Инструкция по эксплуатации турбины Т-100/110-3, страница 33

12.1.4.  Оперативный персонал должен иметь четкое представление о физических процессах, происходящих в отдельных узлах и элементах турбоустановки при пусковых операциях, поскольку возникающие в процессе термические и механические напряжения в элементах агрегата, как правило, суммируются, -  и не допускать отклонений от инструкции, помня, что пуск – это неустановившееся тепломеханическое состояние турбоустановки.

12.1.5.  Таким образом, в процессе пуска и нагружения турбины отдельные узлы и детали турбоагрегата испытывают сложнонапряженное состояние, при этом напряжения в некоторых деталях достигают очень высоких значений и зависят от разности температур по толщине прогреваемой стенки. Необходимо знать, что напряжения, при прогреве металла на внутренней и внешней поверхностях стенки-  различаются по знаку, т.е. наружная поверхность испытывает при прогреве напряжения растяжения, а внутренняя – напряжения сжатия.

12.1.6.  В наиболее тяжелых условиях, при прогреве, находится внутренняя поверхность стенки. Наличие внутреннего давления несколько уменьшает термические напряжения от сжатия, однако его влияние незначительно, так как во время прогрева турбины давление пара внутри корпуса цилиндра или паропровода – невелико. Но необходимо помнить, что эти напряжения могут резко возрасти при быстром изменении температуры, что приведет, к так называемому- тепловому удару.

12.1.7.  Из всех элементов, испытывающих термические напряжения, в наиболее тяжелых условиях находятся фланцевые соединения корпусов ЦВД турбины. Из-за большой металлоемкости они прогреваются очень медленно, вследствие чего в этих элементах наблюдаются большие разности температур. К максимальным термическим напряжениям, которые имеют место на внутренней поверхности фланцев, т.е. напряжения сжатия, прибавляются напряжения от затяжки шпилек и разности температур между фланцами и шпильками.

12.1.8.  Поскольку между верхним фланцем и шпилькой имеется воздушный зазор, а в резьбовом соединении шпильки с нижним фланцем – термическое сопротивление, то разность температур между шпилькой и фланцем может достигнуть больших значений и составлять несколько десятков градусов. Для уменьшения температурного перепада по ширине фланца – прогрев корпуса ЦВД турбины должен проводится со скоростью значительно меньшей, чем скорость прогрева трубопровода и других элементов турбины.

12.1.9.  Наряду с корпусом значительные термические напряжения при неустановившемся режиме испытывает и ротор. В процессе прогрева тепловой поток направлен от периферийных волокон ротора к его центру ( при охлаждении – в обратном направлении). Возникающая при этом разность температур приводит к появлению термических напряжений в металле ротора, которые достигают больших значений при резких изменениях температур.

12.1.10.  Наличие на поверхности ротора концентраторов напряжений может привести к образованию трещин вследствие малоцикловой усталости металла. Такими концентраторами напряжений являются термокомпенсационные канавки в области лабиринтных уплотнений. Эти канавки выточены на валу для того, чтобы предохранить ротор от прогиба в случае задеваний в лабиринтных уплотнениях, т.к. тепло, выделяемое при этом, локализируется на узком участке канавки и, температурные деформации не выходят за пределы участка вала, ограниченного двумя канавками.

12.1.11.  Следствием термически неустановившегося состояния является также появление разности температур верха и низа корпуса ЦВД турбины при ее останове, а также при пуске вследствие скопления конденсата в нижних точках корпуса при неудовлетворительной работе дренажей. Это обстоятельство приводит к выгибу корпуса вверх, который приводит к уменьшению нижних радиальных зазоров в уплотнениях диафрагм и надбандажных уплотнениях, что может явиться причиной задеваний ротора о статор при вращении, а также задевание ротора о гребни уплотнений, приводящих к местному перегреву вала и его термический прогиб.