CN105649859A - 一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组及其发电方法 - Google Patents

一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组及其发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组及其发电方法，其中，双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组，包括发电机，贯穿所述发电机设置有用于为其提供动力的主轴，所述发电机的主轴的两端分别架设在径向轴承上，且所述主轴的两端分别连接有水轮机，两个所述径向轴承分别用于承受相邻水轮机产生的径向力，两个所述水轮机均用于驱动主轴转动，解决了水轮发电机组随着发电机负荷的增加，使推力瓦的受力也逐渐增加而导致瓦温升高，最终引起烧瓦事故的问题。

Description

一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组及其发电方法
技术领域
本发明涉及水轮发电机组技术领域，具体涉及一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组及其发电方法。
背景技术
现有的卧式混流水轮发电机组包括水轮机、主轴、推力轴承、发电机、后导轴承和飞轮，主轴架设在推力轴承和后导轴承上；水轮机包括进水管、转轮、导叶、导水机构、蜗壳、尾水管、顶盖和底环，进水管由多段压力钢管通过法兰连接构成，末端压力钢管与水轮机蜗壳相连接，水轮机蜗壳设置在顶盖的外侧，顶盖的上内设置有固定导叶装置，固定导叶装置的一端连接蜗壳，转轮设置在顶盖和底环构成的转轮腔体内，固定导叶装置的另一端连接转轮腔体；导叶设置在固定导叶装置内由导水机构控制，尾水管连接转轮腔体的出水口；主轴的一端与转轮相连接，主轴的中间段驱动发电机发电，另一端与飞轮相连接，推力轴承的右端设有镜板，镜板固定设置在主轴上，镜板的一侧设有推力瓦与镜板相配合。
在机组运行时，水轮机转轮旋转过程中会产生一个沿主轴方向的一个轴向推力，通过主轴上的镜板传递给推力瓦，随着水轮机导叶开度的加大和发电机负荷的增加，推力瓦的受力也逐渐增加而导致瓦温升高，最终引起烧瓦事故。
发明内容
本发明提供了一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组及其发电方法，以解决水轮发电机组随着发电机负荷的增加，使推力瓦的受力也逐渐增加而导致瓦温升高，最终引起烧瓦事故的问题。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组，包括发电机，贯穿所述发电机设置有用于为其提供动力的主轴，所述发电机的主轴的两端分别架设在径向轴承上，且所述主轴的两端分别连接有水轮机，两个所述径向轴承分别用于承受相邻水轮机产生的径向力，两个所述水轮机均用于驱动主轴转动。
进一步的，每个所述水轮机均包括转轮，每个所述水轮机通过对应的转轮与所述主轴连接。
进一步的，两个所述水轮机的输出功率相同。
本发明采用的第二种技术方案是，一种双轴无推力卧式混流水轮机发电方法，发电机的主轴两端分别连接有水轮机，通过两个所述水轮机驱动主轴转动来带动发电机发电。
进一步的，主轴的两个伸出段分别架设在径向轴承上。
本发明的有益效果是，在主轴两端分别连接水轮机，可以互相抵消水轮机对主轴的轴向推力，取消设置推力轴承，只需在水轮机与发电机之间架设普通的径向轴承即可，由于径向轴承的体积小于推力轴承，这样一来就减小了整个发电设备的体积；同时，在使发电机负荷增加时，不会导致瓦温升高而最终引起烧瓦事故，而且能提高水轮发电机组效率。
附图说明
图1为本发明一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组的结构示意图。
其中，1.主轴，2.径向轴承，3.水轮机，4.发电机，5.转轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组，如图1所示，包括发电机4，贯穿发电机4设置有用于为其提供动力的主轴1，主轴1的两端分别架设在主轴1上径向轴承2上，且主轴1的两端分别连接有水轮机3，两个径向轴承2分别用于承受对应的水轮机3产生的径向力，两个水轮机3均用于驱动主轴1转动。其中，水轮机3通过转轮5与主轴1连接。
本发明还提供了一种双轴无推力卧式混流水轮机发电方法，发电机4的主轴1两端分别连接有水轮机3，通过两个水轮机3驱动主轴1转动来带动发电机4发电。其中，主轴1的两个伸出段分别架设在径向轴承2上。
现有的卧式混流水轮发电机组为一台水轮机连接一台发电机的结构，当水轮机的负荷越大时，其在主轴上产生的轴向推力越大，所以通常通过设置推力轴承来抵消水轮机对主轴产生的轴向推力。
而本发明通过在主轴两端均连接水轮机，使得两个水轮机对主轴的轴向推力相互抵消，省去了设置在主轴上的推力轴承，水轮机与发电机之间只需架设普通的径向轴承即可，由于径向轴承的体积小于推力轴承，这样一来就减小了整个发电设备的体积。
同时，由于本发明中一个发电机可以连接两个水轮机，所以在发电机输出功率不变的情况下，单个水轮机的功率可以比原来只连接一个水轮机的功率缩小一半，即转轮直径减小了，水轮机转速提高个，发电机的极对数减少了，也就减小了整体发电机组的体积，对低水头大流量的水轮发电机组对成本的降低尤为明显。
例如：原来通过2000KW的水轮机驱动2000KW的发电机发电，按照本发明的结构，将2000KW的水轮发电机组用两台1000KW的水轮机来驱动，在保证发电功率的前提下，缩小了整体发电机组的体积。
反之，原来需要两台1000KW的发电机同时工作，按照本发明的结构，只需采用两台1000KW的水轮机来驱动一台2000KW的发电机，在保证发电功率的前提下，缩小了整体发电机组的体积并减少了厂房建筑面积。
同一机型的水轮机，镜像安装在发电机主轴两端，相当于一台水轮机正转，另一台水轮机反转，由于两台水轮机使用同一台调速器，所以出力基本相对平衡，且各水轮机效率没有变化，径向轴承端面设有止推面，可以制止轴向力的微小窜动。

Claims (5)

1.一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组，其特征在于，包括发电机(4)，贯穿所述发电机(4)设置有用于为其提供动力的主轴(1)，所述发电机(4)的主轴(1)的两端分别架设在径向轴承(2)上，且所述主轴(1)的两端分别连接有水轮机(3)，两个所述径向轴承(2)分别用于承受相邻水轮机(3)产生的径向力，两个所述水轮机(3)均用于驱动主轴(1)转动。
2.如权利要求1所述的一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组，其特征在于，每个所述水轮机(3)均包括转轮(5)，每个所述水轮机(3)通过对应的转轮(5)与所述主轴(1)连接。
3.如权利要求1或2所述的一种双轴伸无推力卧式混流水轮发电机组，其特征在于，两个所述水轮机(3)的输出功率相同。
4.一种双轴无推力卧式混流水轮机发电方法，其特征在于，发电机(4)的主轴(1)两端分别连接有水轮机(3)，通过两个所述水轮机(3)驱动主轴(1)转动来带动发电机(4)发电。
5.如权利要求4所述的发电方法，其特征在于，所述主轴(1)的两个伸出段分别架设在径向轴承(2)上。
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