CN105992861B - 旋转机器的轴的支撑设备,以及利用该支撑设备维修旋转机器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于旋转机器的轴的支撑设备，包括：框架；被连接到框架并限定了用于旋转地支撑发电站的旋转机器的轴的一部分的支撑座的插件，插件具有用于给支撑座供应润滑流体的液压回路，以形成用于被容纳在支撑座中的轴的静压轴承；以及在支撑座与轴同轴的情况下将框架固定到旋转机器的壳体的紧固元件。

Description

旋转机器的轴的支撑设备，以及利用该支撑设备维修旋转机 器的方法

技术领域

本发明涉及一种支撑旋转机器的轴的设备，尤其是发电站的旋转机器，还涉及一种利用该支撑设备维修旋转机器的方法。

背景技术

已知的，发电站可以包括一个或多个旋转机器，其通常包含驱动机器，尤其是燃气涡轮机或蒸汽涡轮机，以及发电机，例如交流发电机。

驱动机器和发电机可以被连接到单独的轴或者更常见地连接到一根单轴。在所有情况下，被连接到各个轴部分(一般称为轴承连接部)的轴承必须被设置，从而在机器运行期间确保合适的支撑和摩擦水平。

但是，即便轴承可以被很好地设计和制造，但设备自身的重量、转速和几乎不中断的长期运行可能引起刮擦、局部金属熔化以及由此造成的轴的轴承连接部上的开槽。因为即使很小的机械缺陷通常对旋转机器而言都是有害的，所以轴承连接部偶尔需要通过转动操作被维修。

为了完成必要的工作，轴需要从机器中取出，且在被运输到专门的车间之后有时被布置在特殊的支撑件上。这些特殊支撑件允许轴以低速转动，从而空出轴承连接部的表面。

但是，拆解发电站的转轴的转子是非常复杂的，而且通常要求很长的停工期。所以，维修相关的成本很高。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种用于旋转机器的转子的支撑设备，以及一种维修发电站的旋转机器的方法，从而克服或者至少削弱前面所提到的限制，尤其允许在不必要求从机器中取出轴的情况下维修已损坏的轴承连接部。

根据本发明，用于旋转机器的转子的支撑设备和维修发电站旋转机器的方法分别如权利要求1和15中所给出那样被提供。

附图说明

本发明将参考附图被描述，所述附图示出了本发明的部分非限制性实施例，其中：

图1是具有根据本发明的实施例的支撑设备的发电站的旋转机器沿水平纵向平面的顶平面图；

图2是容纳支撑设备的图1中的机器的一部分的局部切开放大侧视图；

图3是图1中的支撑设备和旋转机器的一部分沿图2中的绘图平面III-III的正视图，为了清楚有些部件被移除；

图4是图1中支撑设备的局部分解顶透视图；

图5是图1中支撑设备和旋转机器的细节沿图3中的绘图平面V-V的放大侧剖图；

图6是图1中支撑设备的简化框图；

图7是具有根据本发明不同实施例的支撑设备的发电站的旋转机器的一部分的侧视图；

图8是图7中支撑设备和旋转机器的一部分的正视图。

具体实施方式

图1整体地示出了发电站的燃气涡轮机1。

燃气涡轮机1包括涡轮机壳体2和沿轴线A延伸的轴3，还具有压缩机部分4和膨胀或涡轮机部分5。

轴3被容纳在涡轮机壳体2中并由靠近压缩部分4的前轴承组件7和靠近涡轮机部分5的后轴承组件8旋转支撑。具体地，轴承组件7被连接到分别由吸气侧和压缩机侧上的环形肩11，12所轴向限定的轴3的轴承连接部10。

在燃气涡轮机1的吸气口处，涡轮机壳体2包括外壳体13和截头圆锥形的内壳体14，内壳体通过辐条15由外壳体13刚性地支撑，并容纳轴3的限定了轴承连接部 10和轴承组件7的部分。

