CN103148316B - 二次再热汽轮发电机组的基座支承系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次再热汽轮发电机组的基座支承系统，包括支架结构、搁置在所述支架结构之上的隔振系统和搁置在所述隔振系统之上的钢筋混凝土台板，所述台板用于支承所述二次再热汽轮发电机组。该支承系统使得立柱的布置更为灵活，结构受力更加明确可靠，基座的动力性能以及高度位置具有可调整性，并且避免了柱体受到机组振动的影响。

Description

二次再热汽轮发电机组的基座支承系统

技术领域

本发明涉及一种汽轮发电机组支承系统，具体涉及一种二次再热汽轮发电机组的基座支承系统。

背景技术

所谓再热，即蒸汽中间再过热，就是将汽轮机（高压部分）内膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出，进入到锅炉的再热器中再次加热，然后回到汽轮机（低压部分）内继续做功。经过再热以后，蒸汽膨胀终了的干度有明显地提高。再热又分为一次再热和二次再热。与一次再热汽轮发电机组相比，二次再热汽轮发电机组增加了一次再热，蒸汽平均吸热温度更高，做功效率更高，机组更节能。

相对于常规的一次再热机组，二次再热的汽轮发电机组增加一个中压缸，使得基座支承系统中台板和立柱的布置更加困难，要求更高。常规支承方式为框架式汽轮发电机基座，框架式基座支承系统的缺点在于：

1、因为框架式基础梁柱要对齐，而由于二次再热机组增加了一个中压缸，凝汽器的尺寸也较大，二次再热机组的基座的立柱和梁很难全部对齐，因此框架式的基础受力很不合理。

2、框架式为钢筋混凝土的结构，一旦浇筑就很难改变，因此整个基座的动力性能很难调整和改变，同时高度位置均不能改变。

3、立柱尺寸受到二次再热管道和设备的布置的限制，立柱长细比较大，框架式基础要承受汽机转子振动的影响，立柱可能产生较为明显的振动，长期振动对立柱很不利。

4、框架式基础在局部范围内会有接近50hz的自振频率，会在该区域产生共振，如该区域出现在重要区域会对机组的运行和管道的支吊产生影响。

5、框架式基础柱子较多，不利于二次再热机组的设备和管道的布置。

鉴于上述问题，设计建造新的安全可靠基座支承系统是保证二次再热汽轮发电机组正常运转的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种二次再热汽轮发电机组的基座支承系统。该支承系统使得立柱的布置更为灵活，结构受力更加明确可靠，基座的动力性能以及高度位置具有可调整性，并且避免了柱体受到机组振动的影响。

本发明提供了一种二次再热汽轮发电机组的基座支承系统，所述基座支承系统包括：

支架结构；

搁置在所述支架结构之上的隔振系统；和

搁置在所述隔振系统之上的钢筋混凝土台板，所述台板用于直接支承二次再热汽轮发电机组。

在另一优选例中，所述的二次再热汽轮发电机组包括：

二次再热汽机机组，所述二次再热汽机机组包括：高压缸、第一中压缸、第二中压缸、第一低压缸、第二低压缸、凝汽器；和

发电机组，所述发电机组包括：发电机和励磁机。

在另一优选例中，所述钢筋混凝土台板还包括台板横梁。

在另一优选例中，所述的支架结构包括：立柱、固定于所述立柱的支架横梁、以及与所述支架结构相连的平台。

在另一优选例中，所述台板横梁与所述立柱错位排列。

在另一优选例中，所述支架结构不设有位于高压缸和第一中压缸之间的立柱。

在另一优选例中，所述基座支承系统的局部区域不与所述二次再热汽轮发电机组产生共振。

在另一优选例中，所述钢筋混凝土台板的厚度为2000mm－4000mm。

在另一优选例中，所述钢筋混凝土台板还包括位于台板顶部或顶面的预埋件和/或地脚螺栓，所述预埋件和地脚螺栓用于固定所述二次再热汽轮发电机组。

在另一优选例中，所述的隔振系统包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫、或其组合。

在另一优选例中，所述的二次再热汽轮发电机组为600Mw以上超超临界汽轮发电机组。

在另一优选例中，所述二次再热汽轮发电机组由7根转子和9个轴承的单支点轴系组成，其中发电机组由5根转子和6个轴承组成单支点轴系组成。

在另一优选例中，二次再热汽机机组和发电机的轴承下部设有轴承座，并且所述台板横梁位于二次再热汽机机组和发电机的轴承座之下，用于支承轴承座。

在另一优选例中，所述钢筋混凝土台板包括：

第一台板区，所述第一台板区用于支承所述的高压缸、第一中压缸和第二中压缸；

第二台板区，所述第二台板区用于支承所述的第一低压缸和第二低压缸；和

第三台板区，所述第三台板区用于支承所述的发电机和励磁机。

并且，所述钢筋混凝土台板是整体的。

在另一优选例中，所述第一台板区的厚度、第二台板区的厚度以及第三台板区的厚度被设成使得(a)所支承的高压缸、中压缸的轴系，(b)所支承的低压缸的轴系与（c）所支承的发电机的轴系处于处于同一水平面。

