RU2808187C1

RU2808187C1 - Turning engine

Info

Publication number: RU2808187C1
Application number: RU2023113145A
Authority: RU
Inventors: Максим Николаевич Фадеев; Дмитрий Игоревич Чуважов; Николай Сергеевич Рочев; Алексей Михайлович Тюхтяев; Александр Александрович Ивановский; Сергей Юрьевич Евдокимов
Original assignee: Акционерное общество "Силовые машины - ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (АО "Силовые машины")
Filing date: 2023-05-19
Publication date: 2023-11-24

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: steam turbine engineering, specifically shaft turning devices of a steam turbine. The turning engine contains an electric motor connected by a clutch to a gearbox consisting of mechanical gear stages, the last step being a gear transmission, an overrunning clutch containing a gear wheel equipped with stops with the possibility of their engagement with spring-loaded pawls located on the steam turbine rotor. The center line of the gear transmission of the last step of gearbox is shifted to the right or left relative to the vertical plane passing through the axis of rotation of the gear wheel by an angle in the range of 35-65°. The gear transmission gear of the last step of gearbox, the previous stages of the mechanical gears of the gearbox and the gear wheel of the overrunning clutch are made in a common housing. The stops are made in the form of separate removable elements connected to the gear wheel by a detachable connection.

EFFECT: increase in the operational reliability, manufacturability and maintainability of a steam turbine with a shaft turning device.

2 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области энергомашиностроения, в частности, паротурбиностроения, конкретно, к валоповоротным устройствам паровой турбины, предназначенным для прокручивания (вращения) валопровода паровой турбины при ее остановке после прекращения подачи пара и перед пуском турбины.The proposed technical solution relates to the field of power engineering, in particular, steam turbine engineering, specifically, to shaft turning devices of a steam turbine, designed to rotate (rotate) the shaft line of a steam turbine when it stops after stopping the steam supply and before starting the turbine.

В современных конструкциях паровых турбин, имеющих в составе валоповоротные устройства, одной из технических проблем является повышение эксплуатационной надежности. На эксплуатационную надежность паровой турбины влияют повышенные температура и давление в корпусе подшипника, в котором установлено валоповоротное устройство. При работе валоповортного устройства смазка поступает в механические передачи редуктора валоповоротного устройства, и происходит ее слив и разбрызгивание непосредственно на вращающийся ротор паровой турбины, вследствие чего происходит образование плотной мелкодисперсной среды, состоящей из смеси мельчайших капель смазки и воздуха. При вращении ротора в данной среде повышается температура и давление смазочной среды, что увеличивает вероятность ее утечки через горизонтальный разъем паровой турбины в машинный зал электростанции, и, как следствие, повышается пожароопасность и снижается эксплуатационная надежность. Для отвода смазки от ротора может быть использован защитный кожух, имеющий трубопровод для отвода смазки (авторское свидетельство СССР №989109, F01D 25/34, опубл. 15.01.1983 г.). Наличие кожуха требует более точной обработки поверхностей разъема в месте установки кожуха, а также поддержания герметичности разъемного соединения в процессе работы валоповоротного устройства, что в целом снижает технологичность и ремонтопригодность паровой турбины.In modern designs of steam turbines that include shaft turning devices, one of the technical problems is increasing operational reliability. The operational reliability of a steam turbine is affected by increased temperature and pressure in the bearing housing in which the shaft turning device is installed. When the shaft-turning device operates, lubricant enters the mechanical gearbox of the shaft-turning device, and it is drained and sprayed directly onto the rotating rotor of the steam turbine, resulting in the formation of a dense, finely dispersed medium consisting of a mixture of tiny droplets of lubricant and air. When the rotor rotates in this environment, the temperature and pressure of the lubricating medium increases, which increases the likelihood of its leakage through the horizontal connector of the steam turbine into the power plant turbine room, and, as a result, the fire hazard increases and operational reliability decreases. To drain lubricant from the rotor, a protective casing can be used that has a pipeline for lubricant drainage (USSR author's certificate No. 989109, F01D 25/34, published on January 15, 1983). The presence of a casing requires more precise processing of the connector surfaces at the installation site of the casing, as well as maintaining the tightness of the detachable connection during operation of the turning device, which generally reduces the manufacturability and maintainability of the steam turbine.

