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Stützlager vs. Axiallager

 

1. Stützlager und ihre Funktion

Stützlagersind ein wichtiger Bestandteil einer Dampfturbine. Das Hauptlager wird auch Radiallager genannt.

Seine Funktion besteht darin, das gesamte Gewicht des Rotors und die durch die Rotormassenunwucht verursachte Zentrifugalkraft zu tragen und die korrekte radiale Position des Rotors im Zylinder zu bestimmen. Da jedes Lager hohen Belastungen standhalten muss und sich der Wellenzapfen mit hohen Drehzahlen dreht, verwenden die Lager einer Dampfturbine Gleitlager, die auf dem Prinzip der Flüssigkeitsschmierung basieren. Zwischen Wellenzapfen und Lager bildet sich ein unter Druck stehender Schmierölfilm, der durch Reibung den sicheren und stabilen Betrieb der Dampfturbine gewährleistet.

 

Es gibt vier Haupttypen von Dampfturbinen-Hauptlagern: zylindrische Lagerschalen, elliptische Lagerschalen, Drei-Öl-Keillager und Kippsegmentlager.

 

2. Funktion vonAxiallager

Die Funktion eines Axiallagers besteht darin, dem axialen Schub des Rotors während des Betriebs standzuhalten und die axiale relative Position des Turbinenrotors und des Zylinders zu bestimmen und aufrechtzuerhalten.

 

Axiallager können als unabhängige Einheiten oder zusammen mit Stützlagern zu einer einzigen Einheit, einem sogenannten kombinierten (Axial-Stütz-Kombinations-)Lager, ausgeführt sein.

Strukturell können sie mehrsegmentig oder sektorförmig sein; derzeit ist das sektorförmige Lager am weitesten verbreitet. Zu seinen Hauptkomponenten gehören Arbeitssegmente, Nichtarbeitssegmente, Ausgleichsscheiben und Befestigungsringe.

 

Auf beiden Seiten der Druckscheibe sind zehn bis zwölf Arbeits- und Nichtarbeitsplatten angebracht. Jede Platte ist auf einem Befestigungsring montiert; die Arbeitsplatten nehmen den axialen Vorwärtsschub des Rotors auf, die Nichtarbeitsplatten den axialen Rückwärtsschub.

 

Die nicht arbeitenden Gleitlager des Axiallagers nehmen normalerweise keine Schubkräfte auf. Bei einem plötzlichen Abfall der Turbinenlast, beispielsweise bei einer Lastabwurfphase, kann die Turbine jedoch einen axialen Schub entgegen der Luftströmungsrichtung erfahren. In diesem Fall tragen die nicht arbeitenden Gleitlager durch ihren keilförmigen Ölfilm dazu bei, diesen Teil des axialen Schubs auszugleichen. Dadurch wird ein übermäßiges Vorwärtsauslenken der Turbine verhindert und Kollisionen sowie Verschleiß zwischen beweglichen und feststehenden Teilen vermieden.

 

3. TSI-Überwachungsparameter während des Dampfturbinenbetriebs

1. Lagermetalltemperatur < 105°C.

2. Temperatur des Axiallagermetalls < 100°C.

3. Betriebsflächentemperatur der Druckplatten < 100°C.

4. Temperatur der nicht arbeitenden Fläche der Druckplatten < 100°C.

5. Axiale Verschiebung < 1,2 mm und > -0,6 mm.

6. Differenzielle Ausdehnung von Hoch- und Mitteldruckzylindern < 6 mm und > -3 mm.

7. Schwingung der Lagerkappe < 0,05 mm, Schwingung des Wellensystems < 125μm.

8. Die Abweichung in der relativen Ausdehnung des linken und rechten Zylinders sollte gering sein.