CN1021518C - 支撑轴向排气透平机转子的支承系统 - Google Patents

Abstract

支承转子的轴承(7)通过直接于基座相连而使其刚度增加，从而在发生偶发性事故时能使支承具有更好的支承特性(比如，当最后的低压阶段时其中的叶片之一损失这样的事故发生时也有好的支承特性)。此外，通过将支承功能从定子排气端功能中分离，使得不会因为转子的不平衡力引起定子结构的共振。

Description

本发明涉及燃气或蒸汽透平机，在这种轴向排气透平机部件中，其中一个转子支承轴承是集成在排气端的端块中的。

该轴承借助连杆保持其位置，因而它合适地被置于排气端的端块中、轴承的作用是将来自转子的正常作用力偶发性事故引起的作用力传到支承座和横向定子对中装置，支承座和横向定子对中装置支承在基础支承板上。

这样的结构设置在一定程度上会削弱支承的结构刚度。转子的良好的动力学特性以及转子对于偶发性事故造成的外力引起的不平衡力而必须的安全性都要求支承轴承的有较高的刚度，而使用连杆系统难以得到所需要的高的刚度。

此外，不同的方位对应于不同的支承刚度，这就使得在大的偶发传动不平衡作用引起的动不平衡力的情况下支承轴承始终能以线接触的条件支承透平机的各转轴更加难以达到。

各种力都传送给轴承或压板，连杆、支承座定子横向对中装置和基础支承板。

此外，排气管截面尺寸的增加会导致各种动态力的增加，这是因为截面尺寸的增加使定子的尺寸大幅度地加大了。

法国专利申请FR-A7510810号描述了一种气体透平机的安装，其中轴承是通过两个支架与基础支承相连的。

这种安装的动力学特性很差，因为各种力只是在垂直方向上得到了补偿，而水平方向上的大的力将会导致结构的大变形。

另外，由于支架较长又没有足够的刚度所以它难于承受较大的不平衡力。

本发明权利要求所确定的支承系统的目的之一就是增加转子支承轴承的刚度并且在尽可能好的条件下为轴承提供适当的支承使其幸免于意外事故（比如，最后几级低压叶片其中之一损失时）引起的破坏。当支承刚度是各向同性的时候，这种支承效果可以进一步得到改善。此外，通过将轴承功能从定子功能中分离，转子的不平衡作用就不会引起定子结构的共振。

有以下的说明作为指导，本发明可以更好地被理解，其中：

图1和图2分别是现有技术中轴向排气透平机转子支承系统的侧视图和端部视图;

图3和图4分别是本发明转子支承系统的侧示图和端部视图;

图5和图6分别是从进气端和排气端看图3和图4所示的转子支承系统得到的轴侧图;

图1和图2表示一现有技术中的透平机，它有一轴向排气管1， 它形成了定子2的一部分。该透平机包括一轴承3，它用一混凝土支座4来支承，支座4形成是个混凝土基础支承板5的进气端6部分，另外，该透平机在其排气端1还有一轴承7。

轴承7包括一壳体8和一压紧板9，它和一防蒸汽罩11一起来支承转子10。防蒸汽罩11在蒸汽和大气压力之间提供压力密封，气压是由导管20连接到11而形成的。

轴承7通过连杆12支承，连杆的端部被固定在排气管1的外壁上。

排气管1带有两侧面支座13，支座13座在混凝土基座14上，而基座14又被固定在基础支承板5上。

一横向对中装置15被设置在排气管底部。对中装置15包括两根水平连杆16，每根连杆两端都用螺纹连接，并且两连杆有一端连接在一紧固件17上，紧固件17被固定在排气管的底部，两连杆的另外一端与紧固件18相连，紧固件18被固定在混凝土基础支承板5上。