Повышение технологичности и обеспечение удовлетворительной ремонтопригодности паровой турбины с валоповоротным устройством также являются существенными техническими проблемами. Для оптимальной передачи крутящего момента от валоповоротного устройства необходимо выполнять его центровку относительно ротора паровой турбины. Наличие редуктора со ступенями механических передач в составе валоповоротных устройств требует множественной слесарной пригонки зубчатой пары последней ступени после центровки, и также необходима совместная обработка деталей валоповоротного устройства с деталями корпуса подшипника паровой турбины. Валоповоротные устройства содержат элементы зацепления с ротором, такие как упоры и ответные элементы - собачки на роторе, которые требуют замены при плановых ремонтах турбины, и к которым затруднен доступ без полной выемки и разборки валоповоротного устройства, вскрытия цилиндра паровой турбины и демонтажа ротора.Increasing manufacturability and ensuring satisfactory maintainability of a steam turbine with a shaft turning device are also significant technical problems. For optimal transmission of torque from the shaft turning device, it is necessary to center it relative to the steam turbine rotor. The presence of a gearbox with mechanical gear stages as part of shaft-turning devices requires multiple machinist adjustments of the gear pair of the last stage after alignment, and joint processing of the shaft-turning device parts with the parts of the steam turbine bearing housing is also necessary. Shaft-turning devices contain elements of engagement with the rotor, such as stops and mating elements - pawls on the rotor, which require replacement during scheduled turbine repairs, and which are difficult to access without completely removing and disassembling the shaft-turning device, opening the steam turbine cylinder and dismantling the rotor.

В описании настоящего изобретения используется следующее определение.In describing the present invention, the following definition is used.

Межосевая линия зубчатой передачи - прямая линия, пересекающая оси зубчатых колес под прямым углом, (п.2.4.1 ГОСТ 16530-83 «Передачи зубчатые»).The center line of a gear transmission is a straight line intersecting the axes of gear wheels at right angles (clause 2.4.1 of GOST 16530-83 “Gear transmissions”).

Известно техническое решение «Валоповоротное устройство» (патент РФ №10781, F01D 25/36, опубл. 16.08.1999 г.) содержащее электропривод, понижающий редуктор и обгонную муфту с кулачками (собачками), расположенными между ведущим элементом муфты, сопряженным с конечным звеном редуктора и ведомым элементом валопровода. Согласно полезной модели, ведущий элемент муфты смещен от конечного звена редуктора в осевом направлении, а ведомый элемент валопровода выполнен в виде стакана, охватывающего ведущий элемент муфты и несущего кулачки. Редуктор содержит две ступени механических передач, первая ступень выполнена прямозубой эвольвентной, вторая представляет собой червячную передачу. Известное техническое решение направлено на обеспечение удобного доступа к кулачкам обгонной муфты для выполнения технического обслуживания с улучшением ее технологичности.There is a known technical solution “Rotating device” (RF patent No. 10781, F01D 25/36, published on August 16, 1999) containing an electric drive, a reduction gearbox and an overrunning clutch with cams (pawls) located between the leading element of the clutch associated with the final link gearbox and driven element of the shaft line. According to the utility model, the leading element of the coupling is displaced from the final link of the gearbox in the axial direction, and the driven element of the shafting is made in the form of a cup that covers the driving element of the coupling and carries the cams. The gearbox contains two stages of mechanical gears, the first stage is made of a spur involute gear, the second is a worm gear. The known technical solution is aimed at providing convenient access to the cams of the overrunning clutch for performing maintenance and improving its manufacturability.