在另一优选例中，所述支架结构固定于独立基础或者筏板基础之上。

在另一优选例中，所述隔振系统搁置在所述立柱的顶部。

在另一优选例中，所述隔振系统搁置在所述支架横梁的上部。

在另一优选例中，所述支架结构的立柱可以与支架横梁相连接或不连接。

在另一优选例中，部分所述立柱为直接支承在基础上、未与支架横梁连接的独立柱子。

在另一优选例中，所述的支架结构为钢结构、钢筋混凝土结构或钢-钢筋混凝土混合结构。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为现有技术框架式二次再热汽轮发电机组的基座支承系统剖面结构示意图。

图2为本发明实施例的二次再热汽轮发电机组的基座支承系统剖面结构示意图。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入地研究，开发了一种二次再热汽轮发电机组的基座支承系统。该支承系统包括台板、隔振系统和支架结构，二次再热汽轮发电机组安装于所述支承系统之上，不仅能满足机组正常运行的要求，而且支架中立柱与台板横梁无需对齐，位于高压缸和第一中压缸之间的立柱可以取消，大大方便二次再热汽轮发电机组的管道的布置，并且避免了柱体受到机组振动的影响。在此基础上，完成了本发明。

如本文所用，所述“基座支承系统”是指用于支承二次再热汽轮发电机组的基座，在正常运行条件下能够保证机组的平稳运行，减少或消除由于二次再热汽轮发电机组的转动引起的基础结构的振动。

二次再热汽轮发电机组的基座支承系统

本发明的基座支承系统包括：

支架结构，搁置在所述支架结构之上的隔振系统，以及用于支承二次再热汽轮发电机组且搁置在所述隔振系统之上的钢筋混凝土台板。

所述的台板还包括台板横梁。

本发明可用于支承600Mw及以上二次再热超超临界汽轮发电机组机组，机组本体重量为1000-3000吨。

二次再热汽轮发电机组主要包括二次再热汽机机组和发电机组，其中，所述二次再热汽机机组包括：

一个高压缸、第一中压缸、第二中压缸，所述高压缸、第一中压缸和第二中压缸为落地轴承；和

第一低压缸、第二低压缸、凝汽器，所述第一低压缸和第二低压缸为落地轴承，其包括外缸和内缸，所述内缸安装在凝汽器的上部，外缸安装在所述台板横梁上，凝汽器底部设有水平可滑动支座，所述支座支承于所述台板上；

所述发电机组包括：发电机和励磁机；所述发电机为端盖轴承，

所述二次再热汽轮发电机组由7根转子和9个轴承单支点轴系组成，其中发电机组由5根转子和6个轴承组成。所述二次再热汽机机组和发电机的轴承下部设有轴承座。所述轴承座支承于所述台板横梁之上。

本发明的钢筋混凝土台板是一整块用于直接搁置二次再热汽轮发电机组的钢筋混凝土厚板，通过地脚螺栓与二次再热汽轮发电机组紧密相连。台板的厚度一般为2000－4000mm。该钢筋混凝土台板的作用是固定二次再热汽轮发电机组、增加二次再热汽轮发电机组的质量，保证二次再热汽轮发电机组的安全稳定运行。

所述的钢筋混凝土台板包括：用于支承所述高压缸、两个中压缸的第一台板区，用于支承所述的两个低压缸的第二台板区，以及用于支承所述的发电机和励磁机的第三台板区。各台板区的厚度可以通过计算确定，以保证下部隔振系统的效率和作用的发挥。

所述第一台板区的厚度一般为2000-3000mm，较佳地为2200-2500mm，第二台板区的厚度一般为2000-4000mm，较佳地为2500-3000mm；第三台板区的厚度一般为3000-4000mm，较佳地为3000-3500mm；台板的尺寸为通常为600-800平方米。台板的形状和尺寸也可以根据设计分析结果进行优化调整。

第一台板区的厚度、第二台板区的厚度以及第三台板区的厚度被设成使得(a)所支承的高压缸、中压缸的轴系，(b)所支承的低压缸的轴系与（c）所支承的发电机的轴系处于同一水平面。

