. During heating and further during operation of the turbine, the rods 12, due to a higher coefficient of linear expansion than the housing elements, create forces pressing the flanges 10 of the upper and lower half of the cylindrical sleeve 3, thus sealing their joint.

Claims

1. The welded housing of the turbomachine, comprising cylindrical shells with inner rings, elliptical bottoms located at their ends and cylindrical bushings with horizontal connector flanges and with fasteners, characterized in that the middle of the radial width of the horizontal connector flange is located within the thickness of the cylindrical shell fasteners are installed in vertical bushings located on the flanges, and longitudinal ribs are installed between the rings.

2. The welded casing of the turbomachine according to claim 1, characterized in that flanges are made inside the casing at the inner ends of the cylindrical bushings at their connector; opposite them, at least in the upper half of the casing there are vertical bushings fastened to the outer cylindrical shell or to the bottom , inside the vertical bushings, spacer rods are installed, with the lower end abutting against the flange of the cylindrical sleeve, and the upper end fixed in a vertical bush, while the spacer rods are made of metal with a linear coefficient expansion, exceeding at operating temperature the coefficient of linear expansion of the cylindrical shell, cylindrical and vertical bushings.