一种汽轮机缸体下沉自动调节装置的制作方法

本发明涉及发电领域，特别是涉及一种能够自动调整汽轮机工作时中压缸受热下沉的自动调节装置。

背景技术：

目前电厂的汽轮机大部分采用高、中压缸分缸的结构，高、中压缸的外缸上分别设置有前轴承座、中轴承座和后轴承座，各轴承座用于支撑带叶片的轴杆，在高、中压内缸内与叶片顶部相对的位置设置有相应的汽封。

汽轮机的缸体发热导致停机是目前火电厂存在的一个普遍现象，汽轮机的安装结构是高、中压内缸的下缸(内下缸)均通过其外缘的四个对称内缸猫爪坐落在相应的外下缸上，高、中压外缸均采用上猫爪支撑方式，下猫爪的底部凸肩镶嵌在轴承座的凹槽内，凸肩前后两侧装有推力键，一方面引导汽缸在轴承座上横向自由膨胀，另一方面推动前、中轴承座前后移动保证汽缸能沿纵向自由膨胀，此外，下猫爪还用于汽缸安装或解体时临时支撑外下缸。

在工作时，缸体内通过输入的高温蒸汽来驱动多级叶片转动进而输出机械能，因此缸体温度上升较快，而轴杆的两端由于伸出缸体外，因此其温度与缸体的温度并不一致，此外，支撑轴杆的各轴承座同样位于缸体外，因此也不会与缸体温度一致。这样的结果使得缸体在工作时，会因本身温度上升而变形下沉，由于轴杆和支撑缸体的猫爪并不随缸体的下沉而同步下沉，就会导致轴杆上的叶片与下沉后的缸体内的汽封发生摩擦碰撞，最终发生跳机。

现有技术中在解决该问题时，或是通过增大叶片与四周汽封之间距离来留出变形量，或是通过在猫爪处增加相应垫片以增高缸体的高度；第一种方式会降低能量转换效率，第二种方式只是被动调节，不易根据缸体的下沉量调整升高范围。

此外，这两种方式都只是针对汽轮机工作时的状态，在汽轮机不工作时无法恢复原样。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种能够自动调整汽轮机工作时中压缸受热下沉的自动调节装置。

特别地，本发明提供了一种汽轮机缸体下沉自动调节装置，包括容纳叶片转子的缸体，由缸体四周对称伸出的支撑台，以及支撑所述支撑台的支撑座，在所述缸体外侧固定有检测杆，在所述检测杆处安装有检测所述检测杆位置变化的触发装置，在所述支撑座上安装有将所述支撑台顶升至指定高度的液压装置，所述触发装置与所述液压装置连接以发送所述液压装置的工作信号。

在本发明的一个实施方式中，所述液压装置包括设置在所述支撑座与所述支撑台接触一面上的升降板，驱动所述升降板升降的油腔，以及通过油管与所述油腔连接的输油泵。

在本发明的一个实施方式中，在所述支撑座的中间位置设有内凹的凹槽，在所述凹槽的开口处设置有支撑所述升降板的环形凸台，所述升降板放置在所述凸台上后将所述凹槽封闭形成所述油腔，在与所述升降板对应的所述凹槽侧壁处设置有带密封件的密封槽。

在本发明的一个实施方式中，所述触发装置包括设置在所述检测杆下方的空心柱，和安装在所述空心柱内的活动杆，所述活动杆的一端被限制在所述空心柱内不能脱出，另一端指向所述检测杆，在所述空心柱内安装有弹簧，所述弹簧对所述活动杆施加其伸出端与所述检测杆保持预定距离的弹力，在所述空心柱的底部与所述活动杆对应的位置处设置有触点开关，所述触点开关通过线缆与所述液压装置连接。

在本发明的一个实施方式中，所述活动杆与所述触点开关的距离小于所述升降板升降的高度，同时小于所述缸体的最大下沉量。

在本发明的一个实施方式中，所述支撑座上设置有限制所述支撑台水平移动的凸起。

在本发明的一个实施方式中，所述输油泵设置一台，所述油管包括输油管和回油管，所述输油管的一端与所述输油泵连接，另一端分别通过输油支管与各所述油腔连接，所述回油管的一端与所述输油泵连接，另一端分别通过回油支管与各所述油腔连接，每个所述输油支管上分别安装防止液压油倒流的止回阀，以及显示当前油腔内压力的压力表；在所述回油支管上安装有当所述油腔内的液压油压力大于预定压力时自动降压的压力控制阀。