Недостатком данного технического решения является использование червячной передачи в качестве последней ступени редуктора, что приводит к увеличению габаритов червячной передачи, и, как следствие, всего валоповоротного устройства, крупногабаритные червячные передачи сложны в изготовлении и не технологичны. Смещение зацепления обгонной муфты от средней торцовой плоскости червячного колеса в осевом направлении приводит к увеличению габаритных размеров валоповоротного устройства вдоль оси, и, как следствие, увеличению длины консольной части ротора турбины, что, в свою очередь, ведет к повышенной вибрации и снижению эксплуатационной надежности паровой турбины. Выполнение упоров заодно с зубчатым колесом не позволяет осуществлять их замену или ремонт без разборки всего валоповоротного устройства, что снижает ремонтопригодность паровой турбины.The disadvantage of this technical solution is the use of a worm gear as the last stage of the gearbox, which leads to an increase in the dimensions of the worm gear, and, as a consequence, of the entire turning device; large worm gears are difficult to manufacture and are not technologically advanced. The displacement of the overrunning clutch engagement from the middle end plane of the worm wheel in the axial direction leads to an increase in the overall dimensions of the turning device along the axis, and, as a consequence, to an increase in the length of the cantilever part of the turbine rotor, which, in turn, leads to increased vibration and a decrease in the operational reliability of the steam engine. turbines. Making the stops integral with the gear wheel does not allow them to be replaced or repaired without disassembling the entire shaft turning device, which reduces the maintainability of the steam turbine.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков и выбранным в качестве прототипа, является изобретение «Валоповоротное устройство» (авторское свидетельство СССР №274123, F01D 25/34, опубл. 24.06.1970 г.), которое содержит электродвигатель, соединенный муфтой с редуктором, состоящим из ступеней механических передач, причем последняя ступень является зубчатой передачей, обгонную муфту, содержащую зубчатое колесо, снабженное упорами с возможностью их зацепления с подпружиненными поворотными кулачками (собачками), размещенными на роторе паровой турбины. Редуктор размещен таким образом, что межосевая линия зубчатой передачи его последней ступени совпадает с вертикальной плоскостью, проходящей через ось вращения зубчатого колеса. Упоры, предназначенные для зацепления с поворотными кулачками (собачками), выполнены заодно с зубчатым колесом обгонной муфты. Согласно изобретению, муфта между электродвигателем и редуктором представляет собой гидромуфту предельного момента, а зубчатое колесо установлено на опорах качения, снабженных подвижными каретками. Представленная конструкция валоповоротного устройства не имеет общего самостоятельного корпуса, объединяющего редуктор с зубчатым колесом обгонной муфты, которое размещено непосредственно в корпусе подшипника паровой турбины.The closest technical solution to the proposed technical solution in terms of the totality of essential features and chosen as a prototype is the invention “Rotating device” (USSR author’s certificate No. 274123, F01D 25/34, published on June 24, 1970), which contains an electric motor connected a clutch with a gearbox consisting of stages of mechanical transmissions, the last stage being a gear transmission, an overrunning clutch containing a gear wheel equipped with stops with the possibility of their engagement with spring-loaded rotary cams (pawls) located on the rotor of the steam turbine. The gearbox is placed in such a way that the center line of the gear transmission of its last stage coincides with the vertical plane passing through the axis of rotation of the gear wheel. The stops designed to engage with the rotary cams (pawls) are integral with the overrunning clutch gear. According to the invention, the coupling between the electric motor and the gearbox is a hydraulic coupling of the limiting torque, and the gear wheel is mounted on rolling bearings equipped with movable carriages. The presented design of the shaft turning device does not have a common independent housing that combines the gearbox with the overrunning clutch gear, which is located directly in the bearing housing of the steam turbine.

Недостатками известного решения является то, что вследствие вертикального размещения редуктора над ротором происходит попадание смазки непосредственно на вращающийся ротор, что приводит к образованию мелкодисперсной среды, состоящей из смеси мельчайших капель смазки и воздуха. Вращение ротора в данной среде приводит к повышению ее температуры и давления, что увеличивает вероятность ее утечки через горизонтальный разъем паровой турбины в машинный зал, и, как следствие, повышает пожароопасность и снижает эксплуатационную надежность паровой турбины. Выполнение упоров заодно с зубчатым колесом не позволяет осуществлять их замену или ремонт без разборки всего валоповоротного устройства, что снижает ремонтопригодность паровой турбины. Сложность центровки валоповоротного устройства и необходимость пригонки зубчатой передачи последней ступени редуктора обусловлены установкой частей валоповоротного устройства в корпус подшипника независимо друг от друга, что не позволяет выполнить смещение валоповоротного устройства в собранном состоянии вдоль оси ротора для организации доступа к поворотным кулачкам на роторе, и, таким образом, снижает технологичность и ремонтопригодность паровой турбины.The disadvantages of the known solution are that due to the vertical placement of the gearbox above the rotor, lubricant enters directly onto the rotating rotor, which leads to the formation of a finely dispersed medium consisting of a mixture of tiny droplets of lubricant and air. Rotation of the rotor in this environment leads to an increase in its temperature and pressure, which increases the likelihood of its leakage through the horizontal connector of the steam turbine into the turbine room, and, as a result, increases the fire hazard and reduces the operational reliability of the steam turbine. Making the stops integral with the gear wheel does not allow them to be replaced or repaired without disassembling the entire shaft turning device, which reduces the maintainability of the steam turbine. The difficulty of centering the turning device and the need to fit the gear drive of the last stage of the gearbox are due to the installation of parts of the turning device into the bearing housing independently of each other, which does not allow the displacement of the turning device in the assembled state along the rotor axis to provide access to the rotary cams on the rotor, and thus Thus, it reduces the manufacturability and maintainability of the steam turbine.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эксплуатационной надежности, технологичности и ремонтопригодности паровой турбины с валоповоротным устройством.The technical result to be achieved by the claimed invention is to increase the operational reliability, manufacturability and maintainability of a steam turbine with a shaft turning device.

