船用汽轮循环泵的改进设计
1 前言
船用汽轮循环泵主要由汽轮机、减速器和循环泵三大部件组成。汽轮机联带减速器驱动循环水泵工作，将船外的海水吸入主冷凝器和主机滑油冷却器使工质冷却。另外，当机炉舱破损漏水时，该泵作为应急排水泵，将船舱内的积水排出船外。
汽轮机由转子和壳体组成，转子安装有叶片、减速器小齿轮及向各轴承提供润滑油的齿轮油泵等部件。壳体上装有喷嘴箱、速关阀、**辅助阀、第二辅助阀、隔板、汽轮机密封装置、支持轴承和止推轴承等。
减速器亦由转子和壳体组成，转子安装有减速器大齿轮、测速装置、支持轴承和止推轴承等部件。壳体还安装有滑油冷却器等部件。
循环泵仍由转子和壳体组成，转子上安装有泵轮(即工作轮)、橡胶支持轴承等部件。为了检修方便，壳体由两半组成，垂直中分面用螺栓固定，壳体包括泵壳、**半导向器、第二半导向器、泵盖、进水部分等部件。
2 改进设计的提出
2.1 原汽轮循环泵的汽轮机调速由速关阀控制一个喷嘴，**辅助阀控制两个喷嘴，通过这两阀可以完成泵的各运行工况。第二辅助阀控制三个喷嘴，用于超负荷或当汽轮机蒸汽参数降低时打开使用，也可将它作为备用阀。由于上述三阀都是手动阀，因而不仅工作量大，而且还难以实现自动控制。为了解决该问题，将速关阀改为自控阀，增加调节阀的作用，另两阀不改。经过运行发现该项措施仍存在两个问题：一是速关阀口径较大，在小开度状态下，很容易自动关死;二是对阀门的控制较分散，当船在倒车时，要手动开启一个辅助阀进行控制，这样就不能完全实现正、倒车的自动控制，所以还需要再进一步改进。
2.2 原泵上的冷油器换热管容易破损，在接头处易脱开。
2.3 原循环泵的两个滑动轴承为橡胶轴承。由于加工工艺落后，橡胶与铜铸件粘接性能差，制造中成品率极低，这需要改进设计。
2.4 原汽轮机上端支持轴承存在供油量不足的情况，供油性能有待在改进设计中得到改善。
2.5 根据设备研制任务书所述：该泵在轴系转速为260r/min时，发现一横向振动共振峰值，而在其转速下，同时发现泵轴振动较强烈，使该泵难以正常工作，这需要在改进设计中找出原因，予以解决。
2.6 为提高运行性能，增加了电动油泵，在机组启动时和停机后使用。
2.7 另外，对某些部件的加工工艺需要改进，以进一步提高汽轮循环泵的运行性能。
3 改进设计
3.1 电动调节阀的改进设计
首先改进设计了喷嘴箱，使原速关阀不再直接控制喷嘴，只起主汽阀和速关阀的作用，它能手动开关和自动、手动速关，取消了其调速功能;原速关阀控制的一个喷嘴和**辅助阀控制的两个喷嘴由新设计的电动调节阀控制。原第二辅助阀仍然保留，称为辅助阀，作用不变。
新设计的电动调节阀由电动执行机构驱动，通过变速齿轮减速，由大小阀组合的阀门的阀杆作水平方向移动，使阀门开闭，起到调节汽轮机的进汽量的作用。在小开度进汽时，小阀优越的调控能力得以充分发挥。电动执行机构设有就地手轮，可以就地手动控制电动调节阀，还设有电控箱，可以远距离电控电动调节阀，也可以通过集控室的微机对电动调节阀进行自动控制。该电动调节阀的调控功能可完全满足主汽轮机组正、倒车各工况的要求，因此汽轮循环泵实现了启动、运行和停机的自动化。
3.2 冷油器换热管问题的解决
首先对冷油器换热管容易破损的原因进行了分析，认为主要原因是由于B30管在生产加工、安装过程及运输过程中与其它零部件磨擦、撞击、碰伤，在安装后运行中与海水长期接触，海水的污染物会滞留在被损伤的凹痕里，在海水的作用下形成电化学腐蚀，使B30管的损伤处越来越薄，以至*后破裂。因此制订了具体要求，即要求制造厂按技术要求进行生产、安装和运输，尽量避免此类事情发生。
冷油器换热管的接头易脱开，经分析是胀管的质量问题。经大量严格的试验及计算将胀管力控制在一定的范围内，使胀管既能做到密封，又不使接头处脱开，使管子保持在原强度范围内，不致胀裂。
3.3 橡胶轴承问题的解决
原泵橡胶轴瓦的铜铸件采用普通浇铸，容易产生缺陷，合格率低;橡胶与铜铸件的粘接技术不过关，容易产生橡胶在铜铸件上的剥离，在产品检查时，合格率低于50%。改进后铜铸件采用离心浇铸，铸件的晶粒细，排列紧密，所有铸件均一次铸浇合格，因此，提高了铸件质量。橡胶与铜铸件的粘接也采用现代工艺配方及科学有效的生产管理，生产橡胶轴瓦的合格率提高到90%以上。
原下端橡胶轴瓦水室的半径为R3，现改为R8，冷却水通流面积增加1.4167倍;原上端橡胶轴瓦水室半径为R5，现改为R10，冷却水通流面积增加1.28倍，这样使橡胶轴瓦有更多的冷却水进行冷却、润滑，避免被轴粘牢。
3.4 润滑油供应不足问题的解决
对齿轮油泵的供油量及各轴承和齿轮传动的耗油量逐项进行了计算，计算结果表明齿轮油泵的供油量正常。汽轮机上端轴承由于供油量不足而使轴承油温偏高，是因轴承离油泵较远，油管的通流面积偏小，导致管路损失增加所造成的，因此将上端轴承供油油管的直径由Φ16改为Φ19。在试航中，上端轴承油温始终处于正常范围内。
3.5 振动问题的解决
经计算，汽轮机转子的一阶临界转速是13