内壳体包括下半壳和在图2和3中被移除的上半壳(像轴承组件7那样)。

图2-6示出了根据本发明实施例的支撑设备18。支撑设备18被容纳在涡轮机壳体2中，并旋转地支撑轴3，如图2和3中所示。具体地，支撑设备18被容纳在内壳体14的下半壳中并在靠近，优选紧邻，轴承连接部10的区域内支撑轴3。在一个实施例中，支撑设备18在轴承连接部10和压缩机部分4之间支撑轴3的肩部12。

支撑设备18包括框架20、用于将框架3连接到涡轮机壳体3的紧固元件21、以及限定了用于轴3的支撑座25的插件24。

框架20被定形为一种沿着对应于180°或更少角度的圆弧延伸的环形部分，并放置在涡轮机壳体2的下半壳上。在径向外表面上(图5)，框架20具有多个分别接收定心楔27的座26。定心楔27还具有与框架20的表面20a上各个孔接合的调节螺丝28，如图5的放大图中更详细描述那样。

插件24，在一个实施例中有铝合金制成，也被定形为一种环形部分，该环形部分沿着圆弧延伸且具有等于框架20的开口。插件24被框架20同轴地支撑。另外，框架20和插件24在使用中关于轴3同轴。

沿圆周方向被连续布置的槽30被形成在插件24的径向内表面上，该径向内表面限定了支撑座25。槽30在插件24的径向内表面上是敞开的。在一个实施例中，槽 20的面积作为沿插件24的径向内表面的位置的函数而不同。例如，被布置在插件24 末端处的槽30的面积比更靠近中心位置的槽30的面积小。

包含多个独立管32的液压回路31被集成在插件24中。管32具有各自的在使用中在垂直于轴3的轴线A的插件24表面24a上的单独入口32a和在各个槽30的底部处的各自的给料出口32b(参见图4)。

图4还示出了紧固元件21，它包括在框架20的各个端部的板35，以及螺丝36，37。螺丝36穿过各个板35被插入在框架20的末端处的孔38。螺丝37穿过各个板35被插入孔39，以将涡轮机外壳2的上半壳关闭在下半壳上。

参见图6，设备1包括给插件24的槽30供应高压润滑流体的润滑剂供应装置40，因此它限定了轴3的液压轴承。

润滑剂供应装置40包括容器41、泵42和通过管44被连接到液压回路31的管 32和槽30的分散器43。

泵42从容器41中吸出处于大气压下的润滑剂，并通过分散器43、管44和液压回路31将高压润滑剂流供应给槽30。在一个实施例中，泵42形成轴承组件7的提升系统45的一部分并通过快接管(也未详细示出)被连接到分散器43的入口。

分散器43具有被连接到液压回路31的各个管32的多个出口43a，如之前所述。另外，分散器具有调节阀46以独立地调节每个出口43a的压力。

图6还示出了收集容器47，其收集从插件24和轴3之间的间隙泄漏的润滑流体。泄漏的润滑流体被返回到容器41。

图7和8示出了本发明的不同实施例，根据该实施例，支撑设备118被用于支撑交流发电机100的轴103，该电机在使用中可以，例如但不必须地，由燃气涡轮机或蒸汽涡轮机操作。

支撑设备118包括框架120；用于靠近轴103的轴承连接部110地将框架120连接到交流发电机的涡轮机壳体102的紧固元件121；以及插件124，插件限定了用于轴103的支撑座125并基本上制造为参考图2-5被描述的插件24。

框架120包括通过紧固元件121被从前方固定到交流发电机100的轴承支座的板，紧固元件在本文所描述的实施例中包括穿过框架120本身的螺丝。框架120关于交流发电机100的轴103(沿轴线A’延伸)同轴地支撑插件124。通过定心楔127和调节螺丝129获得插件124的定心。在一个实施例中，调节螺丝129作用在交流发电机100 的基座101上，并关于轴103的垂直中平面被对称地布置。定心楔127被布置在框架 120和基座101之间。

如之前所述，插件124被定形为一种沿着在使用中围绕轴103的圆弧延伸的环形部分。被顺序地沿周向布置的槽130(图8)被形成在插件124的径向内表面上，该径向内表面限定了支撑座125。液压回路(未详细示出)被集成在插件124中，包括用于给各个槽130独立地供应润滑流体的多个独立管。

