Фундамент под паротурбинную установку

Подготовка фундамента к монтажу паровой турбины на электростанции

Фундаменты сооружаются под основное и вспомогательное оборудование, а также под технологические металлические конструкции. В зависимости от конструкции крепления паровой турбины и генератора фундаменты турбоагрегата сооружаются в двух исполнениях: приспособленными для установки фундаментных рам с помощью парных клиньев непосредственно на бетон, с залитыми в фундамент закладными плитами , на которые ставятся постоянные подкладки фундаментных рам. Фундамент первого вида сооружается под монтаж турбин, выпускаемых ПОТ ХТЗ, ПО «Невский завод» и КТЗ; второго — под турбины ПОТ ЛМЗ и ПО «Турбомоторный завод» и под монтаж некоторых конструкций генераторов.

Подготовка фундамента для установки турбоагрегата на парные клинья заключается в следующем. По шаблону размечаются участки фундамента, на которых будут при монтаже размещены парные клинья. Каждая сторона периметра, размеченного под обработку участка, должна отстоять от контура основания парного клина на 25—30 мм. Зубилом пневматического инструмента на отмеченной поверхности устраняются неровности, после чего поверхность притирается стальными плитками до плотного прилегания основания клина. Отступление от горизонтальности поверхностей должно находиться в пределах 3—5 делений при контроле уровнем «Геологоразведка».

Процесс подготовки площадок под парные клинья при сооружении фундамента упрощается, если до начала схватывания бетона на его поверхность в заданных участках накладываются стальные плитки с плоскопараллельными поверхностями. Положение наружных поверхностей плиток проверяется по нивелиру и уровню. После удаления плиток с затвердевающего бетона под ними окажется гладкая поверхность.

По условиям, определяемым процессом монтажа паровой турбины, опорные поверхности закладных плит в конструкциях фундамента с закладными плитами должны иметь уклон, определяемый 40—50 делениями шкалы уровня «Геологоразведка» в сторону, откуда будут помещены постоянные подкладки. В перпендикулярном обозначенному положении поверхность закладных плит не должна иметь уклоны, и отклонение от этого условия допускается в пределах 3—5 делений шкалы упомянутого уровня.

Закладные плиты, помещаемые под фундаментные рамы среднего и переднего подшипников, а также под фундаментные рамы цилиндра высокого давления (ЦВД), цилиндра среднего давления (ЦСД) и цилиндра низкого давления (ЦНД) турбин, устанавливаются группой с помощью приспособления, которое представляет собой вспомогательную раму.

Перед установкой закладных плит вспомогательная рама должна быть повернута вверх базами и прижимами. В соответствии с чертежом установки плит каждая из закладных плит укладывается на прокладку рамы так, что часть, которая впоследствии будет помещена в бетон, при установке была бы обращена вверх. Затем закладные плиты закрепляются прижимами на вспомогательной раме, и рама поворачивается в положение, соответствующее установке закладных плит на фундаменте (рис. 19.1). Положение вспомогательной рамы выверяется по осям и уклону. Положение уровня при установке показано на рисунке.

Рис. 19.1. Установка закладных плит с помощью вспомогательной рамы: 1 — закладная плита; 2 — планка; 3 — вспомогательная рама; 4 — уровень; 5 — планка.

В установленном положении вспомогательная рама прихватывается электросваркой к каркасу и арматуре фундамента. После закрепления вспомогательной рамы окончательно проверяют уклоны закладных плит. Закладные плиты также привариваются через вставки-куски обычного проката из арматурной стали — к арматуре и каркасу фундамента. В таком зафиксированном положении закладные плиты заливаются цементным раствором. Через установленный период выдержки, обычно составляющий 7—10 дней, места прихватки вспомогательной рамы срезаются ацетилено-кислородным пламенем и рама снимается.

Последующим контролем определяется качество заливки закладных плит. Нормальное схватывание залитого бетона определяется обстукиванием плиты молотком. При некачественном результате заливки плита в процессе обстукивания будет издавать характерный дребезжащий звук. В этом случае плита вырубается, и после повторной выверки положения только этой плиты относительно других она заливается вновь. По краям плиты проверяется качество заливки, и во избежание возможных пустот производится контрольная подрубка.