为了使轴承7在不必拆掉定子2的顶部的情况下能方便地被接近，排气管1有一可移动的半部19，它通过两垂直延伸的半法兰来保持在合适的位置上。

转子10上的正常作用力和突发外力均通过连杆12传递到排气管的外壁，排气管外壁依次将这些作用力传到支承座13或对准装置15上。

这种现有技术的支承系统，当遇到意外的大的不平衡力时，就会有轴承7和支承系统本身被破坏的危险，特别是当有关的零件尺寸非常大的情况下，这种危险性就非常大。

此外，分布在排气管内整个圆周上的连杆12导致了相对较大的压头损失。

图3至6是所说的本发明的支承系统。其中与现有技术的支承系统类似的各部分的标号不变。

透平机转子10由两轴承3和7支承，其中一个轴承设置在进气端6，另一个则位于轴向排气管1的内部。

轴承3通过一混凝土基座4支承在混凝土基础支承板5上。

轴承7包括有一壳体8，壳体8有一固定在其上的压板9和一蒸汽罩11。

该蒸汽罩11借助于一导管20保持在大气压力之下。

根据本发明，混凝土基础支承板5上有一垂直的混凝土壁21，该壁上有一圆孔22，排气管1通过该圆孔22。

四个紧固点23沿开口22圆周方向分布并固定在混凝土壁21上。四根连杆12（如果支承轴承7必要可以更多）的端部可移动地连接到紧固点23上。

当有四根连杆12时，它们的分布呈十字交叉形，即有垂直和水平连杆。

连杆12上装有密封波纹管24，这些波纹管通过排气管1的壁。

排气管1的底部固定在定子2上。排气管1上有两个侧面支承座13，分别位于由基础支承板5支承的混凝土支承台14上。

定子2的横向对中装置15设置在排气管端部。该对中装置有一键25，它装在从基础支承板5向上凸起的混凝土水泥基座26上，所说的键25配合在滑道27中;滑道27与透平机的轴线平行并被固定在排气管上。

基座4、14和26以及壁21最好是用混凝土浇筑的并且直接浇筑在基础支承板5上，与其形成一结构上是整体的和结实的地锚。

也可以用钢结构制做这些基座。

这样，支承力就不再通过定子2和排气管1，因为所有的连杆12是直接固定在混凝土壁21上的。因此，本发明的支承系统能够承受非常大的突发性的不平衡力，同时仍然保持转子支承的整体性。

此外，通过沿各个方位均分布连杆12，可以得到承受大的不平衡力而引起的偶发性事故力的最可能好条件。

本发明的支承系统所需的用于传递各种力的连杆的数量要比现有技术的系统所需的连杆数少得多。因此，排气管的出口端的压头损失也减少了。

最后，因为轴承7不会将力传给排气管1，所以基座14（它用来支承侧支座13）可以在构造上轻得多，对中装置15也可以仅仅使用一个键和键槽就行了。

为了接近轴承的排气端，可以通过同时移动上半部分19和垂直 连杆12来实现，连杆12本身与轴承外壳的压板9相连。当然必须将连杆12从它的固定点23移掉。

Claims (7)

1、一种用于将一个轴向排气透平机的转子支承在一混凝土支承板(5)上的系统，其中排气部分(1)装有支座(13)，支座(13)置于混凝土支座(14)上，而混凝土支座(14)固定在基础支承板(5)上，整个系统通过对中装置(15)来横向对中，对中装置(15)支承在基础支座(5)上，所说的排气管(1)的内部包括一轴承(7)，它用来支承透平机的转子(10)，所说的轴承(7)由连杆或轴臂(12)支撑，连杆(12)从轴承向外径向延伸，其特征在于该系统包括一固定于基础支承板(5)上的混凝土壁(21)，该壁(21)上有一圆形开口(22)，排气管(1)通过该开口，连杆或轴臂(12)通过排气管(1)的壁并且它们的端部直接与固定点(23)相连，固定点(23)分布在开口(22)的圆周上并固定在壁(21)上。

2、根据权利要求1的支承系统，其特征在于连杆（12）均匀地分布在轴承（7）上，每两个相邻连杆间的夹角相同。

3、根据权利要求2的支承系统，其特征在于它包括两个垂直连杆（12）和两个水平连杆（12），它们的分布的是十字交叉形的。

4、根据以上任何一项权利要求的支承系统，其特征在于连杆（12）通过排气管（1）壁的各个点上都带有扩张波纹管（24）提供密封。

5、根据权利要求1所述的支承系统，其特征在于排气管（1）由一键和一键槽装置（15）来实现横向对中。

6、根据权利要求1所述支承系统，其特征在于壁（21）是用混凝土构筑的。

7、根据权利要求1所述的支承系统，其特征在于它包括一防蒸汽罩（11），该蒸汽罩（11）固定在轴承（7）上，以便在排放的蒸汽和大气压力之间提供密封。

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