способ и устройство для совместного закрепления и выравнивания роторных установок в осевом и поперечном направлениях
Классы МПК: | F01D25/28 опорные или установочные устройства, например для кожуха турбин |
Автор(ы): | РОЙ Кевин Джон Льюис (US), ХЭМИЛИН Майкл Томас (US) |
Патентообладатель(и): | Дженерал Электрик Компани (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2009-10-22 публикация патента:
27.01.2013 |
Устройство и способ для закрепления и выравнивания корпуса (4) роторной установки (8) относительно опоры (2) вдоль осевой центральной линии (20) и поперечной центральной линии (22) указанной установки. Устройство содержит пару в целом L-образных крюков (12), расположенных на указанном корпусе (4), в целом Т-образный элемент (6), расположенный на указанной опоре (2). Т-образный элемент содержит основание (40), стойку (44) и поперечный элемент (42). Пара осевых установочных шпонок (14, 18) расположена на противоположных сторонах указанного поперечного элемента (42). По меньшей мере одна из установочных шпонок (14) выполнена с обеспечением взаимодействия по меньшей мере с одним из L-образных крюков (12), а другая из указанных шпонок (18) выполнена с обеспечением взаимодействия с корпусом (4). Пара поперечных установочных шпонок (16) расположена на противоположных сторонах указанной стойки (44). Каждая из поперечных установочных шпонок выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком (12). Устройство легко регулируется для обеспечения выравнивания установки, является доступным для технического обслуживания и может работать в течение долго времени без ремонта. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.
Формула изобретения
1. Устройство для выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки, содержащее
пару в целом L-образных крюков, расположенных на указанном корпусе,
в целом Т-образный элемент, расположенный на указанной опоре и содержащий основание, стойку и поперечный элемент,
пару осевых установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанного поперечного элемента и по меньшей мере одна из которых выполнена с обеспечением взаимодействия по меньшей мере с одним из указанных L-образных крюков, а другая из указанных шпонок выполнена с обеспечением взаимодействия с корпусом,
и пару поперечных установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанной стойки и каждая из которых выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком.
2. Устройство по п.1, в котором указанная по меньшей мере одна осевая установочная шпонка, выполненная с обеспечением взаимодействия с указанным по меньшей мере одним L-образным крюком, представляет собой пару осевых установочных шпонок, расположенных на противоположных сторонах указанной стойки.
3. Устройство по п.1, в котором каждая из указанных осевых установочных шпонок содержит первую пластину, выполненную с обеспечением прикрепления к указанному поперечному элементу, и вторую пластину, имеющую контактную поверхность, которая выполнена с обеспечением контакта либо с указанным L-образным крюком, либо с указанным корпусом.
4. Устройство по п.3, в котором по меньшей мере одна из указанных контактных поверхностей вторых пластин имеет покрытие.
5. Устройство по п.1, в котором каждая из указанных поперечных установочных шпонок содержит первую пластину, выполненную с обеспечением прикрепления к указанной стойке, и вторую пластину, имеющую контактную поверхность, которая выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком.
6. Устройство по п.5, в котором по меньшей мере одна из указанных контактных поверхностей имеет покрытие.
7. Устройство по п.1, в котором основание Т-образного элемента прикреплено к опоре.
8. Устройство по п.7, в котором указанное основание прикреплено к опоре крепежными средствами.
9. Устройство по п.1, в котором L-образные крюки выполнены за одно целое с корпусом.
10. Устройство по п.1, в котором роторная установка является турбиной.
11. Способ закрепления и выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки, включающий прикрепление по меньшей мере одной осевой установочной шпонки к в целом Т-образному элементу, расположенному на указанной опоре, с обеспечением контакта указанной по меньшей мере одной осевой установочной шпонки с по меньшей мере одним в целом L-образным крюком из пары L-образных крюков указанного корпуса, прикрепление второй осевой установочной шпонки к указанному Т-образному элементу с обеспечением контакта указанной шпонки с корпусом и
прикрепление пары поперечных установочных шпонок к противоположным сторонам Т-образного элемента с обеспечением контакта каждой из указанных поперечных шпонок с соответствующим L-образным крюком.
12. Способ по п.11, в котором указанная по меньшей мере одна осевая установочная шпонка представляет собой пару осевых установочных шпонок, которые размещают на противоположных сторонах Т-образного элемента.
13. Способ по п.11, в котором каждая из указанных осевых установочных шпонок и каждая из указанных поперечных установочных шпонок содержит первую пластину, которую присоединяют к указанному Т-образному элементу, и вторую пластину, имеющую контактную поверхность.
14. Способ по п.13, в котором по меньшей мере одна из указанных контактных поверхностей имеет покрытие.
15. Способ по п.11, в котором указанный Т-образный элемент прикрепляют к указанной опоре.
16. Способ по п.11, в котором указанные L-образные крюки выполнены за одно целое с указанным корпусом.
17. Способ по п.11, в котором роторная установка является турбиной.
