RU2181442C2 - Stator part of vertical-shaft hydraulic machine - Google Patents

Abstract

FIELD: hydraulic turbines mainly for small hydroelectric power stations. SUBSTANCE: stator part of hydraulic machine has stay ring, wicket-gate mechanism with top and bottom rings mounted on stay ring and provided with vanes fitted in-between, as well as headcover built integral with top ring of wicket-gate mechanism. Vanes of the latter are installed with their pins inserted in shells of wicket-gate mechanism rings and coupled with operating mechanism. Wicket-gate mechanism of such stator part has vane pins at its bottom ring protruding beyond shell bottom and carrying disk-shaped member on this end that functions as support for suspending mentioned ring when lifting wicket-gate mechanism and headcover in the course of erecting hydraulic machine which makes it possible to verify position of all stator-part components before lowering the runner into hydraulic-machine pit and to mount adjusted wicket-gate mechanism together with headcover in position after runner is placed in its scroll case and to secure it on stay ring. EFFECT: provision for verifying position of all parts of wicket-gate mechanism before lowering runner into hydraulic-machine pit. 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашиностроению, а его объектом является статорная часть вертикальной гидромашины, в частности гидротурбины, преимущественно для малой ГЭС, включающая статор, направляющий аппарат и крышку гидромашины. The invention relates to hydraulic engineering, and its object is the stator part of a vertical hydraulic machine, in particular a hydraulic turbine, mainly for a small hydroelectric power station, including a stator, a guiding apparatus and a cover of the hydraulic machine.

Направляющий аппарат содержит верхнее и нижнее кольца, установленные в них лопатки и механизм их поворота, который обычно монтируется на крышке гидромашины. Известны гидромашины, в которых верхнее кольцо направляющего аппарата является отдельным конструктивным элементом, базирующимся на статоре и служащим опорой для крышки гидромашины [1]. При монтаже таких гидромашин на ГЭС основные работы по выверке положения элементов направляющего аппарата выполняются до установки рабочего колеса, т.е. в условиях, обеспечивающих свободный доступ к лопаткам направляющего аппарата со стороны камеры рабочего колеса. The guide apparatus contains upper and lower rings, blades installed in them and a mechanism for their rotation, which is usually mounted on the cover of the hydraulic machine. Known hydraulic machines in which the upper ring of the guide apparatus is a separate structural element based on the stator and serving as a support for the cover of the hydraulic machine [1]. When installing such hydraulic machines at hydroelectric power stations, the main work on aligning the position of the elements of the guide apparatus is carried out before installing the impeller, i.e. in conditions that provide free access to the vanes of the guide vane from the side of the impeller chamber.

Известны гидромашины, в которых верхнее кольцо направляющего аппарата объединено с крышкой. Статорная часть подобной гидромашины, в которой верхнее и нижнее кольца направляющего аппарата базируются на статоре, а между ними установлены лопатки с опорами своими цапфами в стаканах указанных колец [2], является ближайшим аналогом настоящего изобретения. Hydraulic machines are known in which the upper ring of the guide vane is combined with a cover. The stator part of such a hydraulic machine, in which the upper and lower rings of the guide apparatus are based on the stator, and between them blades are installed with their pins in the glasses of the indicated rings [2], is the closest analogue of the present invention.

Для гидромашин при относительно невысоких напорах на ГЭС используют в основном статорные части с конструктивно отдельным выполнением верхнего кольца направляющего аппарата, не создающим проблем для монтажа и регулировки направляющего аппарата. Однако для средне- и высоконапорных ГЭС такое выполнение статорной части неприемлемо из-за недостаточной прочности блока крышка - верхнее кольцо в зоне их фланцевого соединения. Вместе с тем, ввиду стесненности доступа к лопаткам направляющего аппарата, особенно в гидромашинах малых ГЭС, использование статорной части с конструктивно объединенными верхним кольцом направляющего аппарата и крышкой создает проблемы для монтажа и регулировки и возможно только при упрощенной форме проточной части, когда рабочее колесо гидромашины может быть опущено ниже проектной отметки. For hydraulic machines with relatively low heads at hydroelectric power stations, stator parts are used mainly with a structurally separate execution of the upper ring of the guide apparatus, which does not create problems for the installation and adjustment of the guide apparatus. However, for medium- and high-pressure hydroelectric power stations, such a stator part is unacceptable due to the insufficient strength of the cover block - the upper ring in the area of their flange connection. However, due to the cramped access to the blades of the guide vane, especially in hydraulic machines of small hydroelectric power stations, the use of a stator part with a structurally integrated upper ring of the guide vane and cover creates problems for installation and adjustment and is possible only with a simplified form of the flow part, when the impeller of the hydraulic machine can be omitted below the design mark.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такой статорной части вертикальной гидромашины с конструктивно объединенными верхним кольцом направляющего аппарата и крышкой, в которой при монтаже была бы обеспечена возможность выверки положения всех элементов направляющего аппарата до опускания рабочего колеса в кратер шахты гидромашины. The basis of the present invention is the task of creating such a stator part of a vertical hydraulic machine with a structurally integrated upper ring of the guide apparatus and a cover in which during installation it would be possible to reconcile the position of all elements of the guide apparatus before lowering the impeller into the crater of the shaft of the hydraulic machine.