Для достижения указанного выше технического результата валоповоротное устройство содержит электродвигатель, соединенный муфтой с редуктором, состоящим из ступеней механических передач, причем последняя ступень является зубчатой передачей, обгонную муфту, содержащую зубчатое колесо, снабженное упорами с возможностью их зацепления с подпружиненными собачками, размещенными на роторе паровой турбины.To achieve the above technical result, the turning device contains an electric motor connected by a clutch to a gearbox consisting of mechanical gear stages, the last stage being a gear transmission, an overrunning clutch containing a gear wheel equipped with stops with the possibility of their engagement with spring-loaded pawls located on the rotor of the steam engine. turbines.

При этом, согласно заявляемому изобретению, межосевая линия зубчатой передачи последней ступени редуктора смещена вправо или влево относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения зубчатого колеса, на угол, находящийся в диапазоне 35-65°.In this case, according to the claimed invention, the center line of the gear transmission of the last stage of the gearbox is shifted to the right or left relative to the vertical plane passing through the axis of rotation of the gear wheel by an angle in the range of 35-65°.

Шестерня зубчатой передачи последней ступени редуктора, предыдущие ступени механических передач редуктора и зубчатое колесо обгонной муфты выполнены в общем корпусе.The gear transmission gear of the last stage of the gearbox, the previous stages of the mechanical gears of the gearbox and the gear wheel of the overrunning clutch are made in a common housing.

Упоры выполнены в виде отдельных съемных элементов, соединенных с зубчатым колесом обгонной муфты разъемным соединением.The stops are made in the form of separate removable elements connected to the overrunning clutch gear with a detachable connection.

Смещение межосевой линии зубчатой передачи последней ступени редуктора вправо или влево относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения зубчатого колеса, на угол, находящийся в диапазоне 35-65°, позволяет после установки валоповоротного устройства в корпус подшипника паровой турбины направить большую часть потока смазки в обход ротора непосредственно в емкость, находящуюся под ротором. Тем самым, при вращении ротора, исключается образование мелкодисперсной среды, состоящей из смеси мельчайших капель смазки и воздуха, что, в свою очередь, предотвращает повышение температуры и давления в корпусе подшипника, в который устанавливается валоповоротное устройство. Как следствие снижается вероятность утечки смазочной среды через горизонтальный разъем турбины в машинный зал, а также вероятность возгорания при попадании смазки на горячие узлы турбины, и, следовательно, повышается эксплуатационная надежность паровой турбины с валоповоротным устройством. Смещение межосевой линии зубчатой передачи последней ступени вправо или влево определяется конкретной компоновкой паровой турбины. По результатам расчетно-экспериментальных исследований, проведенных авторами, диапазон угла α выбран следующим образом:The displacement of the center line of the gear transmission of the last stage of the gearbox to the right or left relative to the vertical plane passing through the axis of rotation of the gear wheel at an angle in the range of 35-65° allows, after installing the turning device in the bearing housing of the steam turbine, to direct most of the lubricant flow bypassing rotor directly into the container located under the rotor. Thus, when the rotor rotates, the formation of a finely dispersed medium consisting of a mixture of tiny drops of lubricant and air is eliminated, which, in turn, prevents an increase in temperature and pressure in the bearing housing in which the turning device is installed. As a result, the likelihood of leakage of the lubricant through the horizontal connector of the turbine into the turbine room is reduced, as well as the likelihood of fire when lubricant gets on the hot components of the turbine, and, consequently, the operational reliability of a steam turbine with a shaft turning device is increased. The displacement of the last stage gear center line to the right or left is determined by the specific layout of the steam turbine. Based on the results of computational and experimental studies carried out by the authors, the angle range α was selected as follows:

