专利名称:带有蒸汽管路系统抗地震设施的汽轮机组的制作方法
本发明涉及发电厂蒸汽轮机机组，特别是机组部件在抗地震负载方面的结构布置方案。
一个汽轮机组，除了汽轮机本身，还有一些其他的设备，它们通过有工质流通的管路系统与汽轮机相联系。水分离一再热器(简称再热器)就是这样的设备，在核动力-蒸汽轮机循环中被用来降低汽轮机排汽的湿度和提高循环热效率。由于尺寸较大，再热器只能安装在距离汽轮机较远的地方，而通过被称作为下跨接管和上跨接管的管路系统，分别与高压汽轮机和低压汽轮机连接。目前通行的支撑再热器及其管系的方法，是以满足温度变化引起的热膨胀的要求为准则的。
汽轮机本身是在垂直于主轴的方向上，牢固地安装在例如混凝土或钢结构的刚性基础上。按照一种常用的安装方式，再热器也是被牢固地安装在离开汽轮机基础有一定距离的它们自身的基础上。为了适应热膨胀，与汽轮机相连的管路系统通常被赋以足够的柔性，这一般是用膨胀节来实现的。采用这些柔性装置的目的，是要在温度变化时，把管路系统内部的应力以及在汽轮机和再热器连接处的反作用力都保持在允许的限度内。在大多数情况下，这种安装形式是令人满意的。但地震发生时，就很可能出现另外一种情况，即汽轮机基础和再热器基础之间将会出现相对位移，这也就意味着连接汽轮机和再热器的管路的两个端头都要承受较大的位移。这种位移的幅度常常大到无法用足够的挠性装置来使下跨和上跨管路系统在各连接端点的反作用力和管路内部的应力维持在允许限度之内。
另一种现在常用的安装方式是把再热器安装在一个所谓浮动式的基础上，在上跨和下跨管路热应力的作用下，再热器可以在一个水平面内自由移动。这种布置可称为“浮动”式再热系统，其优点是可以最大限度地减少对于柔性装置的要求，并且满足管路热膨胀的条件。再热器之所以能够在水平面内自由移动，一般是通过枢轴把它悬挂在一个摆动支架上。但是在地震情况下，这种安装方式也是有缺陷的。因为在这种安装方式中，再热器没有在水平平面上与其支撑基础牢固地连接，这样当地震发生并从而引起汽轮机和再热器的基础都发生位移时，再热器本身却倾向于静止不动。然而汽轮机基础的移动会带动与它牢固连接在一起的汽轮机同时移动，并进一步通过连接管路系统来带动再热器。因而，连接管路将要受到再热器所施加的很大反作用惯性力，而这个力又很可能超出管路能承受的最大极限。
因此，在可能出现地震灾害的地区安装汽轮机组，总是希望能够建立一种新的支座系统，既能适应平时的热膨胀，又能适应地震时的附加载荷的作用。
本发明提出了一种汽轮机组系统，它带有装置防护措施，可以防止地震载荷对于连接机组中各主要部件的管路系统的破坏作用。这类汽轮机组系统至少包括一台安装在一个基本固定的基础上的汽轮机，一套由选择性随动安装系统支撑的辅助设备，安装在与汽轮机基础隔有一定距离的固定的辅助设备基础上。在上述汽轮机与辅助设备之间有管路及附件相连，使工作介质可以在它们之间流通。这种系统装置的特点在于上述辅助设备安装系统里有一个允许辅助设备本身相对其基础在水平方向位移的机构，可以适应日常运行时出现的管路的热伸缩，同时在地震时有使辅助部件不随其基础位移的能力。
