крышка паровой коробки регулирующего клапана турбины

Формула изобретения

1. Крышка паровой коробки регулирующего клапана турбины, включающая силовой фланец с отверстиями для шпилек, установленных во фланце паровой коробки, опорный фланец, несущий приводной механизм клапана и центральный стержень, соединяющий оба фланца, с размещенными внутри него буксой, штоком и уплотнением клапана, отличающаяся тем, что центральный стержень имеет упорный буртик, один из торцов которого является плоскостью разъема с паровой коробкой, противоположная сторона стержня имеет участок с резьбой, при этом фланцы выполнены съемно-насадными на стержень с возможностью независимого взаимного перемещения фланцев и стержня относительно друг друга.

2. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что в силовом и опорном фланцах выполнены технологические отверстия для регулирования массы крышки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к паровому турбиностроению.

Крышка паровой коробки клапана является одной из основных корпусных деталей парораспределения. Она герметично уплотняет паровую коробку с водяным паром, имеющим высокие и даже сверхкритические параметры (давление и температуру). От состояния крышки и качества ее соединения с паровой коробкой существенно зависит надежность работы клапана, склонность клапана к возбуждению автоколебаний.

Известна конструкция крышки паровой коробки клапана, представляющая собой единую поковку или сварно-кованую неразъемную деталь, имеющую три основных элемента - силовой и опорный фланцы и стержень, соединяющий фланцы. В крышке размещены такие детали клапана, как букса, шток, уплотнение. Силовой фланец имеет отверстия под основной крепеж - шпильки, установленные в ответном фланце паровой коробки, обеспечивающие вместе с колпачковыми гайками усилие на фланец и крышку, уплотняющие паровую коробку. Второй фланец - опорный, несущий на себе приводной механизм клапана - сервомотор или пружинно-рычажную колонку и имеющий соответствующие отверстия под крепеж для соединения с приводным механизмом (RU 2174607, МПК: F01D 17/20, опубликован 10.10.2001).

Недостатками известной крышки паровой коробки являются дороговизна и длительность ее изготовления из поковки, а также неприспособленность ее для проведения ремонтов узлов парораспределения, что повышает трудоемкость и снижает качество ремонта.

Известна конструкция крышки паровой коробки клапана турбины, имеющая силовой фланец с отверстиями для шпилек, установленных во фланце паровой коробки, опорный фланец, несущий приводной механизм клапана и центральный стержень, соединяющий оба фланца, с размещенными внутри него буксой, штоком и уплотнением клапана. Крышка имеет жесткое неразъемное соединение обоих фланцев со стержнем. При этом не имеет значения вид соединения этих элементов. Они могут быть изготовлены из одной поковки, соединены сваркой или другим способом. Такие крышки удовлетворяют техническим требованиям при монтаже и сборке новых турбин и при их эксплуатации (Щегляев А.В. и Смельницкий С.Г. Регулирование паровых турбин. - М. - Л.: ГЭИ, 1962, с.33, рис.2-6).

По совокупности признаков это техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатки этой известной конструкции крышек выявляются при ремонтах турбин. К недостатку относится невозможность притирки плоскостей разъема крышки и паровой коробки без удаления шпилек из фланца паровой коробки. Поскольку шпильки проходят через отверстия силового фланца крышки, вращение последней невозможно для выполнения операции притирки плоскостей разъема. Удаление шпилек при ремонте весьма трудоемко и, как правило, сопровождается порчей (задиром) резьбы нескольких шпилек или, что еще опаснее, порчей резьбовых отверстий в паровой коробке. Повреждение резьбовых деталей происходит вследствие того, что во время работы турбины на поверхностях шпилек и паровой коробки образуется слой окалины, заклинивающей резьбы. Операция извлечения шпилек из паровых коробок трудоемкая, и при ремонтах ее избегают. Притирка плоскостей разъема крышки и паровой коробки проводится с применением промежуточного притира среди частокола оставленных в крышке шпилек. Этот способ вследствие износа притира и неудобств работы не всегда обеспечивает качественную притирку уплотняющих поверхностей. Для достижения необходимой плотности между крышкой и паровой коробкой потребуется дополнительная затяжка части шпилек. Это, в свою очередь, вызовет неравномерную осадку металла паровой коробки (как более слабого относительно металлов крышки и шпилек и быстрее прогревающегося) при нагружении турбины и прогреве ее деталей, что приводит к расцентровке клапана с седлом, далее к вибрациям клапана, к износу или разрушению деталей клапанов. Таким образом, использование известной крышки повышает трудоемкость и снижает качество ремонта узлов парораспределения. Другими недостатками известной крышки являются дороговизна и длительность ее изготовления из поковки.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.