- при значениях α, меньших 35°, смазка будет попадать непосредственно на вращающийся ротор, что приводит к повышению пожароопасности;- at α values less than 35°, the lubricant will fall directly on the rotating rotor, which leads to an increased fire hazard;

- при значениях α, больших 65°, конструкция общего корпуса не позволит разместить редуктор.- for values of α greater than 65°, the design of the common housing will not allow placement of the gearbox.

В частном случае выполнения валоповоротного устройства выполнение упоров в виде отдельных съемных элементов, соединенных с зубчатым колесом обгонной муфты разъемным соединением, позволяет осуществлять их замену или ремонт при износе рабочей поверхности без выемки и разборки валоповоротного устройства, что обеспечивает повышение ремонтопригодности паровой турбины.In the particular case of making a shaft-turning device, making the stops in the form of separate removable elements connected to the gear wheel of the overrunning clutch with a detachable connection allows them to be replaced or repaired when the working surface wears out without removing and disassembling the shaft-turning device, which increases the maintainability of the steam turbine.

Выполнение в общем корпусе шестерни зубчатой передачи последней ступени редуктора, предыдущих ступеней механических передач редуктора и зубчатого колеса обгонной муфты, позволяет выполнить центровку сразу всего валоповоротного устройства относительно ротора, что приводит к исключению необходимости множественной слесарной пригонки зубчатой передачи последней ступени редуктора после центровки, и также не требуется совместная обработка деталей валоповоротного устройства с деталями корпуса подшипника паровой турбины, что обеспечивает повышение технологичности паровой турбины. Также выполнение указанных элементов валоповоротного устройства в общем корпусе повышает ремонтопригодность паровой турбины за счет возможности смещения валоповоротного устройства в собранном состоянии вдоль оси ротора без его выемки, что позволяет организовать доступ к собачкам на роторе для их ревизии, замены и пригонки к упорам при центровке валоповоротного устройства относительно ротора.The placement of the gear gear of the last stage of the gearbox, the previous stages of the mechanical transmission of the gearbox and the gear wheel of the overrunning clutch in a common housing allows for the alignment of the entire turning device relative to the rotor at once, which eliminates the need for multiple mechanical adjustments of the gear drive of the last stage of the gearbox after alignment, and also no joint processing of shaft turning device parts with parts of the steam turbine bearing housing is required, which improves the manufacturability of the steam turbine. Also, the implementation of the specified elements of the shaft turning device in a common housing increases the maintainability of the steam turbine due to the possibility of displacing the shaft turning device in the assembled state along the axis of the rotor without its removal, which allows access to the pawls on the rotor for their inspection, replacement and adjustment to the stops when centering the shaft turning device relative to the rotor.

Таким образом, предлагаемая конструкция в раскрытой выше совокупности существенных признаков позволяет обеспечить повышение эксплуатационной надежности, технологичности и ремонтопригодности паровой турбины с валоповоротным устройством.Thus, the proposed design, in the set of essential features disclosed above, makes it possible to increase the operational reliability, manufacturability and maintainability of a steam turbine with a shaft turning device.

Представленные графические материалы содержат пример конкретного выполнения валоповоротного устройства. На фиг. 1 изображено валоповоротное устройство со смещением межосевой линии зубчатой передачи последней ступени редуктора вправо, главный вид; на фиг. 2 - валоповоротное устройство со смещением межосевой линии зубчатой передачи последней ступени редуктора влево, главный вид, на фиг. 3 - валоповоротное устройство со смещением межосевой линии зубчатой передачи последней ступени редуктора вправо, вид слева.The presented graphic materials contain an example of a specific implementation of a turning device. In fig. 1 shows a shaft turning device with a shift of the center line of the gear transmission of the last stage of the gearbox to the right, main view; in fig. 2 - shaft turning device with a shift of the center line of the gear transmission of the last stage of the gearbox to the left, main view, in Fig. 3 - shaft turning device with a shift of the center line of the gear transmission of the last stage of the gearbox to the right, left view.