采用一种复合安装系统，即借助于浮动支撑和一些附加构件来安装再热器，汽轮机则仍牢固地安装在其自身的基础上，就能够方便地对管路及设备实现地震防护。从功能上考虑，前面述及的摆动型支撑可以充任这种浮动支撑。本发明则从经济的和有限的安装空间的角度出发，提出在再热器支脚和其基础之间安放一些永久润滑的滑动支撑板的安装方案;此外，再加上一些粘弹性减震器。众所周知，粘弹性减震器的第一部件是与被支撑的设备(这里就是再热器)牢牢地连接在一起，而第二部件则与支撑基础(在我们的应用例中则与一个和汽轮机基础相连的钢板)相固接，其间填充有阻尼物质，例如沥青。这样的结构在逐渐施加的或微小的力的作用下，允许两个部件有在施力的方向上的自由移动，例如在管路系统热膨胀时。然而在另一方面，如果作用的力是突发性的强力，例如地震时出现的情况，它却表现出很强的牢固不可动的特性。类似现在在船舰上安装柴油机时经常采用的那种粘弹性减震器，在本发明建议的装置系统中是很适合的。这种减震器有一个与被支撑的发动机紧紧相连的中心柱杆，它座在一个与基础相连的外套筒中，它们之间的空隙则充满了粘弹性阻尼减震物质。以吉尔帕粘阻隔震系统(Gerb Viscodamper Vibration Isolation Systems)为商标的商品是适用于本装置的。
现在，以附图所说明的例子来进一步描述本发明。附图共五幀图1-汽轮机组装置平面总图;
图2-机组中再热器装置的端面视图，其中绘出了把本发明具体化的防护支架结构;
图3与图4-图2中部分结构的放大;
图5-图2的立体透视图。
图1画出的一个汽轮机组中，包括一台高压汽轮机10，一台低压汽轮机12和一台发电机14，它们有一个连接在一起的转动轴16，并且都安装在一个汽轮机基础18上。机组的一套辅助设备，也就是水分离-再热器20，具有另一个设备基础22，它与汽轮机基础18之间有相当一段距离，一个典型的例子是相距约40英尺。在一个实际的汽轮机组中，各类部件可能不止一个，但是图1这一简单的例子已经可以很好地被用来说明这类装置。图中的箭头表明蒸汽在管网中的流动方向，即由蒸汽锅炉产生的蒸汽，依次经过高压汽轮机10，下跨接管24，再热器22，上跨接管26和低压汽轮机12等，最后从低压汽轮机排汽端排出，或许通过蒸汽锅炉实现再循环。
汽轮机基础18和再热器基础22并不一定彼此完全隔绝，但由于它们是彼此隔开有一段距离，受地震载荷的影响很可能是不相同的，也就是说，那时它们将不能协同一致地位移，甚至很可能有相位差。
图2所描绘的防护支撑中，再热器20是通过在不同位置上的常年润滑的滑板结构28与基础相连的，从放大的局部视图图3中可以看得更清楚些。固定的支架22具有一个与之牢固连接的安装平面30，再热器的支脚32(参见图5)则依靠平板34和可以与之相对滑动的平板36安座在安装平面30上。再热器的一个典型尺寸是长90英尺，在这个长度上要有数个这样的滑板副结构，它们构成了再热器的浮动机座，依靠再热器20和基础22的相对滑移，就可以满足管路的热伸缩，并且尽可能地减少在上跨接管24和下跨接管26中需要的膨胀节或类似的柔性元件的数量。
此外，再热器20在一些部位上由支脚38所支撑，每个支脚38下有一块结构钢平板40，平板40同样也具有和再热器基础22相对滑动的能力，其一端42与汽轮机基础18牢牢固定在一起，另一端则从汽轮机基础18处伸过来后悬搭在再热器基础22上，再热器支脚38则通过粘弹性减震器44与之相连。从图4可以看到，每个减震器44都有一个与再热器支脚38相连的内圆柱体44a和包围着它的外圆柱形环腔44b，外圆柱形环腔里的其余空间充填了沥青一类的粘弹性物质。减震器44和滑板副28的联合，将允许再热器20因管路24和26的热伸缩引起的少量位移，但是由地震引起的强作用力将被减震器吸收。也就是说，粘弹性减震器在这里被用来作为使任何方向上的缓慢位移成为可能，而对于任何突发力的影响具有极大的阻力的机构。