由于框架式基座支承系统随机组运行时，会在局部范围内会产生接近50hz的自振频率，容易产生共振，如果该局部范围区域出现在机组的重要部位，则会对机组的运行和管道的支吊产生影响。此外，由于立柱的尺寸受到二次再热管道和设备的布置的限制，立柱长而细，常规的框架式基础要承受汽轮发电机组转子振动的影响，立柱可能产生较为明显的振动，长期振动对立柱是很不利的。本发明的基座支承系统可以通过调整弹簧的刚度，使支承机组重要部位的基座支承系统的自振频率远离50hz，避免该支承区域与机组重要部位产生共振，避免了对管道支吊产生影响，保证二次再热机组的安全稳定的运行。

隔振系统包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫、或其组合，其组数、型号和布置由计算确定。优选地是弹簧器。所述弹簧器包括但不限于：圆柱形螺旋钢弹簧，方形弹簧，优选地是圆柱形螺旋钢弹簧。弹簧的垂直刚度一般为50kN/mm-250kN/mm，水平刚度一般为5kN/mm-50kN/mm。

支架结构包括立柱、固定于立柱的支架横梁、以及与支架结构相连的平台。支架结构根据具体施工环境，可安装于独立基础或者筏板基础上，不仅可以通过隔振系统支承二次再热汽轮发电机组台板，同时也可以支承电厂其他设备和管道，支架结构的立柱可以与支架横梁相连接或不连接，部分立柱为直接支承在基础上、未与支架横梁连接的独立柱子。

支架结构可以为钢结构、钢筋混凝土结构或钢-钢筋混凝土混合结构。

隔振系统直接搁置于支架立柱的顶部或支架横梁的上部，钢筋混凝土台板直接搁置于隔振系统之上，水平力通过各自之间的摩擦力承受。

二次再热汽轮发电机组由于增加了一个中压缸，凝汽器的尺寸也较大，机组基座支承系统中立柱和梁很难全部对齐，若采用框架式支承结构支承二次再热汽轮发电机组，支承结构的梁和柱需要对齐，这种情况的受力很不合理，而本发明的支承结构的台板通过隔振系统搁置于支架结构的立柱和横梁上，因此台板横梁和立柱不需要对齐，并且支架结构中的位于高压缸和第一中压缸之间的立柱可以取消，立柱布置灵活，大大方便二次再热汽轮发电机组的管道的布置。

二次再热汽轮发电机组的一部分或全部被所述基座支承系统所支承。

本发明二次再热汽轮发电机组的基座支承系统的一个优选的设计流程如下：

首先根据二次再热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，以及二次再热汽轮发电机组的位移平衡性的要求、水平刚度等要求，初步确定二次再热汽轮发电机组基座支承系统的梁、柱及其相连的管道、设备的布置。在弹簧布置、参数及支架结构的梁、柱及其相连的管道、设备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，则重新选取支承系统布置方案，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。然后输入设备及其它相关荷载，再根据二次再热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作整体验算，例如，哪项不满足必须重新布置二次再热汽轮发电机组支承系统，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系统的布置为止。至此，二次再热汽轮发电机组支承系统基本选定。最后再对整个二次再热汽轮发电机组支承系统进行优化设计，如现浇混凝土板厚度调整，梁柱及支撑截面的优化等，使支承系统平台受力更加合理，在优化后，重新进行验算。

本发明的二次再热汽轮发电机组的基座支承系统具有以下优点：

1.在本发明的基座支承系统中，支承系统中的横梁梁和柱不需要对齐，立柱布置灵活，大大方便二次再热汽轮发电机组的管道的布置。此外，还可省略支架结构中位于高压缸和第一中压缸之间的立柱。

2.由于弹簧的刚度和阻尼可以调整，基座高度也可以通过增加垫片调整，因此整个基座的动力性能、高度位置调整和改变较为容易。

3.立柱不需要承受二次再热汽轮发电机组转子振动的影响，立柱不会产生振动，使细长的立柱更加安全可靠。

4.可以通过调整弹簧的刚度，使支承机组重要部位的基座支承系统的自振频率远离50hz，避免该支承区域与机组重要部位产生共振，避免了对管道支吊产生影响，保证二次再热机组的安全稳定的运行。

本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何被提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例

如图2所示，本实施例的二次再热汽轮发电机组的基座支承系统包括用于支承所述二次再热汽轮发电机组的钢筋混凝土台板100，搁置在所述钢筋混凝土台板下的隔振系统200以及用于搁置所述隔振系统且安装在地基之上的支架结构300。其中隔振系统包括弹簧器、阻尼器、橡胶垫或其组合，支架结构包括支架横梁301、立柱302以及与所述支架结构相连的平台（图中未标出），钢筋混凝土台板、隔振系统、支架结构之间为搁置关系，水平力通过各自之间的摩擦力承受。