Описание изобретения к патенту
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится в целом к роторным установкам и, более конкретно, к способу и устройству для выравнивания корпуса роторной установки относительно ее опоры или фундамента.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Часть высокого давления турбины может требовать технического обслуживания и текущего ремонта, в том числе замены некоторых деталей. Например, может потребоваться замена корпуса и необходимость его взаимодействия с имеющимися опорами, или фундаментом, турбины. Существующие опоры могут содержать различные приспособления для закрепления корпуса турбины в осевом и поперечном направлениях, при этом они могут иметь размер меньше стандартного и не выдерживать действующие нагрузки, оказываемые установкой при замене корпуса турбины.
Современные конструкции для замены корпуса турбины используются уже в течение десятилетий и обеспечивают закрепление турбины в осевом и поперечном направлениях. В одной известной конструкции используется изготовленная двутавровая балка, полки которой прикреплены болтами как к опоре, так и к корпусу для обеспечения поддержки в осевом и поперечном направлениях. Однако двутавровые балки являются трудными для сборки и обслуживания, и сварной шов между их полкой и перемычкой подвержены повреждениям.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с вариантом выполнения данного изобретения устройство, предназначенное для выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки, содержит пару в целом L-образных крюков, расположенных на указанном корпусе, в целом Т-образный элемент, содержащий основание, стойку и поперечный элемент, пару осевых установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанного поперечного элемента и по меньшей мере одна из которых выполнена с обеспечением взаимодействия по меньшей мере с одним из указанных L-образных крюков, а другая выполнена с обеспечением взаимодействия с корпусом, и пару поперечных установочных шпонок, которые расположены на противоположных сторонах указанной стойки и каждая из которых выполнена с обеспечением взаимодействия с соответствующим L-образным крюком.
В соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения способ закрепления и выравнивания корпуса роторной установки относительно опоры вдоль осевой центральной линии и поперечной центральной линии указанной установки включает прикрепление по меньшей мере одной осевой установочной шпонки к в целом Т-образному элементу, расположенному на опоре, с обеспечением контакта указанной по меньшей мере одной осевой установочной шпонки с по меньшей мере одним L-образным крюком из пары в целом L-образных крюков корпуса, прикрепление второй осевой установочной шпонки к Т-образному элементу с обеспечением контакта указанной шпонки с корпусом, а также прикрепление пары поперечных установочных шпонок к противоположным сторонам Т-образного элемента с обеспечением контакта каждой из поперечных установочных шпонок с соответствующим L-образным крюком.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 схематически изображает соединенные опору и корпус паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения изобретения; и
фиг.2 схематически изображает Т-образный элемент и установочные шпонки, показанные на фиг.1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с фиг.1 роторная установка, например, турбина 8, содержит опору, или фундамент 2, и наружный корпус 4. Указанная опора 2 может быть, например, передней или средней опорой либо опорой для концевой части/упорного подшипника управляющего устройства/генератора. К опоре 2 с помощью крепежных средств 10, которые могут быть, например, резьбовыми крепежными средствами, такими как болты, прикреплен в целом Т-образный элемент 6, или «фиксатор». Крепежные средства 10 крепят основание 40 указанного Т-образного элемента 6 к опоре 2.
Указанный корпус 4 содержит пару в целом L-образных крюков 12, выполненных с обеспечением взаимодействия с поперечным элементом 42 Т-образного элемента 6. Несмотря на то, что указанные L-образные крюки 12 показаны выполненными за одно целое с корпусом 4, следует понимать, что они могут быть выполнены отдельно и прикреплены к корпусу 4. Указанный поперечный элемент 42 Т-образного элемента 6 присоединен к основанию 40 с помощью стойки 44. У места соединения поперечного элемента 42 и стойки 44 Т-образного элемента может быть выполнена канавка 24. Следует также понимать, что Т-образный элемент может быть выполнен за одно целое с опорой, т.е. составлять с ней неразъемную конструкцию.
Для закрепления корпуса 4 относительно осевой центральной линии 20 выполнена пара первых осевых установочных шпонок 14 и вторая осевая установочная шпонка 18. Указанные первые осевые шпонки 14 также могут рассматриваться как шпонки, работающие на растяжение, а вторая осевая установочная шпонка 18 может рассматриваться как шпонка, работающая на сжатие. Для закрепления корпуса 4 относительно поперечной центральной линии 22 турбины 8 выполнена пара поперечных установочных шпонок 16. Каждая из указанных установочных шпонок 14, 16, 18 может представлять собой установочную шпонку, описанную в патенте США № 7273348.
В соответствии с фиг.2 каждая из шпонок 14, работающих на растяжение, содержит первую пластину 28 и вторую пластину 30. Указанная первая пластина 28 прикреплена к верхней части 42 Т-образного элемента 6 с помощью крепежных средств 26, например, резьбовых крепежных средств, таких как болты. Указанные вторые пластины 30 шпонок 14, работающих на растяжение, имеют контактные поверхности 50, выполненные с обеспечением контакта с L-образными крюками 12 корпуса 4. Контактные поверхности 50 могут быть выполнены с покрытием. Например, на контактные поверхности 50 может быть нанесено покрытие для их упрочнения.
Шпонка 18, работающая на сжатие, содержит первую пластину 36 и вторую пластину 38. Первая пластина 36 прикреплена к поперечному элементу 42 крепежными средствами 26. Вторая пластина 38 второй осевой шпонки 18 имеет контактную поверхность 48, выполненную с обеспечением контакта с корпусом 4. Контактная поверхность 48 также может иметь покрытие, как указано в отношении контактных поверхностей 50 для шпонки 14, работающей на растяжение. Осевые шпонки 14, 18 могут быть прикреплены либо к Т-образному элементу 6, либо к корпусу 4.
Корпус 4 закреплен и выровнен в осевом направлении относительно опоры 2 вдоль осевой центральной линии 20 между первыми осевыми шпонками 14 и второй осевой шпонкой 18.
В соответствии с фиг.2 каждая поперечная установочная шпонка 16 содержит первую пластину 32 и вторую пластину 34. Первая пластина 32 присоединена к стойке 44 Т-образного элемента с помощью крепежных средств 26. Каждая вторая пластина 34 имеет контактную поверхность 46, выполненную с обеспечением контакта с L-образным крюком 12 внешнего корпуса 4. Каждая контактная поверхность 46 может быть выполнена с покрытием, как описано выше. Указанные поперечные шпонки 16 могут быть прикреплены либо к Т-образному элементу 6, либо к корпусу 4.
Корпус 4 закреплен и выровнен в поперечном направлении относительно опоры 2 вдоль поперечной центральной линии 22 между указанными поперечными шпонками 16.
Устройство для совместного закрепления и выравнивания в осевом и поперечном направлениях, рассмотренное в данном документе, может справляться с нагрузками, действующими на роторную установку, например, паровую или газовую турбину, и при этом соответствует существующим расчетным ограничениям и наилучшим показателям проведения подобных операций.
Устройство для совместного закрепления и выравнивания в осевом и поперечном направлениях также может выдерживать высокие нагрузки, создаваемые системой труб, вращающим моментом пара и сейсмическими явлениями. Указанное устройство выполнено с обеспечением возможности постоянного нахождения в условиях перепада температур и небольшой площади ремонтного участка. Устройство легко регулируется для обеспечения выравнивания установки, является доступным для технического обслуживания и может работать в течение долго времени без ремонта.
Установочные шпонки и Т-образный элемент могут быть выполнены из высококачественного материала, который выдерживает усилия, обусловленные как технологическими операциями, так и сейсмическими явлениями, с одновременным поддержанием напряжений на приемлемом для материала уровне. Указанные шпонки и Т-образный элемент не содержат каких-либо сварных швов, которые в большей степени подвержены повреждению вследствие перепадов температур в направлении от корпуса к опоре. Установочные шпонки обеспечивают возможность простого выравнивания/ регулирования установки без необходимости ее полного демонтажа.
Устройство для совместного закрепления и выравнивания в осевом и поперечном направлениях, рассмотренное в данном документе, обеспечивает более прочную конструкцию по сравнению с существующими и используемыми в настоящее время конструкциями с двутавровыми балками.
Указанное устройство также может использоваться на внутренних корпусах, если пространство проектных решений требует отклонения от существующих стандартных способов.
В отличие от некоторых существующих конструкций, которые обеспечивают лишь одну степень закрепления (т.е. вертикальную, поперечную или осевую), устройство, описанное в данном документе, обеспечивает две степени закрепления, поперечную и осевую, относительно одного компонента.
Несмотря на то что данное изобретение описано применительно к варианту выполнения, считающемуся в настоящее время наиболее целесообразным и предпочтительным, следует понимать, что изобретение не ограничено описанным вариантом, и подразумевается, что оно охватывает различные модификации и эквивалентные конструкции, находящиеся в рамках идеи и объема прилагаемой формулы изобретения.
Перечень деталей
Опора/фундамент | 2 |
Наружный корпус | 4 |
Т-образный элемент | 6 |
Турбина | 8 |
Крепежные средства | 10 |
L-образные крюки | 12 |
Первые осевые установочные шпонки | 14 |
Поперечные установочные шпонки | 16 |
Вторая осевая установочная шпонка | 18 |
Осевая центральная линия | 20 |
Поперечная центральная линия | 22 |
Канавка | 24 |
Крепежные средства | 26 |
Первая пластина | 28 |
Вторая пластина | 30 |
Первая пластина | 32 |
Вторая пластина | 34 |
Первая пластина | 36 |
Вторая пластина | 38 |
Основание | 40 |
Поперечный элемент | 42 |
Стойка | 44 |
Контактная поверхность | 46 |
Контактная поверхность | 48 |
Контактные поверхности | 50. |
Класс F01D25/28 опорные или установочные устройства, например для кожуха турбин