在本发明的一个实施方式中，所述输油泵设置一台，所述油管包括输油管和回油管，所述输油管的一端与所述输油泵连接，另一端分别通过输油支管与各所述油腔连接，所述回油管的一端与所述输油泵连接，另一端分别通过回油支管与各所述油腔连接，每个所述输油支管上分别安装有封闭用输油电磁阀和防止液压油倒流的止回阀，在所述支撑座上安装有与所述升降板的预定升高位置对应的行程开关，所述行程开关与所述输油电磁阀连接；在所述回油支管上安装有封闭用回油电磁阀。

在本发明的一个实施方式中，在每个所述支撑台上设置有水平仪。

在本发明的一个实施方式中，还包括报警装置，所述报警装置在所述触点开关激活但某个所述行程开关未激活时，或某个所述油腔的压力出现异常时，或某个所述升降板升降不到位时发出报警信息。

本发明可根据汽轮机的工作状态独立工作，根据缸体的下沉量自动调整缸体的高度，避免缸体在工作时因热变形而降低内部叶片与汽封之间的距离进而导致停机的现象。通过检测杆的位移可精确测量出缸体的下沉量，并及时启动液压装置，而液压装置通过液压油可以稳定并长时间的抬起缸体并使缸体保持在抬起高度，保证了汽轮机的正常运行。在汽轮机不工作时，调节装置可自行将缸体恢复至原来的安装状态，不会改变汽轮机的结构。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的调节装置结构示意图；

图2是本发明一个实施方式的液压装置结构示意图；

图3是本发明一个实施方式的升降板设置位置示意图；

图4是本发明一个实施方式的触发装置结构示意图；

图5是本发明另一个实施方式的液压装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示；在本发明一个实施方式中公开一种汽轮机缸体下沉自动调节装置，具体的汽轮机包括容纳叶片转子的缸体，由缸体四周对称伸出的支撑台10，在缸体的四周设置有支撑支撑台10的支撑座(可以是配套设备中的轴承箱)20，在缸体外侧固定能够随缸体同步移动的检测杆11，在支撑座20上或是相对缸体独立的位置处安装有检测检测杆11位置变化的触发装置40，同时在支撑座20上安装可将支撑台10顶升至指定高度的液压装置30，触发装置40与液压装置30连接。

如果汽轮机未工作或维修时，缸体不会发热，因此检测杆11也保持在原位，触发装置30不会触发，液压装置30也不会工作。

在汽轮机工作时，当缸体发热至变形下沉时，支撑台10相对支撑座20相对保持不动，而检测杆11会随缸体同步下沉，此时下沉的检测杆11可通过按压、接触等方式激发触发装置40，触发装置40则向连接的液压装置30发送信号，液压装置30即可通过液压驱动支撑台10进行顶升，使支撑台10相对支撑座20升高至一个预定高度，该预定高度即为缸体变形后的下沉量，被顶起的缸体的内部与中间的转子可保持相对稳定的距离，避免转子上的叶片与汽封发生碰撞而停机。

触发装置40可在缸体下沉期间始终处于激活状态，当汽轮机停止工作后，缸体温度下降而恢复变形时，检测杆11上升离开触发装置40，此时触发装置40则会向液压装置30发送停止工作的信号，液压装置30接到信号后即进行泄压，使支撑台10继续回到支撑座20上并被支撑。

液压装置30可以是一个独立的常规液压缸加活塞杆的配合结构，通过控制其活塞杆的伸出长度或液压油的量来控制支撑台10的升降高度。可针对每个支撑台10分别安装一个液压装置30，并同时接收触发装置30的触发信号，同进对各支撑台10进行举升。