Эта задача решается в статорной части вертикальной гидромашины с конструктивно объединенными крышкой и верхним кольцом направляющего аппарата, базирующегося верхним и нижним кольцами на статоре, и с лопатками, установленными своими цапфами в стаканах колец, в которой в соответствии с сущностью настоящего изобретения нижние цапфы лопаток выполнены выступающими своими концами за дно стаканов нижнего кольца и несущими на этих концах элементы в виде диска, способные служить опорой для подвешивания нижнего кольца направляющего аппарата. This problem is solved in the stator part of the vertical hydraulic machine with structurally combined cover and upper ring of the guide apparatus, based on the upper and lower rings on the stator, and with blades mounted with their own pins in the cups of rings, in which, in accordance with the essence of the present invention, the lower pins of the blades are made protruding their ends behind the bottom of the glasses of the lower ring and bearing elements in the form of a disk at these ends, which can serve as a support for hanging the lower ring of the guide apparatus.

При таком исполнении статорной части ее элементы могут быть выверены при монтаже до опускания рабочего колеса в шахту гидромашины, когда со стороны камеры рабочего колеса обеспечен свободный доступ к лопаткам направляющего аппарата. With this design of the stator part, its elements can be verified during installation before lowering the impeller into the shaft of the hydraulic machine, when free access to the vanes of the guide apparatus is provided from the side of the impeller chamber.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенного на чертежах, на которых
фиг. 1 показывает статорную часть вертикальной гидротурбины в продольном разрезе;
фиг.2 - место А на фиг.1 в увеличенном масштабе.The essence of the present invention is illustrated by the following detailed description of one of the examples of its implementation, shown in the drawings, in which
FIG. 1 shows a stator portion of a vertical hydraulic turbine in longitudinal section;
figure 2 - place a in figure 1 on an enlarged scale.

Статорная часть, изображенная на чертежах, относится к гидротурбине. В состав этой статорной части входят статор 1, направляющий аппарат и крышка 2 турбины. Направляющий аппарат содержит нижнее кольцо 3, верхнее кольцо 4, конструктивно объединенное с крышкой 2, и направляющие лопатки 5, которые установлены нижней цапфой 6 в стакане 7 нижнего кольца 3 и верхней цапфой 8 в стакане 9 верхнего кольца 4. Верхней цапфой 8 каждая лопатка 5 подвешена к рычагу 10 механизма поворота направляющих лопаток. The stator part shown in the drawings relates to a turbine. The composition of this stator part includes a stator 1, a guide apparatus and a turbine cover 2. The guide apparatus comprises a lower ring 3, an upper ring 4 structurally integrated with the cover 2, and guide vanes 5, which are mounted with a lower pin 6 in the glass 7 of the lower ring 3 and an upper pin 8 in the glass 9 of the upper ring 4. Each blade 5 of the upper pin 8 suspended from the lever 10 of the rotation mechanism of the guide vanes.

Направляющий аппарат своим нижним 3 и верхним 4 кольцами базируется на опорных площадках статора 1, воспринимающих усилие от веса направляющего аппарата и крышки 2. The guide apparatus with its lower 3 and upper 4 rings is based on the supporting areas of the stator 1, which absorb the force from the weight of the guide apparatus and cover 2.

Конец нижней цапфы 6 каждой лопатки 5 проходит через стакан 7, выступая в гнезда 11 нижнего кольца 3. В гнезде 11 к нижнему торцу цапфы 6 прикреплен диск 12, диаметр которого превышает диаметр отверстия в нижнем кольце 3 для прохода нижней цапфы 6, так что при подъеме лопаток 5 направляющего аппарата диски 12 служат опорой для подвешивания нижнего кольца 3. The end of the lower pin 6 of each blade 5 passes through the glass 7, protruding into the sockets 11 of the lower ring 3. In the socket 11, a disk 12 is attached to the lower end of the pin 6, the diameter of which exceeds the diameter of the hole in the lower ring 3 for passage of the lower pin 6, so that when lifting blades 5 of the guide apparatus, the disks 12 serve as a support for hanging the lower ring 3.