钢筋混凝土台板100是一整块直接搁置在隔振系统之上的钢筋混凝土厚板，并通过预埋件或地脚螺栓与二次再热汽轮发电机组紧密相连，所述台板还包括台板横梁104。台板横梁104位于二次再热汽机机组和发电机的轴承座之下，用于支承轴承座。台板100距离地面的高度为15－20m。所述的钢筋混凝土台板100包括：用于支承所述高压缸、第一中压缸和第二中压缸的第一台板区101，用于支承所述的第一低压缸和第二低压缸的第二台板区102，以及用于支承所述的发电机和励磁机的第三台板区103。所述第一台板区101的厚度为2200-2500mm，第二台板区102的厚度为2500-3000mm；第三台板区103的厚度为3000-3500mm；筋混凝土台板100的尺寸为600-800平方米。

本实施例中所支承的高压缸、中压缸的轴系、所支承的低压缸的轴系与所支承的发电机的轴系处于同一水平面。

隔振系统200是用于隔离机械振动的系统装置，本实施例中采用圆柱形螺旋钢弹簧，弹簧的垂直刚度为50kN/mm-250kN/mm，水平刚度为5kN/mm-50kN/mm。弹簧直接搁置于支架系统中立柱的顶部，通过隔振系统的作用，可以减少和基本消除由于二次再热汽轮发电机组的转动引起的基础结构的振动。

位于不同台板区下部的立柱间距以及立柱高度，可根据具体情况进行计算得到，在本实施例中，所述支架结构不设有位于高压缸和第一中压缸之间的立柱。支架结构300直接安装于独立基础或筏板基础之上，支架横梁301和立柱302采用钢筋混凝土结构。

本实施例通过调整弹簧的刚度，使支承机组重要部位的基座支承系统的自振频率远离50hz，避免了该支承区域与机组重要部位产生共振，立柱无需承受二次再热汽轮发电机组转子振动的影响，使相对细长的立柱更加安全可靠。参照图1，支承系统的梁和立柱也无需对齐，还可省略支架结构中位于高压缸和第一中压缸之间的立柱，大大方便二次再热汽轮发电机组的管道的布置，立柱分布更加灵活，结构受力更加可靠。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种二次再热汽轮发电机组的基座支承系统，所述的二次再热汽轮发电机组包括二次再热汽机机组，所述二次再热汽机机组包括：高压缸、第一中压缸、第二中压缸、第一低压缸、第二低压缸、凝汽器以及发电机组，所述发电机组包括发电机和励磁机，其特征在于，所述基座支承系统包括：

支架结构，所述的支架结构包括：立柱、固定于所述立柱的支架横梁、以及与所述支架结构相连的平台；

搁置在所述支架结构之上的隔振系统；和

搁置在所述隔振系统之上的钢筋混凝土台板，所述台板用于直接支承二次再热汽轮发电机组；其中，

所述钢筋混凝土台板还包括：

台板横梁；

第一台板区，所述第一台板区用于支承所述的高压缸、第一中压缸和第二中压缸；

第二台板区，所述第二台板区用于支承所述的第一低压缸和第二低压缸；和

第三台板区，所述第三台板区用于支承所述的发电机和励磁机；其中，

所述台板横梁与所述立柱错位排列，且所述第一台板区的厚度、第二台板区的厚度以及第三台板区的厚度被设成使得(a)所支承的高压缸、中压缸的轴系，(b)所支承的低压缸的轴系以及(c)所支承的发电机的轴系处于同一水平面。

2.如权利要求1所述的基座支承系统，其特征在于，所述支架结构不设有位于高压缸和第一中压缸之间的立柱。

3.如权利要求1所述的基座支承系统，其特征在于，所述基座支承系统的局部区域不与所述二次再热汽轮发电机组产生共振。

4.如权利要求1所述的基座支承系统，其特征在于，所述钢筋混凝土台板的厚度为2000mm－4000mm。

5.如权利要求1所述的基座支承系统，其特征在于，所述钢筋混凝土台板还包括位于台板顶部或顶面的预埋件和地脚螺栓，所述预埋件和地脚螺栓用于固定所述二次再热汽轮发电机组。

6.如权利要求1所述的基座支承系统，其特征在于，所述的隔振系统包括阻尼器、橡胶垫、或其组合。

7.如权利要求1所述的基座支承系统，其特征在于，所述的隔振系统包括弹簧器、橡胶垫、或其组合。