Назначение
Система тепловых расширений турбины предназначена для сохранения в допустимых пределах взаимного положения роторных и статорных деталей турбоагрегата, изменяющих свои геометрические размеры по мере прогрева или остывания. Система тепловых расширений должна одновременно обеспечивать:
- свободные тепловые перемещения цилиндров и корпусов подшипников относительно фундамента и друг друга в заданных направлениях;
- надежное крепление цилиндров низкого давления к фундаментным рамам;
- надлежащее прилегание корпусов подшипников к фундаментным рамам;
- соосность проточной части, валопровода и расточек корпусов подшипников в заданных пределах на всех режимах работы;
- осевые зазоры между деталями ротора и статора в заданных пределах.
Конструктивное оформление системы тепловых расширений зависит от мощности турбины и ее размеров.
Характерные дефекты и причины
По мере увеличения срока службы турбин все чаще наблюдается нарушение процесса нормального теплового расширения цилиндров. Нарушения нормальной работы систем тепловых расширений паровых турбин проявляются в деформациях и скачкообразных перемещениях корпусов подшипников, кручении ригелей поперечных рам фундамента, невозвращении корпусов подшипников в исходное положение после остывания цилиндров. В результате наблюдаются: повышение вибрации и утечки пара и масла, повреждения подшипников и муфт, задержки пусков (из-за достижения предельных относительных расширений роторов).
При возникновении значительных по величине сил, препятствующих продвижению корпусов подшипников по фундаментным рамам, происходит:
а) прогиб ригелей фундамента в горизонтальной плоскости;
б) закручивание ригелей в вертикальной плоскости.
При этом на статорные детали турбины (корпуса подшипников и цилиндры) будут действовать силы сжатия, деформирующие их вследствие податливости торцевых стенок. В результате возникает:
а) повышенное удлинение ротора, свободно расширяющегося от упорного подшипника, относительно статора;
б) нарушение взаимного радиального расположения деталей турбины относительно друг друга.
Эти нарушения препятствуют быстрому пуску турбины и, как следствие, приводят к перерасходу топлива.