Спосіб виїмки лопатки напрямного апарата гідротурбіни і пристрій для здійснення способу

1. Спосіб виїмки лопатки напрямного апарата гідротурбіни, який полягає в тому, що напрямна лопатка витягується з нижнього підшипника лопатки, який відрізняється тим, що верхнє кільце на C2 2 (19) 1 3 демонтуються - займають стаціонарне (робоче) положення, а напрямні лопатки за допомогою засобів малої механізації витягуються через верхнє кільце напрямного апарата і демонтуються в шахту турбіни. При цьому відомий пристрій для здійснення способу виконується таким чином: у верхньому кільці напрямного апарата в зоні розташування верхніх підшипників напрямних лопаток виконуються фасонні прорізи, через які здійснюється виїмка і демонтаж напрямної лопатки, а корпус верхніх підшипників має фланець відповідної форми, який дозволяє перекрити фасонні прорізи верхнього кільця. Причому, унаслідок виконання фасонних прорізів в поясах, верхнє кільце ослабляється, що вимагає збільшення висоти верхнього кільця і товщини його стінок і що спричиняє за собою обважнення конструкції. Також необхідно передбачати відповідну висоту в шахті турбіни. Відомі спосіб і пристрій для здійснення способу можуть бути застосовані в великих гідротурбінах. При цьому в результаті ревізії стану нижніх підшипників шляхом повного демонтажу всіх напрямних лопаток може статися, що в ремонті мають потребу тільки один або декілька нижніх підшипників. Недоліки відомого способу і пристрою для здійснення способу полягають у наступному: - виконання повного демонтажу напрямних лопаток; - необхідність демонтажу всіх напрямних лопаток для виконання ревізії нижніх підшипників лопаток і, при цьому, ремонту тільки одного або декількох нижніх підшипників; - ускладнення конструкції верхнього кільця напрямного апарата; - збільшення металоємності верхнього кільця напрямного апарата; - збільшення висоти шахти турбіни; - неможливість застосування способу і пристрою для здійснення способу для малих гідротурбін, у зв'язку з невеликими розмірами елементів останніх. Відома також розробка для малої гідротурбіни (джерело не позначено): спосіб виїмки лопатки напрямного апарата і пристрій для здійснення способу, в якій за способом - напрямна лопатка витягується з нижнього підшипника лопатки шляхом демонтажу всього агрегата, а за пристроєм містяться засоби малої механізації. Причому, в результаті ревізії стану всіх нижніх підшипників може статися, що в ремонті мають потребу тільки один або декілька нижніх підшипників. Недоліки відомого способу полягають в наступному: - необхідність виконання демонтажу всього агрегата для здійснення виїмки напрямної лопатки, у зв'язку з невеликими розмірами елементів турбіни; - необхідність демонтажу всього агрегата для виконання, в результаті ревізії, ремонту тільки одного або декількох нижніх підшипників. Найбільш близькою з виявлених аналогів винаходу є розробка: спосіб виїмки лопатки напрямного апарата гідротурбіни і пристрій для здійснення способу [3], в якій за способом - напрямна лопатка витягується з нижнього підшипника лопатки, а за пристроєм - містяться засоби малої меха 95151 4 нізації і в верхньому кільці напрямного апарата виконуються додаткові елементи. Причому, верхнє кільце напрямного апарата і кришка турбіни з елементами при цьому не демонтуються - займають стаціонарне (робоче) положення, а напрямні лопатки за допомогою засобів малої механізації витягуються і демонтуються в проточну частину турбіни. При цьому відомий пристрій для здійснення відомого способу виконується таким чином: у верхньому кільці напрямного апарата в зоні розташування верхніх підшипників напрямних лопаток виконується додатковий середній пояс і відповідні прорізи в нижньому і середньому поясах. Виїмка напрямної лопатки здійснюється шляхом підведення лопатки вгору на рівень, достатній для виїмки напрямної лопатки з нижнього підшипника, напрямна лопатка після чого нахиляється і опускається в проточну частину турбіни. Причому, ускладнюються і конструкція верхнього кільця і процес демонтажу напрямної лопатки. Відомі спосіб і пристрій