Валоповоротное устройство паровой турбины для установки его в корпусе подшипника паровой турбины (на фиг. не показано) содержит электродвигатель 1, соединенный муфтой 2 с редуктором 3, состоящим из ступеней зубчатых передач, обгонную муфту, содержащую зубчатое колесо 4. Зубчатое колесо 4 снабжено упорами 5 с возможностью их зацепления с собачками 6, подпружиненными пружинами 7, и размещенными на роторе 8 паровой турбины. Муфта 2 представляет собой, например, шарнирную муфту, компенсирующую перекос и смещение осей соединяемых валов электродвигателя 1 и редуктора 3.The shaft turning device of a steam turbine for installation in the bearing housing of a steam turbine (not shown in the figure) contains an electric motor 1 connected by a coupling 2 to a gearbox 3 consisting of gear stages, an overrunning clutch containing a gear 4. The gear 4 is equipped with stops 5 with the possibility of their engagement with pawls 6, spring-loaded springs 7, and placed on the rotor 8 of the steam turbine. Clutch 2 is, for example, a hinged coupling that compensates for the misalignment and displacement of the axes of the connected shafts of the electric motor 1 and gearbox 3.

В конкретном примере выполнения редуктор 3 содержит четыре ступени механических передач, первая ступень представляет собой червячную передачу, а остальные ступени передач выполнены зубчатыми прямозубыми эвольвентными. Количество ступеней в редукторе 3 выбирается с учетом необходимого расчетного крутящего момента на роторе 8 паровой турбины, частоты вращения ротора 8 и оптимальных габаритных размеров элементов редуктора 3.In a specific example, the gearbox 3 contains four stages of mechanical gears, the first stage is a worm gear, and the remaining stages of gears are made of straight-toothed involute gears. The number of stages in the gearbox 3 is selected taking into account the required design torque on the rotor 8 of the steam turbine, the rotational speed of the rotor 8 and the optimal overall dimensions of the elements of the gearbox 3.

Обгонная муфта представляет собой муфту свободного хода храпового типа с зубчатым колесом 4, которое одновременно является ведомым зубчатым колесом последней ступени редуктора 3. Внутренняя расточка зубчатого колеса 4 снабжена упорами 5, которые в частном случае выполнены в виде отдельных съемных элементов, соединенных с зубчатым колесом 4 обгонной муфты разъемным соединением, например, болтами 9. Количество установленных упоров 5 должно быть не менее трех для обеспечения необходимого запаса надежности, при этом крутящий момент передается только одним упором 5. На роторе 8 шарнирами 10 закреплены собачки 6 для зацепления с упорами 5. Собачки 6 входят в пазы 11, выполненные в роторе 8.The overrunning clutch is a ratchet-type freewheel clutch with a gear 4, which is also the driven gear of the last stage of the gearbox 3. The internal bore of the gear 4 is equipped with stops 5, which in a particular case are made in the form of separate removable elements connected to the gear 4 overrunning clutch with a detachable connection, for example, with bolts 9. The number of installed stops 5 must be at least three to ensure the necessary safety margin, while the torque is transmitted by only one stop 5. Pawls 6 are attached to the rotor 8 by hinges 10 for engagement with stops 5. Pawls 6 fit into grooves 11 made in the rotor 8.

Межосевая линия 12 зубчатой передачи последней ступени редуктора 3 смещена вправо (фиг. 1) или влево (фиг. 2) относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения зубчатого колеса 4, на угол а, находящийся в диапазоне 35-65°.The center line 12 of the gear transmission of the last stage of the gearbox 3 is shifted to the right (Fig. 1) or to the left (Fig. 2) relative to the vertical plane passing through the axis of rotation of the gear wheel 4, at an angle a, which is in the range of 35-65°.

