турбин. Технические требования к производству и сборке цилиндров и других деталей створов турбин подробно рассматриваются ниже.

2. Общие сведения о корпусе нагнетателя

В качестве примера выбран нагнетатель Н-16-76-146 с газотурбинным приводом мощностью 16 МВт, которые вместе составляют газоперекачиваю­щий агрегат ГТН-16 мощностью 16 МВт (рис. 101).

Нагнетатель указанной установки представляет собой одноступенчатый центробежный компрессор, предназначенный для перекачки природного газа по магистральным газопроводам. Габариты корпуса: длина 2100, ширина 3200 и высота 2000 мм.

Конструкция корпуса нагнетателя существенно отличается от конструкции турбинных корпусов, однако в своем роде вполне технологична. У корпуса нагнетателя нет ни горизонтального, ни вертикального разъемов, что обеспечи­вает абсолютную герметичность камеры всасывания и нагнетания газа.

Рис. 101. Газоперекачивающий агрегат ГТН-16

276

Заготовка выполнена сварно-литой конструкции из легированной стали марки 20 ГСА. Подготовка под сварку, сварка и термическая обработка сварно­го корпуса выполняются литейным цехом по технологическому процессу отде­ла главного металлурга.

Технологический процесс механической обработки и сборки корпуса нагнетателя значительно отличается от обработки и сборки корпусов паровых и газовых турбин.

Наиболее сложная операция - расточка под установку корпуса опорно­упорного подшипника — выполняется токарями высокой квалификации. Особо точно должна быть выполнена операция расточки места в картере под установ­ку опорно-упорного подшипника.

Для обеспечения высокой точности посадки опорно-упорного подшипника в осевом и диаметральном положении посадочные размеры корпуса подшипни­ка выполняются по фактическим замерам результатов расточки в картере.

3. Особенности конструкции и технологичность корпусов цилиндров паровых и газовых турбин

Характерной особенностью конструкции корпусов цилиндров и подшип­ников турбин является наличие у них разъемов в горизонтальной плоскости. У корпусов цилиндров турбины в части низкого давления обычно имеются разъ­емы также и в вертикальной плоскости. Горизонтальный разъем делит каждый корпус на верхнюю и нижнюю половины, обеспечивая, таким образом, воз­можность сборки корпусов подшипников с вкладышами и корпусов цилиндров с деталями проточной части (обоймами, диафрагмами, ротором).

В зависимости от назначения, мощности и параметров рабочей среды кор­пуса турбин могут быть различными по конструкции и форме. Мощность тур­бин влияет на габаритные размеры, а параметры рабочей среды - на выбор ма­рок материалов, конструктивных форм и толщин стенок корпусов. Постоянное повышение параметров пара и газа, развитие регенерации и рост мощностей в одном агрегате сопровождаются увеличением размера цилиндров, усложнени­ем их конструктивных форм и применением высоколегированных специальных сталей.

277

Вследствие сложности конструктивных форм как внутренних, так и наружных поверхностей цилиндров при наличии паровых каналов, подвергае­мых механической обработке, наиболее технологичным видом заготовок для цилиндров (кроме крупных выхлопных частей) являются отливки.

При разработке конструкций турбин необходимо тщательно учитывать все особенности технологии литья и последующей механической обработки корпу­сов. Для применения наиболее целесообразных технологических процессов при изготовлении заготовок и их дальнейшей обработке необходимо, чтобы спроек­тированные корпуса при обеспечении требуемых эксплуатационных качеств были бы наиболее удобными, простыми и экономичными в производстве, т.е. удовлетворяли основным требованиям технологичности.

Для обеспечения качества и производительности процесса механической обработки корпуса турбин должны иметь хорошие технологические базы и ме­ста для надежного крепления их на станках. При отсутствии у корпусов кон­структивных поверхностей (в виде, например, паровпускных и паровыпускных патрубков с фланцами), которые могут быть приняты за базы для установки и крепления корпусов на станках, необходимо предусматривать специальные технологические приливы или площадки. Базовые площадки, обработанные при одной установке на первой операции, обеспечивают высокую точность вы­полнения последующих операций, так как сохраняется единство баз и, как следствие, снижается величина ошибок, накопленных при переустановках об­рабатываемых деталей на станках. Форма и расположение технологических приливов и площадок должны быть типовыми и, следовательно, обеспечивать условия для создания универсальных установочных устройств, позволяющих надежно и без деформаций крепить корпуса для их обработки и применять вы­сокие режимы резания.

Если нельзя сделать простые формы корпусов турбин по условиям протока пара, то их целесообразно изготовлять сварными или сварно-литыми. Такие корпуса состоят из отдельных более мелких и простых отливок или из комби­наций литых и кованых деталей, предварительно обработанных под сварку.

Для обеспечения необходимой плотности стыков фланцы горизонтального разъема корпусов должны иметь значительную толщину. Так, например, в па­ровой турбине СКР-100 толщина фланцев наружного ЦВД составляет 550 мм.

278

При этом, с точки зрения конструкции, толстые фланцы сопрягаются непосред­ственно с относительно тонкими стенками, что вызывает большие трудности в литейном производстве из-за образования пороков литья, обычно сосредото­ченных в местах перехода от фланцев к стенкам. В эксплуатации турбин эта особенность конструкции цилиндра также вызывает затруднение, сказывающе­еся на замедлении процесса прогрева машины перед пуском, так как толстые фланцы прогреваются значительно медленнее тонких стенок, а разность темпе­ратур отдельных участков корпуса во избежание его коробления нельзя допус­кать более чем до 30 °С.

Для уменьшения толщины фланцев горизонтального разъема и толщины стенок корпуса применяются двустенные конструкции цилиндров, т.е. создают­ся наружный и внутренний корпусы, что позволяет снизить разность давлений, действующих на каждый корпус, и повысить тепловую эластичность цилиндра в целом. В качестве примера можно привести цилиндр высокого давления паро­вой турбины К-300-240. Применение двухкорпусной конструкции дает воз­можность упростить форму каждого из корпусов и облегчить производство от­ливок.

Повышение литейной технологичности корпусов достигается также за счет установки диафрагм при помощи обойм, а не прямо в цилиндр, хотя это и ведет к некоторому увеличению трудоемкости механической обработки и сборки.

В литых корпусах, имеющих карманы или глухие камеры, как, например, в сопловых коробках турбины К-300-240, следует предусмотреть технологиче­ские отверстия для очистки внутренних поверхностей этих карманов от формо­вочной земли, пригаров и литейных неровностей. При химической очистке ли­тья эти отверстия используются для контроля качества очистки.

Цилиндры среднего и низкого давления (ЦСД, ЦНД) современных мощ­ных турбин имеют большие габаритные размеры и вес. Например, размеры только нижней половины выхлопной части ЦНД турбины К-300-240 составля­ют 9840 х 9000 х 2900 мм. Поэтому, несмотря на то, что действующие напря­жения в выхлопных частях ЦНД и температурные условия при эксплуатации позволяют применять для таких цилиндров чугунное литье, изготовляют их все сварными из литых и листовых заготовок. Изготовление крупных корпусов сварными вместо литых объясняется нетехнологичностью их в литом исполне-

279