Следующий этап контроля заключается в проверке уклонов опорных поверхностей закладных плит. Они должны находиться в пределах установленных и приведенных выше значений.

Фундамент с закладными плитами в целом должен соответствовать техническим требованиям по прочности, монолитности бетона; по соответствию элементов и всего фундамента размерам и допускам чертежей на фундамент и на его расположение в машинном зале.

Прочность бетона определяется лабораторными испытаниями образцов, залитых во время бетонирования фундамента. Бетон фундамента после выстаивания представлять должен плотную монолитную массу. В нем не должно быть пустот, трещин, выкрашиваний, отслоений и обнаженной арматуры.

Отклонение осей фундамента, а также опорных конструкций от осей колонн зала машинного не должно быть больше 50 мм. Допускаются отклонения в пределах до 10 мм от номинальных размеров чертежей габаритных размеров колонн и ригелей фундамента, а также расположения опор под конденсатор и масляный бак. Положение мест под фундаментные рамы или положение закладных плит относительно осей установки турбоагрегата и по высоте должно соответствовать чертежу с отступлением от номинальных размеров в пределах до 5 мм. Расположение колодцев под фундаментные шпильки относительно осей фундамента не должно иметь отступлений, превышающих 5 мм. При этом отклонения по форме, глубине и по вертикальности стенок не должны нарушать условие, что расстояние от образующей стержня вертикально установленной фундаментной шпильки до любого участка стенок колодца будет не менее диаметра шпильки.

Нанесение основных осей фундамента показано ниже на примере монтажа турбоагрегата с двумя конденсаторами (рис. 19.2).

Рис. 19.2. Разметка осей фундамента с помощью струны.

За основные на фундаменте принимаются продольная ось А—А турбоагрегата (рис. 19.2, а) и поперечная ось В—В — ось конденсаторной группы (поперечная ось ЦНД). Через Б—Б и Д—Д обозначают соответственно оси переднего и заднего конденсаторов, а Г—Г — поперечную ось генератора.

Определение положения продольной оси и ее нанесение при помощи струны осуществляется в следующем чередовании переходов. Стойки 1 и 4 приспособления для натяжения струны устанавливаются одна со стороны генератора, а другая со стороны переднего подшипника турбины так, как это показано на рис. 19.2, б. Действительная продольная ось фундамента определяется после установки на приспособлении струны 5, натянутой грузом 2, помещенным на свободный перекинутый через блок ее конец. При этом на поверхности фундамента отмечаются краской или мелом середины межцентровых расстояний парных колодцев. При помощи отвесов, спущенных со стороны, положение оси уточняется по этим меткам. Определенное таким образом положение оси оформляется нанесением керном меток на металлических элементах фундамента.

Размеченная продольная ось используется не только для контроля элементов фундамента, но и при выверке положения оптической оси при центровке цилиндров и корпусов подшипников с помощью зрительной трубы. Натянутая струна используется и непосредственно при центровке паровых турбин в тех случаях, когда центровка производится по струне.

Поперечная струна 3 в данном случае используется только для проверки фундамента и для предварительной выверки положения конденсатора. Струна с соответствующим натяжением крепится за скобы 6, приваренные к обнаженной арматуре или обрамляющему уголку конструкции ригеля.

Продольные и поперечные струны должны быть взаимно перпендикулярны.

Линейные размеры фундамента проверяются рулеткой и линейкой, горизонтальность или уклон закладных плит — уровнем, а высотное относительное расположение опорных поверхностей закладных плит — нивелиром. Проверку вертикальности расположения стенок колодцев осуществляют отвесом.

Взаимное высотное расположение поверхностей фундамента паровой турбины К-200-130 приведено на рис. 19.3.

Если уровень пола принять за отметку 0,000, то опорные поверхности закладных плит и уровень пола колодца под конденсатор обозначатся, как это показано на рисунке, отрицательными значениями проектных отметок.