支撑台10可以与液压装置30按正常方式进行固定，以同时兼顾稳定性和升降效果，支撑座20则作为辅助的活动支撑结构，与支撑台10之间不形成固定关系。

本实施方式可根据汽轮机的工作状态独立工作，根据缸体的下沉量自动调整缸体的高度，避免缸体在工作时因热变形而降低内部叶片与汽封之间的距离进而导致停机的现象。通过检测杆的位移可精确测量出缸体的下沉量，并及时启动液压装置，而液压装置通过液压油可以稳定并长时间的抬起缸体并使缸体保持在抬起高度，保证了汽轮机的正常运行。在汽轮机不工作时，调节装置可自行将缸体恢复至原来的安装状态，不会改变汽轮机的结构。

以东芝TC4F-42型汽轮机为例，其中压缸热态下沉后缸体相对于轴承座产生整体下沉40～50μm，中压缸上部汽轴封与叶片之间的间隙变小，具体为：轴封顶部的原始值间隙标准为0.64～0.77mm，隔板汽封顶部间隙原始标准为0.84～0.94，两者在缸体受热后分别下沉0.4～0.55mm左右。通过本实施方式的调节装置在缸体下沉时，将四周的支撑台分别顶升0.20mm左右，即完全防止叶片与汽封之间的磨损和因此而导致的停机现象。

如图2所示，具体的液压装置30可以包括用于顶升支撑台10的升降板33，容纳液压油的油腔32，以及驱动液压油的输油泵31。升降板33即相当于活塞杆，其在输油泵31泵入的油腔32内的液压油的推动下，向上方将支撑台10顶起。其中的升降板33可以安装在支撑座20上，在正常情况下作为支撑支撑台10的一部分，油腔32设置在升降板33的下方直接驱动升降板33，输油泵31可以通过油管34与油腔32连接。采用升降板33的结构可以增加与支撑台10的接触面积，提高支撑时的稳定性。

可以在支撑座20上与支撑台10对应的位置处设置内凹的凹槽21，在凹槽21的开口处设置支撑升降板33的环形凸台211，升降板33放置在环形凸台211上后将凹槽21开口活动封闭，使凹槽21的底部空间形成油腔32，在与升降板33对应的凹槽21侧壁处可设置带密封件的密封槽212。环形凸台211使得升降板33在未顶升时，其上表面与支撑座20的上表面平齐，与支撑座20一同支撑支撑台10。在需要顶升时，则通过输油泵31向油腔32内注入液压油，使升降板33整体在上升的同时独立将支撑台10平稳顶起。升降板33通过本身的厚度可使侧边始终与凹槽21开口处的密封槽212接触，保持润滑和密封。

如图3所示，升降板33的放置位置优选设置在与支撑台10对应的中部位置。凹槽21的形状为矩形，在凹槽21与升降台33接触的圆周上可间隔设置二至三道密封槽212，其中的密封件可以是密封环、密封带或是密封油槽。

支撑台10可直接固定在升降板33上。为提高安全性，可以在支撑座20上相对支撑台10的两侧边分别设置限制支撑台10水平移动的凸起22，该凸起22可以是挡板、挡块或挡杆等结构，凸起22还可避免支撑台10被升降板33顶起的过程中因震动而移位。

如图4所示，在本发明的一个实施方式中，具体的触发装置40包括设置在检测杆11下方的空心柱41，和安装在空心柱41内的活动杆42，空心柱41可以固定在支撑座20上，活动杆42的一端被限制在空心柱41内不能脱出，另一端指向检测杆11，限制活动杆42不能脱出的结构可以是：在活动杆42位于空心柱41内的一端设置直径增大段421，同时在空心柱41内或上部开口处设置与活动杆42直径一致的凸环411；在空心柱41的内底部安装有弹簧43，弹簧43对活动杆42施加其伸出端与检测杆11保持预定距离的弹力，在空心柱41的底部与活动杆42对应的位置处设置有触点开关44，触点开关44通过线缆与输油泵41连接。

正常情况下，活动杆42被空心柱41内的弹簧43向空心柱41外推动，活动杆42通过直径增大段421与凸环411的接触，被限制在空心柱41内，此时，伸出空心柱41外的活动杆42的端部与缸体上的检测杆11保持一定距离，该距离根据缸体受热实际下沉的距离确定，正常状态下活动杆42与触点开关44之间的距离需要小于升降板33升降的高度，而且活动杆42与检测杆11之间的距离也需要小于缸体的实际下沉量。

