CN102587698A - 高位布置汽轮发电机组支承平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高位布置汽轮发电机组支承平台系统，可以解决在满足高位布置汽轮发电机组的工艺布置以及安全稳定运行条件的同时，也可以通过计算确定汽轮发电机在正常运行及各种不利工况下对支承平台结构的振动影响，从而判断高位布置汽轮发电机组高位布置的可行性和适用性。其技术方案为：系统包括用于放置高位布置汽轮发电机组的台板、安装在台板下方的隔振系统、以及安装在地面上且用于搁置隔振系统的平台主体架构。

Description

高位布置汽轮发电机组支承平台系统

技术领域

本发明涉及一种支承平台结构布置方案，尤其涉及支承高位布置汽轮发电机组的平台系统的实现。

背景技术

高位布置汽轮发电机组的具体实现请参见中国发明申请一种新型汽轮发电机组(专利号：CN200710040128.0)。该项发明将高、低轴系错落布置，显著减小了蒸汽管道系统中昂贵的高温高压蒸汽管道的长度和管道系统的压降和散热损失，提高了机组的做功能力，还降低了再热系统的储气量和机组的调节惯性，并能使两次再热机组的经济性得以充分的体现。该项发明利用了现有的发电设备，通过双轴的布置和两次再热来提高发电效率。而其中双轴布置最重要的是将其中一轴包括汽轮机和发电机放置于高位，从而达到减少高温高压管道，提高发电效率的目的。

全新的汽轮发电机的工艺布置必定带来全新的土建结构布置，特别是汽轮发电机支承平台系统的布置，其与常规电厂区别在于：常规电厂汽轮发电机支承平台系统布置在低位，一般高度在12m～17m，一般汽轮发电机基础布置和主厂房相互脱开，并设置防震缝，通过这样的结构布置来隔断汽机基础的振动对主厂房结构的影响，同时由于低位布置，对于支承平台的刚度要求较低，汽机基座的刚度通过传统的计算方法完全可以满足汽轮发电机的安全稳定的运行要求。而本发明前提是汽轮发电机高位布置，一般布置于大于30m的高度，高位布置汽轮发电机组基础的布置对于结构的支承平台系统的布置和设计也提出了全新的要求。

图1是高位布置汽轮发电机组和常规汽轮发电机在电厂主厂房内布置位置的示意图。常规汽轮发电机10所在位置大概是高度12-17米，高位布置汽轮发电机组12所在位置大概是30-100米，直接支撑于主厂房楼层。从图1中可以看出，高位布置汽轮发电机组的支承平台系统的设计要求是完全不同的，必须对支承平台系统做全新的布置和设计，以确保高位布置汽轮发电机组的安全稳定的运行，以及减少高位汽轮机组的运行对整个支承平台的振动影响。

常规电厂的汽轮发电机一般布置在标高15m～20m范围之内，所以汽轮发电机的支承平台直接采用钢筋混凝土台板和柱整浇的自承重混凝土框架结构，同时支承平台和和主厂房主结构脱开，以避免汽轮发电机组的运行对主厂房的影响。这种结构体系刚度大且传力明确，根据传统的设计方法完全可以满足各方面的要求。而汽轮发电机采用高位布置，如仍原先的支承平台布置，可以想象一个宽度仅有12～18m搁置平台，高度有大于30m，其刚度显然不能满足高位汽轮发电基础的要求，如为此增加宽度，由于要和传统的主厂房脱开，使得这个汽机支承平台极其庞大，这样的结构是极不经济合理的。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种高位布置汽轮发电机组支承平台系统，可以解决在满足高位布置汽轮发电机组的工艺布置以及安全稳定运行条件的同时，也可以通过计算确定汽轮发电机在正常运行及各种不利工况下对支承平台结构的振动影响，从而判断高位布置汽轮发电机组高位布置的可行性和适用性。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种高位布置汽轮发电机组支承平台系统，包括用于放置高位布置汽轮发电机组的台板、安装在台板下方的隔振系统、以及安装在地面上且用于搁置隔振系统的平台主体架构。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，台板是钢筋混凝土台板。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，隔振系统包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫或者三者的任意组合。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，平台主体架构包括梁、柱及其相连的支撑和平台。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，台板、隔振系统以及平台主体架构之间是直接搁置的关系。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，台板、隔振系统以及平台主体架构之间是直接焊接的关系。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，台板通过地脚螺栓与高位布置汽轮发电机组相连。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，平台主体架构和火电厂的主厂房结构融为一体，台板位于主厂房的框架内。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，台板距离地面的高度大于30米。