для здійснення способу доцільні для турбін з діаметром робочого колеса D1  4 м. При цьому в результаті ревізії стану нижніх підшипників шляхом повного демонтажу всіх напрямних лопаток може статися, що в ремонті мають потребу тільки один або декілька нижніх підшипників. Недоліки відомого способу і пристрою для здійснення способу полягають в наступному: - виконання демонтажу всіх напрямних лопаток; - необхідність демонтажу всіх напрямних лопаток для ревізії нижніх підшипників і, при цьому, ремонту тільки одного або декількох підшипників; - ускладнення конструкції верхнього кільця напрямного апарата, унаслідок виконання середнього пояса; - ускладнення процесу демонтажу напрямних лопаток; - неможливість застосування способу і пристрою для здійснення способу для малих гідротурбін, у зв'язку з невеликими розмірами елементів останніх. У основу винаходу поставлено задачу створити такі спосіб виїмки лопатки напрямного апарата гідротурбіни і пристрій для здійснення способу, нове виконання яких дозволило б здійснити заміну одного або декількох нижніх підшипників напрямної лопатки без повного демонтажу напрямних лопаток і, при цьому, без ускладнення конструкції верхнього кільця напрямного апарата, також, для малих турбін, без демонтажу всього агрегата, що дозволило б значно спростити і підвищити економічність процесу виїмки лопатки напрямного апарата і, в цілому, підвищити економічність експлуатації гідроагрегата. Спосіб виїмки лопатки напрямного апарата гідротурбіни і пристрій для здійснення способу, що заявляються, полягають в тому, що за способом напрямна лопатка витягується з нижнього підшипника лопатки, а за пристроєм - містить засоби малої механізації і дозволяє здійснити спосіб, що заявляється. При цьому відмітними ознаками винаходу, що заявляється, є: за способом: 5 - підведення верхнього кільця і кришки турбіни з елементами до технологічно необхідного рівня і фіксація їх на вказаному рівні за допомогою спеціального пристрою; - підведення напрямної лопатки до вказаного рівня; по пристрою для здійснення способу: - установлення на верхньому кільці напрямного апарата додатково ряду гідравлічних підйомних домкратів, розміщених рівномірно по колу; - установлення на верхньому кільці напрямного апарата додатково ряду ручних установних домкратів, розміщених рівномірно по колу; - застосування опор для гідравлічних підйомних і ручних установних домкратів; - використання напрямних лопаток як опори для гідравлічних підйомних і ручних установних домкратів; - чергування опор для гідравлічних підйомних і ручних установних домкратів; і зокрема, гідравлічний підйомний домкрат містить: - корпус, що закріплений на верхньому кільці напрямного апарата; - гільзу, що закріплена на опорі; - гідроциліндр із штоком, що встановлений на гільзі; - штовхач, що контактує із штоком і сполучений з корпусом за допомогою різьби; ручний установний домкрат містить: - корпус, що закріплений на верхньому кільці напрямного апарата; - накладку, що закріплена на опорі; - установний упор, що встановлений на накладці і сполучений з корпусом за допомогою різьби. Виконання винаходу, що заявляється, по обмежувальних ознаках дозволяє здійснити виїмку лопатки напрямного апарата з нижнього підшипника лопатки. Підведення верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами до технологічно необхідного рівня і фіксація їх на вказаному рівні за допомогою спеціального пристрою дозволяє не ускладнювати конструкцію верхнього кільця і не виконувати повний демонтаж напрямних лопаток і демонтаж, для малих турбін, всього агрегата. Підведення напрямної лопатки до вказаного рівня (технологічно необхідного) дозволяє не виконувати демонтаж останньої і, отже, значно спростити і скоротити процес виїмки лопатки і монтаж її після ремонту нижнього підшипника, і, в цілому, спростити і скоротити процес ремонту нижніх підшипників напрямних лопаток. Додаткове установлення на верхньому кільці напрямного апарата ряду гідравлічних підйомних домкратів, розміщених рівномірно по колу, дозволяє, з використанням опор, підвести до технологічно