由此可见，跨接管路24和26的热膨胀可以由再热器20的浮动支撑系统来补偿，而管系所需柔性元件可以大大减少。由于管系的热膨胀是一个缓慢的过程，对此粘弹性减震器不会产生什么反作用力，这就使得再热器管系可能达到某个热平衡位置。在地震情况下，由于地震负荷的突发性，粘弹性减震器44则表现得象一个刚性元件。汽轮机基础18的任何水平方向的位移，将通过平板物件40带动再热器20，这样对管路24和26而言，各个端点都没有任何相对位移，也就是说不承受任何地震施加的载荷。
虽然本发明提出的防护结构不能防止再热器和汽轮机基础18在地震时出现的、在垂直于地表方向的相对位移，但这并不影响本发明的有效性。这是因为再热器基础20和汽轮机基础18在竖直方向上比其水平方向更为稳固，地震波在这个方向上引起的任何位移都小到很容易被连接管系24和26的柔性结构所吸收。
因此，本发明确实提供了一个保护汽轮机组的管路系统免受地震附加载荷作用的有效安装方案，从而防止了对设备和人身的伤害。
权利要求
1.汽轮机组系统，具有防地震设施，可以保护如下一类的机组各部件间的连接管路系统，这类机组至少包括一台安装在它的基本固定的基础上的汽轮机，一套借助于选择性随动支架结构安装在离开汽轮机基础有一定距离的基本固定的辅助基础上的机组辅助设备，以及供工质在上述蒸汽轮机和辅助设备之间流通的连接管路及附件，这种装置的特点是安装上述辅助设备的支架结构包含有允许辅助设备与其基础之间在水平方向上作相对移动以适应温度变化引起的管系伸缩的装置，同时还有能防止它们在地震载荷作用下相对移动的装置。
2.在权项1中述及的装置，其特点是所述的至少一台汽轮机是包括一台高压汽轮机和一台低压汽轮机两部分，述及的机组辅助设备是一台水分离一再热器，述及的管系包括把蒸汽由前述高压汽轮机引向再热器的下跨接管和把蒸汽由再热器引向低压汽轮机的上跨接管。
3.在权项1或权项2中述及的装置具有这样的特点，即所述及的允许辅助设备和其基础间有相对水平移动的装置，在结构上是由一些滑动平板副组成的。
4.在前三项权项的任意一项中述及的装置，还具有这样的特点，即所述及的阻止辅助设备和汽轮机基础间在地震作用下相对移动的装置，由一些粘弹性减震器组成。
5.在权项4中述及的装置具有这样的特征，即每个粘弹性减震器都由两部分组成，其中第一支撑部件与所述及的被支撑的辅助设备固定连接，其第二支撑部件则与一个支撑平板固定连接，后者的另一端从辅助设备处伸向汽轮机基础并与这个基础固定连接。
6.在权项1到5中任一项所述及的装置，其特点在于装置中包括安装有高压汽轮机和低压汽轮机的汽轮机基础;安装有再热器的再热器基础;把蒸汽由高压汽轮机送向再热器和由再热器送向低压汽轮机的下跨接管和上跨接管，装于再热器和它的基础之间的一些滑动平板副，使它们之间可能实现在水平面内的相对移动;一些支撑板，其一端与汽轮机基础固接在一起，另一端则水平地伸到再热器附近;多个粘弹性减震器，设置在这些支撑板和上面提及的再热器之间。
7.在权项6中提及的装置，特点是与上述再热器连系在一起的那些支撑板和再热器基础之间没有固接在一起。
专利摘要
对于一个由汽轮机和辅助设备(例如再热器)以及连接管路系统组成的汽轮机组，在地震发生的情况下，汽轮机的和再热器的基础会产生不同的位移。汽轮机如往常一样安装在其自身基础上，而再热器则借助于一常年润滑的滑板结构组成的浮动支撑安装在辅助基础上，这种防护结构还在再热器和结构钢板之间的若干位置上应用了一些粘弹性减震器。
文档编号F01D13/00GK85106813SQ85106813
公开日1987年3月11日 申请日期1985年9月10日
发明者约瑟夫·帕恩科维基 申请人:西屋电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan