Сосновский Андрей Юрьевич – канд. техн. наук, заместитель технического директора ООО «УК Теплоэнергосервис» по турбоустановкам
г. Екатеринбург
Andrey Yu. Sosnovskiy
Ekaterinburg
Мурманский Борис Ефимович – д-р техн. наук, начальник теплотехнического управления
г. Екатеринбург
Boris E. Murmanskii
Ekaterinburg
Бродов Юрий Миронович – д-р техн. наук, профессор, действительный член АИН РФ, заведующий кафедры «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Yuri M. Brodov
Ekaterinburg
Выполнен анализ различных (традиционных и альтернативных) конструкций сочленения выносных корпусов подшипников и цилиндров паровых турбин средней и большой мощности. С учётом выявленных подобий взаимодействия элементов рассмотренных конструкций предложена обобщенная кинематическая модель системы тепловых расширений паровой турбины. В предложенной модели система тепловых расширений представлена в виде многозвенной шарнирной системы, состоящей из одного или нескольких «базовых» модулей. На основе разработанной модели исследованы условия устойчивости (отсутствия самоторможения на направляющих продольных шпонках) системы тепловых расширений паровой турбины к внешним воздействиям. По результатам моделирования показано, что величина изменения угла поворота цилиндра турбины относительно корпуса подшипника в узле сочленения должна быть ограничена. Установлено, что для устойчивости системы с одним выносным корпусом подшипника достаточно, чтобы предельный угол поворота в узле сочленения цилиндра турбины и корпуса подшипника не превышал предельного угла поворота корпуса подшипника относительно продольных шпонок. Для устойчивости системы с несколькими последовательно перемещающимися выносными корпусами подшипников (многоцилиндровой турбины) необходимо, чтобы предельный угол поворота во всех узлах сочленения цилиндров турбины с корпусами подшипников не превышал величины наименьшего предельного угла поворота из всех корпусов подшипников. Результаты выполненного исследования могут быть использованы при проектировании новых паровых турбин и при реконструкции систем тепловых расширений оборудования, находящегося в эксплуатации.
The analysis of various designs (both traditional and alternative) for outboard bearing housing joints with cylinders of steam turbines of medium and high power. Taking into account the identified similarities in the interaction of elements of the considered structures, a generalized kinematic model of the thermal expansion system of a steam turbine is presented. In the assumed model, the thermal expansion system is presented in the form of a multi-link hinged system consisting of one or more “basic” modules. Based on the developed model, the stability conditions (the absence of self-braking on the guiding longitudinal keys) against external influences are studied for the thermal expansion system of a steam turbine. According to the simulation results, it is shown that the magnitude of the turbine cylinder rotation angle change relative to the bearing housing in the junction must be limited. It was revealed that for stability of a system with one outboard bearing housing, it is sufficient that the maximum rotation angle at the junction of the turbine cylinder and the bearing housing does not exceed the maximum rotation angle of the bearing housing relative to the longitudinal keys. For stability of a system with several sequentially moving outboard bearing housings (multi-cylinder turbine), it is necessary that the limiting angle of rotation at all junctions of the turbine cylinders with bearing housings does not exceed the value of the smallest limiting angle of rotation for all bearing housings. The results of the study can be applied in the design of new steam turbines and in the reconstruction of thermal expansion systems for equipment in operation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.