当缸体受热下沉时，检测杆11同步下降，下降后的检测杆11与活动杆42的端部接触，并将活动杆42压入空心柱41内，活动杆42下降后其底部与触点开关44接触并将触点开关44持续压下，触点开关44接通后其信号传递给液压泵31，液压泵31即向油腔32内注油将升降板33推起，根据预定的注油量或是泵油时间，限制升降板33的升降高度来满足缸体的抬升高度要求，在汽轮机工作期间，升降板33始终保持在当前升降高度。

当汽轮机停止工作时，其缸体逐渐降温后上升，此时检测杆11脱离活动杆42，活动杆42在弹簧43的弹力下松开对触点开关44的挤压，液压泵31在失去信号后，即可控制油腔32内的液压油回流，使升降板33逐渐回到支撑座20的凹槽21内，恢复支撑座20对支撑台10的支撑。

在其它的实施方式中，液压泵31的控制可并入整个电厂的DLC控制系统中。升降板33的升降速度需要与缸体的下沉速度对应，不能快于缸体的下沉速度。

在本发明的一个实施方式中，液压装置30可仅设置一台输油泵31，用于输油的油管34包括用于输出液压油的输油管341，和用于回收液压油的回油管342，输油管341的一端与输油泵31连接另一端分别通过输油支管3411与各油腔32连接；回油管342的一端与输油泵31连接另一端分别通过回油支管3421与各油腔32连接，每个输油支管3411上分别安装防止液压油倒流的止回阀35，和显示当前油腔内压力的压力表36；在回油支管3421上安装有当油腔内的液压油压力大于预定压力时自动降压的压力控制阀37。

输油泵31同时为各个油腔32进行供油，通过对输出液压油量的控制可实现对升降板33的升降速度和高度进行控制，当某个油腔32内的压力大于其它油腔32的压力或是预定压力时，压力控制阀37会自动打开以通过回油支管3421排出该油腔32内的液压油，直至该油腔32内的压力恢复至与其它油腔32内的压力一致。

本实施方式中，输油泵31在接到输油的信号后，不需要分别考虑每个油腔32的输油量，只需要按预定的输油量或是预定的输油时间工作即可，而每个油腔32的输油量或是压力由压力控制阀37控制，而压力控制阀37的控制则由DLC进行控制。

如图5所示，在本发明的另一个实施方式中，输油泵31和油管34的结构和连接方式与前一实施方式的相同，但控制方式不同，区别在于：在每个输油支管3411上分别安装封闭用输油电磁阀38和防止液压油倒流的止回阀35，在支撑座20上安装与升降板33的预定升高位置对应的行程开关23，行程开关23与输油电磁阀38连接；在回油支管3421上安装封闭用回油电磁阀39。

输油电磁阀38可以在其连接的油腔32内的输油量达到预定量时关闭其输油支管3411，即，输油泵还在工作，但某个油腔32内的压力或是进油量达到了要求，其输油支管3411上的输油电磁阀38也会关断该输油支管3411。

输油电磁阀38的控制信号可以来自于DLC，也可以利用行程开关23的激活信号。行程开关23用于在该升降板33达到预定高度后被触发激活，然后向DLC发出控制信号，表明该处的升降板33已经升到位，需要停止对其油腔32供油。而回油电磁阀39仅在汽轮机不再工作时，放出油腔32内的液压油时起作用，油腔32内的油压完全受输油电磁阀38控制。

可以在每个支撑台10上安装水平仪，以确定各支撑台10的升起后的高度是否相同。

为提高安全性，还可以安装相应的报警装置(图中未示出)，如与触点开关44连接的报警开关，或与油腔32连接的报警开关，或与行程开关23连接的报警开关等，报警开关可以在某处未达到预定要求时对外界进行报警提示，以提醒工作人员手工调节。如：当触点开关44已经被激活，但液压泵31没有动作，或某个油腔32的压力没有变化，或某个行程开关23未被触发时，都可以触发相应的报警开关。还可以通过不同的报警方式来区别不同的问题，如用不同的信号灯表明不同的故障，或用不同的声音表明不同的故障等。报警装置还可以与DLC直接连接，以同时实现远程提醒。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。