Рис. 19.3. Взаимное расположение поверхностей фундамента паровой турбины К-200-130: О—О — ось турбины; А — уровень пола машинного зала; Б — уровень пола конденсационного помещения; 1 — закладные плиты под фундаментную раму переднего подшипника; 2 — то же среднего подшипника; 3, 6 — закладные плиты под фундаментные рамы выхлопных частей цилиндра низкого давления; 4, 5 — то же средней части цилиндра низкого давления.

Заливка фундамента должна быть на 30—40 мм ниже проектной при установке фундаментных рам непосредственно на бетон и находиться вровень с опорной поверхностью при установке агрегата на закладные плиты.

По полученным с помощью нивелира значениям фактических отметок положения опорных поверхностей закладных плит определяются предварительно высоты подкладок под фундаментные рамы.

Источник

АГРЕГАТЫ ПАРОТУРБИННЫЕ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

ТРЕБОВАНИЯ К ФУНДАМЕНТАМ

РТМ 108.021.102-85

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министерства энергетического машиностроения от 29.10.85 № B Л-002/8579

ИСПОЛНИТЕЛИ: И.И. ОРЛОВ , канд. техн. наук; В.В. КОСТАРЕВ, канд. техн. наук; И.А. КОВАЛЕВ, канд. техн. наук; Е.Д. КОНСОН, канд. техн. наук; В.Я. КАЛЬМЕНС, канд. техн. наук; Г.С. ВИТАХОВА; А.И. СМИРНЫЙ; Е.Г. БАБСКИЙ; Р.И. ФИН KE ЛЬШТЕЙН ; С.Н. РЫБАКОВ; Г.Г. АГРАНОВСКИЙ, канд. техн. наук; В.В. ПЕРМЯКОВА, канд. техн. наук; А.В. КОЗЛОВ, канд. техн. наук

СОГЛАСОВАН с Министерством энергетики и электрификации СССР

Главный инженер ГлавНИИпроекта Г.И. КУТЮРИН

руководящиЙ технический материАЛ

АГРЕГАТЫ ПАРОТУРБИННЫЕ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

ТРЕБОВАНИЯ К ФУНДАМЕНТАМ

РТМ 108.021.102-85

Взамен РТМ 108.021.102-76

Указанием Министерства энергетического машиностроения от 29.10.85 № ВЛ-002/8679 срок введения установлен

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) распространяется на вновь проектируемые железобетонные монолитные и сборные рамные фундаменты паротурбинных энергетических агрегатов (турбоагрегатов) мощностью 100 МВт и более при частоте вращения 50 с -1 для ТЭС и АЭС.

РТМ не распространяется на фундаменты турбоагрегатов с виброизоляцией, а также на стальные фундаменты.

РТМ устанавливает требования к проектированию, приемке и контролю фундаментов, обязательные для организаций и предприятий Минэнергомаша и Минэнерго СССР.

Основные термины и определения — по ГОСТ 23269-78 , ГОСТ 24346-80 .

Определения других терминов, использованных в РТМ, приведены в справочном приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Фундамент является одним из элементов системы турбоагрегат — фундамент — основание (ТФО), определяющих ее динамическую надежность.

1.2. В связи с тем, что в настоящее время статические и динамические характеристики как отдельных элементов, так и системы ТФО в целом расчетом не могут быть определены с точностью, необходимой для практических целей, динамическая надежность системы ТФО обеспечивается путем разработки и выполнения технических требований к отдельным элементам системы.

1.3. Для обеспечения эксплуатационной надежности системы ТФО фундамент должен удовлетворять требованиям, ограничивающим статические деформации его нижней плиты и поперечных ригелей, а также динамическую податливость верхнего строения.

1.4. Соответствие фундамента настоящим техническим требованиям определяется путем приемочных испытаний и контроля в ходе промышленной эксплуатации.

1.5. На основе накапливаемых экспериментальных данных технические требования к элементам системы ТФО должны периодически пересматриваться.

2. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ

2.1. Проектирование фундамента вновь разрабатываемого турбоагрегата следует вести одновременно с проектированием турбоагрегата на стадиях эскизного проекта, технического проекта и разработки рабочей документации.

2.2. На стадии эскизного проекта по предварительному заданию предприятия — изготовителя турбоагрегата разрабатывают предварительную конструктивную схему фундамента с указанием его основных размеров и ориентировочных размеров сечений элементов.