根据本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的一实施例，平台主体架构为钢结构、或钢筋混凝土结构、或钢-钢筋混凝土混合结构。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统包括放置高位布置汽轮发电机组的钢筋混凝土台板，搁置钢筋混凝土台板的隔振系统，搁置隔振系统的梁、柱及其相连的支撑和平台。该结构系统是实现高位布置汽轮发电机组这一工艺布置的关键技术之一。对比现有技术，本发明完全可以满足高位布置的汽轮发电机组的安全稳定运行的要求，是未来这一高效节能的发电技术中结构方面的一项关键性技术。

附图说明

图1示出了高位布置汽轮发电机和常规汽轮发电机在电厂主厂房内布置位置的示意图。

图2示例性的示出了本发明的高位布置汽轮发电机支承平台系统的实施例的系统示意图。

图3A～3C示例性的示出了本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的实施例的局部放大的平面图和剖面图。

图4示例性的示出了本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的系统设计流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2示出了本发明的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的实施例的系统结构。请参见图2，本实施例的高位布置汽轮发电机组支承平台系统包括放置高位布置汽轮发电机组20的台板300、搁置台板300的隔振系统302、以及搁置隔振系统302的平台主体架构304。其中台板300是钢筋混凝土台板，隔振系统302包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫或这三者的任意组合，平台主体架构304包括梁、柱及其相连的支撑件和平台。台板300、隔振系统302以及平台主体架构304之间可以是直接搁置的关系，也可以是直接焊接的关系。

请同时参见图3A～3C，钢筋混凝土台板300是一块直接搁置高位布置汽轮发电机组20的钢筋混凝土厚板，并通过地脚螺栓与汽轮发电机组20紧密相连，这一厚板的作用是固定汽轮发电机组20、增加汽轮发电机组20的质量，保证汽轮发电机组20的安全稳定运行，其厚度需通过计算确定，保证下部隔振系统302的效率和作用的发挥。台板300距离地面高度大于30米。

隔振系统302是用于隔离机械振动的系统装置，包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫等各种装置或其组合。其组数、型号和布置由计算确定。通过隔振系统302的作用，一方面可以减少和基本消除由于高位布置汽轮发电机组20的转动引起的主厂房结构的振动，另一方面也可以降低由于地震作用产生的汽轮发电机组20及其钢筋混凝土台板300的位移及加速度。

搁置隔振系统302的梁、柱及其相连的支撑和平台在本发明中实际是电厂主厂房结构的一部分，图2中可以看出搁置弹簧隔振系统302的梁、柱、支撑和平台完全和主厂房结构融为一体，高位汽机搁置平台位于电厂主厂房框架内，该框架中还放置了加热器、除氧器、煤斗、输煤皮带、管道等其它工艺设备。这种融为一体的设计既支撑了高位布置汽轮发电机组台板、隔振系统，也支撑了电厂其他设备和管道。这些梁、柱及其相连的支撑和平台可以采用钢结构、钢筋混凝土结构以及其他各种结构型式，其支撑、梁、柱布置也不仅限于附图中的布置，只要满足高位布置汽轮发电机组安全稳定运行的要求以及工艺管道布置的要求。因此正是这一设备和工艺布置方式形成了高位布置汽轮发电机组支承平台系统的布置，从而发展出相应的设计计算方法。

本实施例的高位布置汽轮发电机组支承平台系统的布置和设计的要求如下。

a)支承平台系统的布置应满足工艺专业的设备、管道布置的要求，由于是高位布置汽轮发电机组，其设备和管道布置有其特殊性，也对于高位布置汽轮发电机组支承平台系统的结构布置提出了新的要求。

b)支承平台系统中钢筋混凝土台板300的外形和厚度的确定必须满足制造厂和管道布置的要求，同时台板300的质量足以锚固上部的高位布置汽轮发电机组20，同时稳定机组转子转动时产生的扰力的要求。

c)隔振系统302的布置必须满足承受高位布置汽轮发电机组20及其钢筋混凝土台板300的荷载，同时又可以有效隔振的要求，一般隔振系统302的隔振效率要求大于90～98％。

d)搁置隔振系统302的梁、柱刚度的要求，由于高位布置的汽轮发电机组20是动力基础，且和搁置于主厂房的梁柱上，为了避免耦合振动，隔振系统302布置在梁上时，梁刚度大于隔振系统302的刚度10倍以上，而柱子刚度一般也可以满足刚度要求。

e)高位布置汽轮发电机组20在动荷载作用下满足平衡质量等级，此标准一般由设备制造厂提出，若无明确规定可参照相应规范要求，本发明中提出了参考的要求和评定方法。评定方法采用在高位布置汽轮发电机组运行时扰力作用下的其轴承座的振动速度评价区域作为高位布置汽轮发电机组基础的平衡质量等级，详见下表：