При монтаже гидротурбины сначала в заданное проектное положение устанавливают и закрепляют статор 1. На опорных площадках статора собирают направляющий аппарат с конструктивно объединенными его верхним кольцом 4 и крышкой 2. В этой позиции, когда рабочее колесо еще не размещено в своей камере, осуществляют выверку относительного положения и взаимодействия всех элементов направляющего аппарата с окончательным закреплением их положения и фиксацию углового взаиморасположения направляющего аппарата и статора с помощью рисок, контрольных шпонок или штифтов и т.п. When installing a hydraulic turbine, a stator 1 is first installed and fixed at a predetermined design position. A guide apparatus is assembled on the stator support platforms with its upper ring 4 and cover 2 structurally combined. At this position, when the impeller is not yet placed in its chamber, the relative position is checked and the interaction of all elements of the guide apparatus with the final fixing of their position and fixing the angular relative position of the guide apparatus and the stator with the help of pictures, control dowels or pins, etc.

После этого отрегулированный блок направляющего аппарата с крышкой турбины снимают целиком, устанавливают в кратер турбины рабочее колесо, а затем размещают блок направляющего аппарата на статоре в фиксированном относительно него положении и закрепляют. After that, the adjusted block of the guide vane with the turbine cover is completely removed, the impeller is installed in the turbine crater, and then the block of the guide vane is placed on the stator in a position fixed relative to it and fixed.

Возможен также вариант укрупненной сборки, когда на монтажной площадке собранный и отрегулированный направляющий аппарат собирают с направляющим подшипником и ротором, подвешенным на специальном приспособлении, и укрупненный блок целиком устанавливают на статоре. A variant of enlarged assembly is also possible, when at the assembly site the assembled and adjusted guide apparatus is assembled with a guide bearing and a rotor suspended on a special device, and the enlarged block is completely installed on the stator.

Следует понимать, что для более ясного представления о сущности изобретения и его воплощении при описании примера опущены некоторые известные моменты, связанные с устройством уплотнений цапф направляющих лопаток и их установкой, с устройством и установкой торцевых уплотнений направляющих лопаток у верхнего и нижнего колец, с обеспечением необходимых зазоров между этими кольцами и торцами лопаток, с регулировкой механизма поворота лопаток и пр. It should be understood that for a clearer picture of the essence of the invention and its implementation, the description of the example omits some well-known points associated with the arrangement of the journal pins of the guide vanes and their installation, with the device and the installation of the mechanical seal of the guide vanes at the upper and lower rings, providing the necessary the gaps between these rings and the ends of the blades, with the adjustment of the mechanism of rotation of the blades, etc.

Кроме того, следует также понимать, что описанный пример не исчерпывает возможные варианты осуществления изобретения. В частности, диск 12 может крепиться к торцу цапфы 6 лопатки 5 не винтом, как это изображено на чертежах, а путем навинчивания на цапфу и кернения или закрепляться другим известным способом. Кроме того, при разъемном соединении направляющих лопаток с их цапфами диск 12 может быть выполнен как часть цапфы. Возможно также выполнение стаканов 7 в нижнем кольце с концевым буртом и подвешивание этого кольца с помощью диска 12 через этот бурт. Возможны и другие видоизменения по сравнению с описанным примером в соответствии с сущностью изобретения, определяемой формулой. In addition, it should also be understood that the described example does not exhaust the possible embodiments of the invention. In particular, the disk 12 can be attached to the end of the trunnion 6 of the blade 5 not by a screw, as shown in the drawings, but by screwing on the trunnion and punching or secured in another known manner. In addition, with the detachable connection of the guide vanes with their pins, the disk 12 can be made as part of the pins. It is also possible to make cups 7 in the lower ring with an end collar and suspension of this ring using the disk 12 through this collar. Other modifications are possible compared with the described example in accordance with the essence of the invention defined by the claims.

Источники информации
1. Справочник по гидротурбинам. Ленинград, 1984 г., рис.IV.1, стр.130.Sources of information
1. Guide to hydroturbines. Leningrad, 1984, fig. IV.1, p. 130.

2. Авторское свидетельство СССР 297794, F 03 B 3/18, 1971 г. 2. USSR Author's Certificate 297794, F 03 B 3/18, 1971

Claims (1)

Статорная часть вертикальной гидромашины, содержащая статор, направляющий аппарат с верхним и нижним кольцами, базирующимися на статоре, и с лопатками, установленными своими цапфами в стаканах колец, и крышку гидромашины, конструктивно объединенную с верхним кольцом, отличающаяся тем, что цапфы лопаток у нижнего кольца направляющего аппарата выполнены выступающими своими концами за дно стакана на этом кольце и несущими на этих концах элементы в виде диска, способные служить опорой для подвешивания указанного нижнего кольца. The stator part of the vertical hydraulic machine, comprising a stator, a guiding device with upper and lower rings based on the stator, and with vanes mounted with their own pins in the glasses of the rings, and a cover of the hydraulic machine, structurally combined with the upper ring, characterized in that the pins have vanes at the lower ring the guide apparatus is made protruding by its ends behind the bottom of the glass on this ring and carrying elements in the form of a disk at these ends, which can serve as a support for hanging the specified lower ring.

Images