2.3. Технический проект фундамента разрабатывают на основании взаимно согласованного эскизного проекта и задания предприятия-изготовителя турбоагрегата, которое должно содержать данные, необходимые для расчетов статических деформации, колебании, прочности и сейсмостойкости.

На этой стадии на основании выполнения указанных расчетов должна быть разработана окончательная конструктивная схема фундамента и зафиксированы сечения тех его элементов, которые влияют на компоновку и размеры элементов турбоагрегата и вспомогательного оборудования.

2.4. Рабочую документацию фундамента разрабатывают па основании технического проекта, согласованного предприятием — изготовителем турбоагрегата и утвержденного Министерством энергетики и электрификации СССР.

На этой стадии должны быть выполнены расчеты фундамента по обеспечению его несущей способности и пригодности к нормальной эксплуатации при действии статических, динамических и сейсмических нагрузок.

3. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФУНДАМЕНТОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ

3.1. Предприятия-изготовители турбоагрегатов при разработке машин, начиная с эскизных проектов, должны учитывать следующие конструктивные особенности и условия работы железобетонных рамных фундаментов.

Железобетонные рамные фундаменты проектируют в виде пространственной рамной системы, состоящей из поперечных рам, опирающихся на нижнюю плиту и связанных между собой и узлах продольными балками. Допускается установка в пролете поперечных рам средних колонн, не связанных между собой продольными балками. Установка колонн, не связанных ригелями поперечных рам, не рекомендуется.

Общую геометрическую схему и форму элементов фундамента выполняют симметричными относительно оси валопровода.

Ригели поперечных рам и продольные балки опирают на колонны, как правило, соосно; в сборных фундаментах примыкание продольной балки к ригелю поперечной рамы в его пролете допускается только в отдельных случаях при ограниченных нагрузках на балке.

Колонны проектируют прямоугольными, балки и ригели прямоугольными или тавровыми.

Отметки верха балок, ригелей и плит верхнего строения фундамента по возможности выдерживают на одном уровне.

Избегают, по возможности, эксцентричного загружения ригелей и балок, сводя до минимума величину крутящих моментов.

Стремятся уменьшить количества выемок, гнезд и скосов.

В проекте турбоустановки предусматривают мероприятия, исключающие возможность недопустимого нагрева элементов фундамента, предотвращающие их неравномерный нагрев и уменьшающие угловые и вертикальные перемещения поверхностей верхнего строения фундамента.

Температура поверхности теплоизоляции горячих элементов турбоустановки не должна превышать 45°С.

Между поверхностью теплоизоляции горячих элементов турбоустановки и элементами фундамента должен быть оставлен зазор не менее 50 мм.

Нe допускают жесткой связи элементов верхнего строения и колонн фундамента с конструкциями здания машзала и вспомогательного оборудования. Между верхним строением фундамента и полом машзала на отметке обслуживания по всему периметру оставляют зазор.

4. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ-ИЗГОТОВИТЕЛЯ ТУРБОАГРЕГАТА НА ФУНДАМЕНТ

4.1. Задание предприятия — изготовителя турбоагрегата на фундамент должно содержать следующие данные:

техническую характеристику турбоагрегата (тип, мощность, рабочая частота вращения, масса валопровода, критические частоты вращения валопровода в диапазоне от 7 до 57 Гц);

технические требования к фундаменту в соответствии с указаниями раздела 5 настоящего РТМ;

схему, координаты приложения и величины вертикальных статических нагрузок, передаваемых на фундамент от неподвижных и вращающихся частей агрегата (с указанием нагрузок от массы оборудования, изоляции и заполняющей жидкости), с указанием размеров площадок передачи нагрузок; при этом следует принимать коэффициенты перегрузки:

на нагрузки от оборудования . . . . . . . . . . . . . . . . 1,05

на нагрузки от изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,

на нагрузки от заполняющей жидкости . . . . . . . . 1,0

схему, координаты приложения и величины горизонтальных статических нагрузок и крутящих моментов, передаваемых на фундамент при термических перемещениях турбины и деформациях трубопроводов, с указанием размеров площадок передачи нагрузок; направление этих нагрузок при пуске, работе и останове агрегата, а также места фикспунктов; при этом коэффициент трения следует принимать не более 0,3, а коэффициент перегрузки равным 1,05;