необхідного рівня верхнє кільце напрямного апарата і кришку турбіни з елементами і тим самим забезпечити можливість витягання напрямної лопатки з нижнього підшипника і підведення її до вказаного рівня, без повного демонтажу напрямної лопатки або без повного демонтажу агрегата. Додаткове установлення на верхньому кільці напрямного апарата ряду ручних установних домкратів, розміщених рівномірно по колу, дозволяє, при недостатності хода штока гідроциліндрів, за 95151 6 фіксувати тимчасове положення верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами і встановити штоки гідроциліндрів в початкове положення для подальшого підведення верхнього кільця і кришки гідротурбіни, також дозволяє зафіксувати положення верхнього кільця і кришки турбіни при досягненні технологічно необхідного рівня. Застосування опор для гідравлічних підйомних і ручних установних домкратів дозволяє встановити на них силові елементи домкратів. Використання напрямних лопаток як опори для гідравлічних підйомних і ручних установних домкратів дозволяє не виконувати спеціальні опори, не встановлювати останні в проточній частини гідротурбіни, не виконувати спеціальну установку домкратів, що дозволяє спростити конструкцію пристрою і процес виїмки напрямних лопаток і знизити трудомісткість виготовлення пристрою і процесу виконання способу. Чергування опор (напрямних лопаток) для гідравлічних підйомних і ручних установних домкратів дозволяє послідовно переставляти домкрати і здійснити послідовну виїмку всіх напрямних лопаток. Виконання гідравлічного підйомного домкрата, який містить корпус, що закріплений на верхньому кільці напрямного апарата; гільзу, що закріплена на опорі; гідроциліндр із штоком, що встановлений на гільзі; штовхач, що контактує із штоком і сполучений з корпусом за допомогою різьби, дозволяє: - при подаванні масла під тиском в гідроциліндри, за допомогою системи "шток-штовхач-корпус" підвести на деякий рівень верхнє кільце напрямного апарата і кришку турбіни з елементами; - після фіксації положення на деякому рівні верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами за допомогою ручних установних домкратів і відключення подавання масла під тиском, встановити шток гідроциліндра в початкове положення шляхом повороту штовхача в корпусі і тим самим підготувати гідравлічні підйомні домкрати до подальшого підйому; - далі, при подаванні масла під тиском в гідроциліндри, продовжити процес підйому верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами до технологічно необхідного рівня. Виконання ручного установного домкрата, який містить корпус, що закріплений на верхньому кільці напрямного апарата; накладку, що закріплена на опорі; установний упор, що встановлений на накладці і сполучений з корпусом за допомогою різьби, дозволяє: - при послідовному підйомі до деякого рівня верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами за допомогою гідравлічних підйомних домкратів, шляхом повороту установного упору в корпусі і установленні його на накладку зафіксувати положення верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами на відповідному рівні; - потім, при фіксації положення на цьому рівні верхнього кільця і кришки турбіни з елементами за допомогою ручних установних домкратів і при відключенні джерела подавання масла, за допомогою 7 повороту штовхача в корпусі гідравлічного підйомного домкрата встановити шток гідроциліндра в початкове положення і тим самим підготувати гідравлічні підйомні домкрати до подальшого підйому; - при підйомі до технологічно необхідного рівня верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами за допомогою гідравлічних підйомних домкратів, шляхом повороту установного упору в корпусі і установки його на накладку зафіксувати положення верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами на технологічно необхідному рівні і тим самим забезпечити можливість підйому напрямної лопатки до необхідного рівня. В цілому, сукупність суттєвих ознак винаходу, що заявляється, дозволяє досягти технічний результат - створити такі спосіб