Файл: Стеклов, М. Л. Горизонтальные гидравлические турбины. Конструкция и расчет.pdf

Статор трехопорного агрегата. После сборки внутреннего пояса в кольцо он с помощью клиновых домкратов устанавли­ вается на плите в строго горизонтальной плоскости. Проверка горизонтальности осуществляется гидравлическим уровнем. На плите наносятся такие же риски и центр, как и при сборке первого статора. Затем устанавливается наружный пояс с несколько уве­ личенными из-за прокладок в стыках диаметральными размерами.

Разметка тонких колонн по длине производится подвижным деревянным шаблоном, а затем торцы этих колонн и соответствую­ щих пеньков обрабатываются на станке в плоскости, перпенди­ кулярной кольцевым фланцам поясов (рис. VII.3).

После установки колонн между пеньками зазоры не превышают 1 мм на сторону. Толстая и треугольная колонны обрабатываются газовой резкой с допусками по длине от 2 до 10 мм. Перед сваркой колонн с пеньками на каждом стыке на входной и выходной кром­ ках колонн и пеньков кернением отмечаются точки, которые ука­ зывают после сварки усадку швов. Первыми, как и ранее, свари­ ваются стыки колонн с пеньками внутреннего пояса. Сварка производится снизу вверх несколькими проходами двумя свар­ щиками с двух сторон каждого стыка.

После остывания швов замеряется их усадка, которая в основ­ ном оказалась 2—3 мм. На эту же величину увеличиваются за­ зоры в стыках между колоннами и пеньками наружного пояса. Далее перед сваркой этих стыков удаляются прокладки, заложен­ ные между стыками секторов наружного пояса с тем, чтобы по­ следний в процессе сварки мог свободно перемещаться при усадке сварочного шва.

После окончания сварки и проведения необходимых замеров привариваются жесткие связи в виде двутавров № 24 (по два дву­ тавра по обе стороны каждого стыка секторов). Затем произ­ водится разборка по одному из разъемов.

После транспортирования половин статора на станок они со­ бираются без зазоров в стыках.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы.

1.Статоры такого размера и конструкции можно изготавли­ вать по принятой выше технологии, причем изготовление статора трехопорного агрегата значительно проще.

2.Для уменьшения остаточных деформаций и, следовательно, напряжений в статоре от сварки колонн с пеньками обоих поясов необходима механическая обработка торцов колонн и пеньков, так как при этом получаются минимальные зазоры в их сопря­

жениях.

3. Сборку наружного пояса при пригонке его пеньков к ко­ лоннам следует производить на прокладках, которые надо уда­ лять перед сваркой, чтобы каждый сектор наружного пояса мог под воздействием усадочного усилия шва свободно перемещаться к колонне. Величина усадки прямо пропорциональна величине зазора в стыке свариваемых деталей.

4.Конструкция статоров не является оптимальной с точки зрения технологии их изготовления и транспортирования на ГЭС.

5.Следует выполнять статоры такого размера либо с незамкну­ тыми наружными поясами, либо перенести приварку колонн к пень­ кам наружного пояса на место монтажа. Но и этого может быть недостаточно. При изготовлении статоров для большой серии турбин в короткие сроки может возникнуть необходимость исклю­ чить карусельную обработку статора в сборе и фрезеровку сты­ ков наружного пояса. Обрабатываться будет полностью только внутренний пояс. В этом случае стыки наружного пояса свари­ ваются между собой силовыми швами при монтаже после при­ варки колонн, аналогично сварке стыков камер турбин верти­ кальных агрегатов.

Такая технология изготовления статоров еще не разработана,

не исследованы величины зазоров, обеспечивающих компенсацию сварочных деформаций и т. д.

26. ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ ЛОПАТОК ВО ВНУТРЕННЕМ И НАРУЖНОМ КОЛЬЦАХ НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА

Ответственной и сложной технологической операцией является расточка отверстий во внутреннем и наружном кольцах направ­ ляющего аппарата для подшипников лопаток.

Для обработки этих отверстий без существенных отклонений по шагу и соосно друг другу изготавливается специальная ос­ настка. Так, для колец направляющего аппарата турбин Перепадных ГЭС и Череповецкой 2-й очереди эта оснастка показана на рис. VII.4. На монтажной плите закрепляется поворотный стол с установленной на нем шпиндельной частью станка ЛР24. Эта шпиндельная часть расположена под углом 30° к горизонтали. Вокруг поворотного стола к плите крепится опорная сварная кон­ струкция с двумя кольцевыми концентричными фланцами. Эти фланцы обработаны и имеют отверстия, соответствующие отвер­ стиям во фланцах внутреннего и наружного колец направляющего аппарата.