схему, координаты приложения, направления и частоты вынуждающих сил, передаваемых на фундамент, с указанием размеров площадок передачи сил; величину амплитуды каждом из вынуждающих сил, учитываемых при расчете колебании фундамента и условиях нормальной эксплуатации турбоагрегата, следует принимать равной 15% статической нагрузки от массы ротора, приходящейся на рассматриваемую площадку; при определении динамических усилий в элементах фундамента при расчете на прочность коэффициент перегрузки следует принимать 5,0;

схему, координаты приложения, направления, частоту, продолжительность и величины амплитуд одновременно действующих нагрузок, передаваемых на фундамент в аварийных условиях, с указанием размеров площадок передачи; нагрузки задаются как вынуждающие центробежные силы и учитываются в расчете прочности элементов фундамента с коэффициентом перегрузки 1,0;

схему, координаты приложения, величины амплитуд и частоты нагрузок, передаваемых на фундамент при коротком замыкании генератора, с указанием размеров площадок передачи нагрузок; при этом коэффициент перегрузки следует принимать равным 1,0 (эти данные передаются разработчику рабочей документации фундамента предприятием-изготовителем генератора);

схему, координаты приложения и величины нагрузок, передаваемых на фундамент при гидравлическом испытании вакуумной системы турбины; коэффициент перегрузки от заполняющей жидкости при гидроиспытании следует принимать 1,0.

1. Величины перечисленных нагрузок должны быть заданы с погрешностью не более ±10% па стадии технического проекта и не более ±5% на стадии рабочей документации.

2. В случаях когда заказчик предъявляет требования к сейсмостойкости турбоагрегата, в состав задания следует включать схему, координаты приложения и величины нагрузок, передаваемых на фундамент от тypбоагрегата при сейсмическом воздействии, с указанием размеров площадок передачи.

4.2. В случае значительных изменений нагрузок на фундамент на стадии разработки рабочей документации по сравнению с нагрузками, указанными в задании на разработку технического проекта, при необходимости вносят изменений и размеры элементом фундамента и элементов турбоагрегата, а также в компоновку турбоустановки.

5 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ФУНДАМЕНТАМ ТУРБОАГРЕГАТОВ

5.1. Относительный прогиб нижней плиты фундамента (отношение стрелы прогиба к длине плиты) за межремонтный период, указанный в нормативно-технических документах (ПТД) на турбоагрегаты, не должен превышать;

0,0001 — при длине турбоагрегата в осях крайних подшипников не более 40 м,

0,00015 — при длине турбоагрегата в осях крайних подшипников 70 м и более

При промежуточных длинах турбоагрегата допустимая величина относительного прогиба нижней плиты находится интерполированием.

Кривая прогиба нижней плиты фундамента должна быть плавной и иметь кривизну одного знака.

Эти требования относятся к остывшему фундаменту и не учитывают колебаний температуры внешней среды. За линию, от которой ведется отсчет отметок, принимается линия фундамента перед пуском турбоагрегата в эксплуатацию после монтажа или капитального ремонта.

5.2. Допустимые статические Деформации кручения (изменение уклона верхней плоскости) ригелей поперечных рам под корпусами выносных подшипников турбины от указанных в задании на проектирование фундамента горизонтальных статических нагрузок и крутящих моментов, передаваемых на фундамент при тепловых перемещениях турбины и деформациях трубопроводов, задаются машиностроительными предприятиями в зависимости от количества подшипников на ригеле и особенностей конструкции турбины дифференцированно, но не менее 0,2 мм/м.

5.3. Модули главных коэффициентов динамической податливости элементов фундамента, не нагруженного турбоагрегатом, в местах передачи на фундамент динамических нагрузок от выносных подшипников роторов в диапазоне частот от 47 до 55 Гц в вертикальном и горизонтальном (поперечном) направлениях не должны превышать значений, указанных в таблице.

Статическая нагрузка на площадку фундамента от массы ротора, кН

Источник