Определение из выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном техническом решении совокупность существенных отличительных признаков по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Заявляемое техническое решение позволяет улучшить технологию изготовления крышек паровых коробок, повысить качество монтажа узлов парораспределения турбин, а следовательно, повысить надежность клапанов и турбин, упростить процесс ремонтных операций, повысить качество ремонта, снизить трудоемкость. Предлагаемое решение отличается простотой изготовления деталей и выполнения сборки крышки. При этом снижается стоимость изготовления крышки. Кроме того, элементы крышки изнашиваются в течение срока службы турбины не одинаково, и замена одного из элементов сборной крышки при ремонте стоит значительно дешевле замены всей крышки.

Предложена крышка паровой коробки регулирующего клапана турбины, включающая силовой фланец с отверстиями для шпилек, установленных во фланце паровой коробки, опорный фланец, несущий приводной механизм клапана и центральный стержень, соединяющий оба фланца, с размещенными внутри него буксой, штоком и уплотнением клапана, при этом центральный стержень имеет упорный буртик, один из торцев которого является плоскостью разъема с паровой коробкой, противоположная сторона стержня имеет участок с резьбой, а фланцы выполнены съемно-насадными на стержень с возможностью независимого взаимного перемещения фланцев и стержня относительно друг друга. Кроме того, в силовом и опорном фланцах выполнены технологические отверстия для регулирования массы крышки.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где

- на фиг.1 изображен общий вид крышки;

- на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1;

- на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1;

- на фиг.4, 5 и 6 - крышка с паровой коробкой во время операции притирки плоскостей разъема;

- на фиг.7 - крышка в сборе с паровой коробкой и клапаном в рабочем состоянии;

- на фиг.8 - крышка с развитым стержнем в сборе с паровой коробкой и клапаном.

Крышка (фиг.1) паровой коробки клапана турбины включает силовой фланец 1 с отверстиями 2 для шпилек 3 (фиг.4-8), установленных во фланце паровой коробки 4 (фиг.4-8), опорный фланец 5, несущий приводной механизм клапана и центральный стержень 6, соединяющий фланцы 1 и 5. Внутри стержня 6 размещены шток 7, букса 8 и уплотнение клапана 9 (фиг.7, 8). Стержень 6 имеет центрирующий выступ 10 с упорным буртиком 11. Торец 12 буртика 11 является плоскостью разъема с ответным торцем выступа паровой коробки 4. Противоположная сторона стержня 6 имеет участок 13 с резьбой. Опорный фланец 5 имеет отверстия 14 для крепежа и присоединения приводного механизма клапана, а также необходимые элементы (выступы - впадины) для фиксированной установки приводного механизма. В силовом фланце 1 выполнены технологические отверстия 15 (фиг.2, 6), а в опорном фланце 5 - технологические отверстия 16 (фиг.3, 6) для регулирования массы крышки.

При изготовлении крышки центральный стержень 6 и фланцы 1 и 5 обрабатываются раздельно. При сборке крышки на стержень 6 надевается силовой фланец 1, который упирается в буртик 11. Затем опорный фланец 5 с резьбой 17 навинчивается на стержень 6 до упора и стопорится штифтом, прихватывается сваркой или стопорится другим способом, позволяющим легко снять фланец при необходимости. В этом состоянии крышка готова к дальнейшей сборке с клапаном и паровой коробкой.

Во время ремонта турбины технологические преимущества крышки могут быть использованы, по крайней мере, в двух различных ситуациях.

Например, если плоскости разъема крышки и паровой коробки не имеют повреждений (забоин, трещин, язвенной коррозии и т.п.), то ремонтная притирка плоскостей разъема производится, как изображено на фиг.4. Силовой фланец 1 устанавливается на торцы шпилек 3. При этом разгружается стержень 6 и устраняется лишнее трение буртика 11 стержня 6 о фланец 1. Возвратно-поступательным вращением крышки (с помощью специального рычага или рогатки) выполняется притирка плоскостей разъема с применением притирочных материалов (паст, порошков).

Если крышка короткая и силовой фланец 1, располагаясь на шпильках 3, упирается в опорный фланец 5, то притирку плоскостей разъема можно выполнить (фиг.5), подложив под фланец 1 три - четыре упора, чтобы образовался зазор « » над буртиком 11 между стержнем 6 и фланцем 1.

Если плоскости разъема имеют неровности (следы шабера, царапины, забоины и т.п.), в основном - на паровой коробке (дефекты на плоскости разъема 12 крышки легко устраняются точением), то для сокращения притирка поверхностей разъема может выполняться так, как это изображено на фиг.6. Силовой фланец 1 подвешивается к опорному фланцу 5 технологическими болтами 18 (фиг.6) так, чтобы фланец 1 оказался выше шпилек 3, выступающих из паровой коробки 4. В таком положении возможно возвратно-поступательное вращение крышки для осуществления притирки плоскостей разъема. При этом масса фланца 1 участвует в процессе притирки. Возможно использование дополнительного груза, который допустимо поместить над фланцем 5.

Положение предложенной крышки в полностью собранном состоянии с клапаном и паровой коробкой показано на фиг.7, где узел изображен в ситуации перед пуском турбины. На фиг.8 изображена крышка, стержень которой имеет развитую форму. В этом стержне размещаются все детали клапана.