表1高位布置汽轮发电机组轴承座振动速度评价区域边界推荐值

f)高位布置汽轮发电机组在地震工况下，通过支承平台系统的传递的地震力应满足制造厂提出的要求。

g)支承平台系统应有足够的水平刚度，以满足高位布置汽轮发电机组的安全稳定运行的要求，本发明也提供了参考值即高位布置汽轮发电机组搁置的最大位移应小于H/500(H为高位布置汽轮发电机组搁置高度)。

h)高位布置汽轮发电机组的位移平衡性的要求。由于采用高位布置汽轮发电机组支承平台系统支承汽轮发电机，因此高位布置汽轮发电机组及其钢筋混凝土台板不可避免的存在水平和垂直位移，而各个搁置点位移差别过大会直接影响高位布置汽轮发电机组的安全稳定的运行。因此在高位布置汽轮发电机组支承平台系统的布置和设计中必需考虑这一方面的要求。

i)人体舒适度要求。高位布置汽轮发电机组运行中对于支承平台系统会产生微量的振动，在本发明即高位布置汽轮发电机组支承平台系统的设计计算中，必须计算出这个微量振动是否满足人体舒适度要求。而这一要求在本发明中给出了参考值，建议以有效振动速度作为高位布置汽轮发电机基础周围环境振动的衡量标准，建议值如下：

表2建议振幅标准

高位布置汽轮发电机组支承平台系统的设计流程如图4所示，平台系统的设计采用如下所述的流程。

首先根据高位布置汽轮发电机组制造厂的要求确定钢筋混凝土台板的外形和尺寸，其次，汽轮发电基础的质量平衡等级、地震力的情况以及隔振效率的要求，通过计算确定钢筋混凝土台板的厚度并选定隔振系统的刚度、阻尼等参数。然后根据相关工艺的设备、管道布置的要求，以及高位布置汽轮发电机组的位移平衡性的要求、水平刚度等要求，初步确定高位布置汽轮发电机组支承平台系统的梁、柱及其相连的支撑、平台的布置。在弹簧布置、参数及平台支承平台系统的梁、柱及其相连的支撑、平台的布置初步确定的基础上，根据刚度的要求计算得出相应的梁尺寸。若此梁尺寸过大，影响工艺专业布置管道，则重新选取平台布置方案，再通过梁刚度计算确定梁尺寸。如此循环计算，得出支承梁的尺寸。然后输入整个主厂房的设备及其它相关荷载，再根据高位布置汽轮发电机组的位移平衡性的要求、水平刚度的要求、质量平衡等级的要求、人体舒适度要求、隔振效率的要求作整体验算如，哪项不满足必须重新布置高位布置汽轮发电机组支承平台系统，如此循环，直至得到同时满足工艺布置及上述各项要求的支承平台系统的布置为止。至此，高位布置汽轮发电机组支承平台系统基本选定。最后再对整个高位布置汽轮发电机组支承平台系统进行优化设计，如平台现浇混凝土板厚度调整，梁柱及支撑截面的优化等，使支承平台系统平台受力更加合理，在优化后，重新进行验算。

上述实施例的提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改和变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的全新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，包括用于放置高位布置汽轮发电机组的台板、安装在台板下方的隔振系统、以及安装在地面上且用于搁置隔振系统的平台主体架构。

2.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，台板是钢筋混凝土台板。

3.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，隔振系统包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫或者三者的任意组合。

4.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，平台主体架构包括梁、柱及其相连的支撑和平台。

5.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，台板、隔振系统以及平台主体架构之间是直接搁置的关系。

6.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，台板、隔振系统以及平台主体架构之间是直接焊接的关系。

7.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，台板通过地脚螺栓与高位布置汽轮发电机组相连。

8.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，平台主体架构和火电厂的主厂房结构融为一体，台板位于主厂房的框架内。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，台板距离地面的高度大于30米。

10.根据权利要求1所述的高位布置汽轮发电机组支承平台系统，其特征在于，平台主体架构为钢结构、或钢筋混凝土结构、或钢-钢筋混凝土混合结构。

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