Опорная конструкция центруется относительно станка и вы­ ставляется горизонтально по гидравлическому уровню на клино­ вых домкратах. Разность высот поверхностей фланцев точно соот­ ветствует чертежным размерам наружного и внутреннего колец.

Кольца с окончательно обработанными фланцами устанавли­ ваются и закрепляются на опорной конструкции таким образом, чтобы отверстия, отлитые в кольцах, оказались примерно друг против друга. Затем суппорт с резцом подводится к отверстию внутреннего кольца и отверстие обрабатывается. Далее к про­ двинутому через обработанное отверстие шпинделю присоединяется удлинитель, установленный в подшипнике, размещенном на про­ межуточной кольцевой площадке опорной конструкции. Удлини­

178

тель с резцом подводится к отверстию в наружном кольце и произ­ водится дальнейшая обработка.

После указанной обработки удлинитель отъединяется от шпин­ деля, последний выводится из отверстия внутреннего кольца и стол

Рис. VII.4. Обработка отверстий для подшипников лопаток нап­ равляющего аппарата:

1 — поворотный стол станка; 2 , 9 — фланец сварной конструкции;^ — станок; 4 — внутреннее кольцо направляющего аппарата; 5 — шпиндель­ ная часть станка; 6 — подшипник шпиндельной части; 7 — удлинитель шпинделя; 8 — наружное кольцо направляющего аппарата; 10 — сварная опорная конструкция; 11 — монтажная плита

поворачивают на угол 22° 30' (так как число лопаток 16), пере­ ставляют подшипник с удлинителем и обработка повторяется.

Такая технология вполне себя оправдала и обеспечивает не­ обходимую точность.

27, ОБРАБОТКА ЛОПАТКИ НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА

Лопатка конического направляющего аппарата представляет собой отливку сложной пространственной формы с меняющимися профилями пера по высоте лопатки, поэтому механическая ее обработка сложна.

Поверхность заготовки размечается и обрабатывается подруб­ кой или наплавкой с точностью ±10—15 мм по пространствен­ ному шаблону, изготовленному в соответствии с теоретическим чертежом лопатки. При разметке лопатки по шаблону одновре­ менно размечаются сферы торцов, оси цапф, их диаметры и центры.

Затем, после сверления центров, лопатку устанавливают на спе­ циальный токарный станок ЛР61, в котором лопатка вращается, а два суппорта с резцами у каждой из цапф неподвижны. На этом станке одновременно обрабатываются обе цапфы и небольшая

Рис. VII.5. Схема установки направляющей лопатки для обработки сферы на внутреннем и наружном торцах

(указанная в чертеже) плоская площадка вокруг цапф на торцах лопатки.

После обработки на этом станке лопатка устанавливается на специальный расточной станок ЛР86, на котором ведется обра­ ботка сферы торцов лопатки. Сферы обрабатываются поочередно, сначала со стороны одной цапфы, затем со стороны другой. Обра-

ботка сфер начинается точно от края плоской площадки, выполнен­ ной ранее на станке ЛР61, к периферии. При обработке лопатка неподвижна, а суппорт с резцом вращается. Обработка ведется по копиру, по которому перемещается ролик, передавая это пере­ мещение суппорту с резцом (рис. VII.5)

После окончания обработки сферы торцов лопатки ее уста­ навливают на строгальный станок для обработки плоскости при­ лива на входной кромке, торца выходной кромки и канавки в при­

180

уже в более крупные блоки и по мере готовности монтажа фунда­ ментных частей подаются в кратер. Сборка узлов на монтажной площадке, как и в цехе завода, производится таким образом, что продольная ось этих узлов, а следовательно, турбины распола­ гается вертикально (рис. VII.8).

При монтаже капсульных агрегатов к наиболее важным опе­ рациям относятся: правильная установка фундаментных частей (статора турбины, а если их два, то центровка обоих относительно друг друга); опускание вала турбины с рабочим колесом в кратер и соединение с ротором генератора; правильная установка ротора агрегата на опорные подшипники. В качестве примера приводятся важнейшие операции по монтажу турбин средней мощности Перепадных ГЭС Ингурского каскада и крупнейших турбин четырех­ опорного и трехопорного агрегата Саратовской ГЭС.