Шестерня 13 зубчатой передачи последней ступени редуктора 3, предыдущие ступени механических передач редуктора 3 и зубчатое колесо 4 обгонной муфты выполнены в общем корпусе 14. Корпус 14 имеет вертикальный разъем 15 (фиг. 3) для установки зубчатого колеса 4. Для установки механических передач редуктора 3 в общем корпусе 14 предусмотрен наклонный разъем 16.The gear 13 of the gear transmission of the last stage of the gearbox 3, the previous stages of the mechanical gears of the gearbox 3 and the gear wheel 4 of the overrunning clutch are made in a common housing 14. The housing 14 has a vertical connector 15 (Fig. 3) for installing the gear wheel 4. For installing the mechanical gears of the gearbox 3 in the common housing 14 there is an inclined connector 16.

Для установки валоповоротного устройства в корпус подшипника корпус 14 имеет лапы 17, снабженные пригоночными элементами 18, опорные поверхности которых расположены в горизонтальной плоскости, проходящей через ось зубчатого колеса 4. Пригоночные элементы 18 обеспечивают центровку валоповоротного устройства в вертикальном положении. Также на корпусе 14 имеются пригоночные элементы 19 для горизонтальной центровки валоповоротного устройства в корпусе подшипника паровой турбины относительно ротора.To install the turning device into the bearing housing, the housing 14 has legs 17 equipped with fitting elements 18, the supporting surfaces of which are located in a horizontal plane passing through the axis of the gear wheel 4. The fitting elements 18 ensure alignment of the turning device in a vertical position. Also on the housing 14 there are fitting elements 19 for horizontal alignment of the shaft turning device in the bearing housing of the steam turbine relative to the rotor.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.The proposed design works as follows.

При работе паровой турбины от электродвигателя 1 крутящий момент через муфту 2 передается редуктору 3. Передача крутящего момента от редуктора 3 ротору 8 паровой турбины осуществляется обгонной муфтой свободного хода храпового типа. Ведущим элементом обгонной муфты является зубчатое колесо 4, снабженное упорами 5. Ведомым элементом обгонной муфты является ротор 8 паровой турбины, на котором шарнирно закреплены подпружиненные пружинами 7 собачки 6. Собачки 6 обеспечивают передачу крутящего момента только в одном направлении. Шестерня 13, вращаясь, приводит в движение зубчатое колесо 4, которое посредством зацепления упоров 5 с подпружиненными собачками 6, осуществляет его вращение при пусковых и остановочных режимах. В момент пуска паровой турбины, упоры 5 могут не находиться в зацеплении с собачками 6. При включении электродвигателя 1 происходит вращение зубчатого колеса 4 с упорами 5 до момента, пока упоры 5 не войдут в зацепление с подпружиненными собачками 6, далее валоповоротное устройство начинает вращать ротор 8 паровой турбины. Геометрия собачки 6 рассчитана по известным решениям таким образом, что в момент пуска турбины при достижении определенной скорости вращения ротора 8, центробежная сила более тяжелой части собачки 6 преодолевает реакцию пружины 7 и собачка 6 утопает в пазах 11 ротора 8, далее валоповоротное устройство отключается. Во время остановки паровой турбины, при уменьшении частоты вращения ротора 8 до определенного значения, центробежная сила уменьшается, усилие от пружины 7 ослабевает, собачки 6 выступают из своих пазов 11, и в тот момент, когда частоты вращений ротора 8 и зубчатого колеса 4 сравняются, собачки 6 входят в зацепление с упорами 5. С этого момента валоповоротное устройство начинает вращать ротор 8 паровой турбины. Для обеспечения надежной работы зубчатых передач редуктора 3 осуществляется постоянная интенсивная подача смазки из центральной системы смазки паровой турбины (на фиг. не показана). При работе паровой турбины за счет смещения межосевой линии 12 зубчатой передачи последней ступени редуктора 3 большая часть потока смазки направляется в обход ротора 8 непосредственно в емкость (на фиг. не показана), находящуюся под ротором 8, таким образом, исключая интенсивное натекание смазки из валоповоротного устройства непосредственно на ротор 8. При этом прекращается вращение ротора 8 в плотной мелкодисперсной среде, состоящей из смеси мельчайших капель смазки и воздуха, в результате чего исключается повышение температуры и давления в корпусе подшипника, в который устанавливается валоповоротное устройство, и, как следствие, снижается вероятность утечки смазочной среды через горизонтальный разъем турбины в машинный зал, а также вероятность возгорания.When the steam turbine operates from electric motor 1, torque is transmitted through clutch 2 to gearbox 3. Torque is transmitted from gearbox 3 to steam turbine rotor 8 by a ratchet-type overrunning freewheel clutch. The driving element of the overrunning clutch is a gear 4 equipped with stops 5. The driven element of the overrunning clutch is the steam turbine rotor 8, on which pawls 6, spring-loaded by springs 7, are hinged. Pawls 6 provide torque transmission in only one direction. Gear 13, rotating, drives gear 4, which, by engaging stops 5 with spring-loaded pawls 6, rotates it during starting and stopping modes. At the moment of starting the steam turbine, the stops 5 may not be engaged with the pawls 6. When the electric motor 1 is turned on, the gear wheel 4 with the stops 5 rotates until the stops 5 engage with the spring-loaded pawls 6, then the shaft turning device begins to rotate the rotor 8 steam turbines. The geometry of the pawl 6 is calculated according to known solutions in such a way that at the moment the turbine is started, when a certain speed of rotation of the rotor 8 is reached, the centrifugal force of the heavier part of the pawl 6 overcomes the reaction of the spring 7 and the pawl 6 sinks into the grooves 11 of the rotor 8, then the turning device is turned off. When the steam turbine is stopped, when the rotation speed of the rotor 8 decreases to a certain value, the centrifugal force decreases, the force from the spring 7 weakens, the pawls 6 protrude from their grooves 11, and at the moment when the rotation frequencies of the rotor 8 and the gear 4 become equal, pawls 6 engage with stops 5. From this moment, the shaft turning device begins to rotate the rotor 8 of the steam turbine. To ensure reliable operation of the gears of the gearbox 3, a constant intensive supply of lubricant is provided from the central lubrication system of the steam turbine (not shown in the figure). During operation of the steam turbine, due to the displacement of the center line 12 of the gear transmission of the last stage of the gearbox 3, most of the lubricant flow is directed bypassing the rotor 8 directly into the container (not shown in the figure) located under the rotor 8, thus eliminating the intensive leakage of lubricant from the rotating shaft. device directly onto the rotor 8. This stops the rotation of the rotor 8 in a dense, finely dispersed medium consisting of a mixture of tiny drops of lubricant and air, which eliminates the increase in temperature and pressure in the bearing housing in which the shaft turning device is installed, and, as a result, reduces the likelihood of lubricant leakage through the horizontal turbine connector into the turbine room, as well as the likelihood of fire.