виїмки лопатки напрямного апарата гідротурбіни і пристрій для здійснення способу, нове виконання яких дозволило б здійснити заміну нижніх підшипників напрямної лопатки без повного демонтажу напрямних лопаток і, при цьому, без ускладнення конструкції верхнього кільця напрямного апарата, також, для малих турбін, без демонтажу всього агрегата, що дозволяє значно спростити і підвищити економічність процесу виїмки лопатки напрямного апарата і, в цілому, підвищити економічність експлуатації гідроагрегата. Винахід пояснюється кресленнями: Фіг. 1 - напрямний апарат гідротурбіни в плані; Фіг. 2 - положення верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами до підйому (при стаціонарному, робочому, положенні) і, при цьому, положення елементів гідравлічного підйомного домкрата; Фіг. 3 - положення верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами після підйому їх до технологічно необхідного рівня і, при цьому, положення елементів гідравлічного підйомного домкрата; Фіг. 4 - положення елементів ручного установного домкрата до підйому верхнього кільця напрямного апарата і кришки турбіни з елементами; Фіг. 5 - положення елементів ручного установного домкрата після підйому верхнього кільцянапрямного апарата і кришки турбіни з елементами до технологічно необхідного рівня; Фіг. 6 - витягання напрямної лопатки з нижнього підшипника лопатки і підведення її до технологічно необхідного рівня. Напрямний апарат (див. фіг. 1 і 2) містить верхнє 1 і нижнє 2 кільця, встановлені на статорі (не позначено); кришку турбіни 3 з елементами, встановлену на верхньому кільці 1, до якої знизу приєднується конус кришки (не позначено); напрямні лопатки 4 і верхні (не показано) і нижні 5 підшипник і лопатки 4. Спосіб виїмки лопатки напрямного апарата (напрямної лопатки 4) полягає в тому, що верхнє кільце 1 напрямного апарата і кришка турбіни 3 з елементами підводяться до необхідного рівня, а напрямна лопатка 4 також підводиться до вказаного рівня. При цьому верхнє кільце 1 виконується без додаткових технологічних елементів, необхід 95151 8 них для здійснення способу виїмки напрямної лопатки. Пристрій для здійснення способу виїмки лопатки 4 напрямного апарата містить (див. фіг. 1…6) гідравлічні підйомні домкрати 6 (фіг. 1…3) і ручні установні домкрати 7 (фіг. 1, 4 і 5), що встановлені на верхньому кільці 1 напрямного апарата і розміщені рівномірно по колу; опори 8 і 9, на яких встановлюються, відповідно, силові елементи домкратів 6 і 7, і як які використовуються напрямні лопатки 4, і засоби малої механізації 10 (фіг. 6). При цьому гідравлічний підйомний домкрат 6 містить корпус 11, що закріплений на верхньому кільці 1 напрямного апарата; гільзу 12, що закріплена на опорі 8 (напрямній лопатці 4); гідроциліндр 13 із штоком 14, що встановлений на гільзі 12, і штовхач 15, що контактує із штоком 14 і сполучений за допомогою різьби з корпусом 11, причому, гідравлічні підйомні домкрати встановлені, наприклад, на трьох опорах 8 (напрямних лопатках 4), при цьому до гідравлічних підйомних домкратів 6 підводиться масло під тиском за допомогою насоса 16 (фіг. 1) через колектор (не позначено) по гідравлічних шлангах (не позначено); а ручний установний домкрат 7 містить корпус 17, що закріплений на верхньому кільці 1 напрямного апарата; накладку 18, що закріплена на опорі 9 (напрямній лопатці 4); установний упор 19, що встановлений на накладці 18 і сполучений за допомогою різьби з корпусом 17, при цьому ручні установні домкрати 7 встановлюються, наприклад, на трьох опорах 9 (напрямних лопатках 4). Безпосередньо для виїмки напрямних лопаток 4 застосовуються засоби малої механізації 10 (фіг. 6). Спосіб виїмки лопатки 4 напрямного апарата здійснюється, а пристрій для виїмки напрямної лопатки 4 працює таким чином. Попередньо з верхнього кільця 1 напрямного апарата витягуються верхні підшипники напрямної лопатки 4; верхнє кільце 1 від'єднується від статора; конус кришки від'єднується від кришки турбіни 3. Положення від'єднаних елементів гідротурбіни фіксується. На верхньому кільці 1 напрямного апарата