Монтаж гидротурбин для Перепадных ГЭС. Общая схема монтажа

Детали собирают в укрупненные блоки и транспортируют к месту установки станционным мостовым краном.

Обе половины капсулы, осмотренные на монтажной площадке,, заранее транспортируются к месту установил, где временно уста­ навливаются на выкладки со смещением в сторону верхнего бъефа для последующего монтажа и соединяются между собой. Детали

иотдельные узлы до установки на место очищаются от защитных покрытий и забоин. Поверхности деталей, заливаемые в бетон, соответственно очищаются.

Укрупненные блоки через монтажные люки в основном бетоне здания ГЭС опускаются и устанавливаются в рабочее положение на клинья и прокладки по высотным отметкам и осям, заданным строительной частью. Расположение монтажных люков не по­ зволяет непосредственно краном устанавливать некоторые детали

иотдельные узлы на рабочее место; оттяжку деталей на место следует производить посредством блоков и лебедок, пользуясь монтажными скобами, закрепленными в основном бетоне.

Закладные части (камера, фундаментное кольцо и др.), со­ бранные в кольца до опускания на место должны во избежание

деформации по возможности храниться в нерабочем положении. Закладные части после бетонирования в сборе должны представ­ лять единый жесткий узел, надежно закрепленный в основном бетоне фундаментными болтами, распорными домкратами, растяж­ ками и клиньями. Все прокладки, клинья и растяжки должны быть приварены электросваркой.

Сливной клапан в отсасывающей трубе в целях безопасности, следует монтировать в первую очередь. При монтаже клапана следует обратить особое внимание на строго вертикальное поло­

182

жение штока клапана, легкость его хода и плотность прилегания к седлу. В процессе монтажа турбины сливной кдапан в целях безопасности всегда должен находиться в открытом состоянии

инадежно защищаться от возможных механических повреждений

изасорения.

Монтаж статора, камеры турбины и направляющего аппарата

Сборка статора. Статор полностью собирается на монтажной площадке в горизонтальном положении фланцем, обращенным к направляющему аппарату, вверх. Стыки секторов, которые не подлежат разборке при опускании статора вниз на фундамент, промазываются суриком и окончательно закрепляются всеми бол­ тами. Стыки, подлежащие разборке, суриком не промазываются и болты могут быть поставлены не все, но зазор в стыках не до­ пускается.

На статоре турбины собирается направляющий аппарат. Два стыка на внутреннем и наружном кольцах направляющего аппа­ рата, по которым производится разъем при опускании в кратер агрегата, собираются предварительно, т. е. без сурика и резино­ вого уплотнения. Остальные стыки собираются окончательно с про­ мазкой суриком или с установкой резиновых шнуров, полной за­ тяжкой всех болтов и штифтовкой.

Сборка направляющего аппарата. Сначала полностью соби­ рается внутреннее кольцо направляющего аппарата. Затем в нем устанавливаются по две направляющие лопатки внутренними цап­ фами и подшипниками. Направляющие лопатки должны быть предварительно очищены от защитного покрытия, забоин, заусен­ цев и подобраны по номерам гнезд. На наружные цапфы направ­ ляющих лопаток надеваются секторы (V8 часть) наружного кольца направляющего аппарата без подшипников направляющих лопа­ ток. Подшипники в собранном виде со всеми деталями устанав­ ливаются на концах направляющих лопаток вслед за сборкой сек­ торов; затем монтируются детали поворотного механизма направ­ ляющего аппарата.

После того как направляющий аппарат собран, производится проверка на легкость хода и величину угла поворота каждой лопатки. Лопатки в открытом состоянии свариваются между собой арматурой, либо угольниками или мелкими швеллерами. Более крупными швеллерами (двумя-тремя на каждую половину) свари­ ваются между собой наружное и внутреннее кольца направляю­ щего аппарата. После этого направляющий аппарат отдельными половинами снимается со статора, перекантовывается в рабочее положение и отставляется в сторону до опускания на место. В слу­ чае готовности фундамента под статор устанавливаются фунда­ ментные болты статора, и статор по половинам опускается на место. Нижняя половина статора сразу же соединяется с болтами без центровки. После опускания и соединения верхней половины

183