Claims

1. Валоповоротное устройство паровой турбины, содержащее электродвигатель, соединенный муфтой с редуктором, состоящим из ступеней механических передач, причем последняя ступень является зубчатой передачей, обгонную муфту, содержащую зубчатое колесо, снабженное упорами с возможностью их зацепления с подпружиненными собачками, размещенными на роторе паровой турбины, отличающееся тем, что межосевая линия зубчатой передачи последней ступени редуктора смещена вправо или влево относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения зубчатого колеса, на угол, находящийся в диапазоне 35-65°, шестерня зубчатой передачи последней ступени редуктора, предыдущие ступени механических передач редуктора и зубчатое колесо обгонной муфты выполнены в общем корпусе.1. A shaft-turning device of a steam turbine, containing an electric motor connected by a coupling to a gearbox consisting of mechanical gear stages, the last stage being a gear transmission, an overrunning clutch containing a gear wheel equipped with stops with the possibility of their engagement with spring-loaded pawls located on the rotor of the steam turbine , characterized in that the center line of the gear transmission of the last stage of the reducer is shifted to the right or left relative to the vertical plane passing through the axis of rotation of the gear wheel, by an angle in the range of 35-65°, the gear transmission gear of the last stage of the reducer, the previous stages of mechanical transmission of the reducer and the gear wheel of the overrunning clutch are made in a common housing.

2. Валоповоротное устройство паровой турбины по п. 1, отличающееся тем, что упоры выполнены в виде отдельных съемных элементов, соединенных с зубчатым колесом обгонной муфты разъемным соединением.2. The shaft turning device of a steam turbine according to claim 1, characterized in that the stops are made in the form of separate removable elements connected to the overrunning clutch gear with a detachable connection.