встановлюється ряд гідравлічних підйомних 6 і ручних установних 7 домкратів (фіг. 1…3), розміщених рівномірно по колу. При цьому на опорах 8 (на напрямних лопатках 4) за допомогою гільз 12 встановлюються силові елементи гідравлічних підйомних домкратів 6 (гідроциліндри 13 із штоками 14), а на опорах 9 (напрямних лопатках 4) за допомогою накладок 18 - силові елементи ручних установних домкратів 7 (установні упори 19). При подаванні до гідроциліндрів 13 від насоса 16 масла під тиском штоки 14 одночасно висуваються (фіг. 2) і підводять штовхачі 15 і сполучені з останніми корпуси 11, а разом з корпусами 11 підводяться верхнє кільце 1 напрямного апарата і кришка турбіни 3 на деякий рівень, обумовлений ходом штоків 14. При цьому одночасно з підйомом верхнього кільця 1 напрямного апарата підводяться корпуси 17 і установні упори 19 ручних установних домкратів 7. Потім установні упори 19 повертаються в корпусах 17 і встановлюються на накладках 18 (на опорах 9 - напрямних лопатках 4) і таким чином на цьому деякому рівні фіксується 9 положення верхнього кільця 1 напрямного апарата і кришки турбіни 3 з елементами. Насос 16 відключається, а шляхом повороту штовхачів 15 в корпусах 11 гідравлічного підйомного домкрата 7 штоки 14 гідроциліндрів 13 встановлюються в початкове положення. Знову включається насос 16, масло під тиском надходить в гідроциліндри 13 і системи "шток 14-штовхач 15-корпус 11" підводять верхнє кільце 1 напрямного апарата і кришку турбіни 3 з елементами на наступний деякий рівень. Далі операції повторюються до підйому верхнього кільця 1 напрямного апарата і кришки турбіни 3 з елементами до технологічно необхідного рівня. Потім установні упори 19 ручних установних домкратів 7 повертаються в корпусах 17 і встановлюються на накладках 18 (на опорах 9 - напрямних лопатках 4) і таким чином фіксують положення верхнього кільця 1 напрямного апарата і кришки турбіни 3 з елементами на технологічно необхідному рівні. Насос 16 відключається. Далі кожна напрямна лопатка 4, вільна від домкратів 6 і 7, послідовно приєднується до засобів малої механізації 10, за допомогою яких вона витягується з нижнього підшипника 5 лопатки і підводиться до технологічно необхідного рівня (до упору у верхнє кільце 1 напрямного апарата), достатнього для виконання ревізії стану нижнього підшипника 5 і ремонту останнього. Потім підшипник 5 і напрямна лопатка 4 встановлюються на місце. При фіксованому положенні ручних установних домкратів 7 гідравлічні підйомні домкрати 6, при відключеному насосі 16, послідо 95151 10 вно знімаються і встановлюються на сусідні напрямні лопатки 4, які стають, відповідно, опорами 8, а напрямні лопатки 4, що звільнилися, послідовно підводяться за допомогою засобів малої механізації 10, виконується ревізія нижніх підшипників 5 і, при необхідності, їх ремонт - і потім нижні підшипники 5 лопаток і напрямні лопатки 4 встановлюються на місце. Далі, при підключенні насоса 16 і фіксації положення гідравлічних підйомних домкратів 6, ручні установні домкрати 7 також послідовно знімаються і встановлюються на сусідні напрямні лопатки 4, які стають, відповідно, опорами 9, а напрямні лопатки 4, що звільнилися, послідовно підводяться за допомогою засобів малої механізації 10, виконується ревізія нижніх підшипників 5 і, при необхідності, їх ремонт - і потім нижні підшипники 5 лопаток і напрямні лопатки 4 встановлюються на місце. Потім шляхом чергування роботи гідравлічних підйомних домкратів 6 і ручних установних домкратів 7 верхнє кільце 1 напрямного апарата і кришка турбіни 3 з елементами опускаються і встановлюються в стаціонарне (робоче) положення. Джерела інформації: 1. Ковалев Н.Н. Гидротурбины. - Л.: Машиностроение.-1971. - С. 208-213, рис. V.4. 2. Ковалев Н.Н Гидротурбины. - Л.: Машиностроение.-1971. - С. 223-225, рис. V.13,a. 3. Ковалев Н.Н. Гидротурбины. - Л.: Машиностроение.-1971. - С. 223-225, рис. V.13,6. - Прототип. 11 95151 12 13 95151 14 15 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 95151 Підписне 16 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601