因此，设备118具有润滑剂供应装置140，它包括容器141、管142和通过管144 被连接到液压回路管和槽130的分散器143。

泵142从容器141中吸出环境压力下的润滑剂，并将高压润滑剂流供应给分散器143，其具有被连接到液压回路的各个管道的多个出口143a，并具有用于独立地调节到每个出口143a的压力的调节阀146。

所描述的设备有利地允许以旋转的方式支撑发电站的旋转机器的轴。具体地，所述设备在不从旋转机器的涡轮机壳体中取出轴的前提下允许机器轴承被拆除。因此轴能利用工具被接近，例如转动工具或砂带磨削机，从而在机器内直接加工和修复轴承连接部的表面。因为根据本发明的设备避免了将轴从涡轮机壳体中取出的需要，所以间隔时间和机器停工期被明显地缩短，尤其是在燃气涡轮机的情况下。事实上，在这种情况下，用于供应燃料的流体连接尤其复杂，并且拆解和重装操作要求很长的操作时间。相反，根据本发明的设备允许在机器上直接实施修复，所以节省了大量资源。

另外，所描述的定心系统允许框架和插件与轴线非常准确地对齐，在实践中，消除了在加工旋转期间可能发生的振动(所述振动可能在百分之一毫米的范围内)。

最后，很明显的是，在不脱离如后附权利要求所限定的本发明范围的前提下能对本文中所描述的静压轴承和方法做出改变和变型。

Claims (17)

1.一种用于旋转机器的轴的支撑设备，包括：

框架；

插件，其被连接到框架并限定了用于以旋转的方式支撑发电站的旋转机器的轴的一部分的支撑座，该插件具有用于给支撑座供应润滑流体的液压回路，以形成用于被容纳在支撑座中的轴的静压轴承；以及

紧固元件，在支撑座与轴同轴的情况下,所述紧固元件用于将框架固定到旋转机器的壳体。

2.如权利要求1所述的支撑设备，其中插件是环形部的形式。

3.如权利要求2所述的支撑设备，其中框架是环形部的形式，并同轴地支撑插件。

4.如权利要求3所述的支撑设备，其中框架和插件沿着各自的相应角度不超过180°的圆弧延伸。

5.如权利要求1所述的支撑设备，其中插件具有多个槽，所述多个槽在插件的限定了支撑座的表面上敞开，并且液压回路包括给各个槽供应润滑流体的多个管道。

6.如权利要求4所述的支撑设备，其中槽沿着限定了支撑座的表面周向连续地布置。

7.如权利要求5所述的支撑设备，其中管道在各个槽的底部具有供应出口。

8.如权利要求5所述的支撑设备，其中管道彼此独立。

9.如权利要求5所述的支撑设备，还包括泵和分散器，所述分散器具有被连接到泵的入口和被连接到液压回路的各个管道的多个输送出口，其中分散器包括用于独立地调节输送出口处的压力的调节阀。

10.如权利要求1所述的支撑设备，还包括围绕框架的外表面布置的多个定心楔。

11.如权利要求10所述的支撑设备，其中定心楔通过各自的调节螺丝被连接到框架。

12.一种用于发电站的旋转机器，包括壳体、被以旋转的方式容纳在壳体中的轴以及如权利要求1所述的支撑设备，该支撑设备被固定到壳体且支撑轴。

13.如权利要求12所述的机器，其中轴具有轴承连接部，并且插件在靠近轴承连接部的区域中支撑轴。

14.如权利要求12所述的机器，其中液压回路由轴承提升装置供给。

15.一种修复发电站的旋转机器的方法，所述机器包括壳体、轴承组件以及被容纳在壳体中且由轴承组件以旋转的方式支撑的轴，所述方法包括：

将框架固定到壳体；

将限定了用于以旋转的方式支撑轴的一部分的支撑座的插件连接到框架，该插件具有给支撑座供应润滑流体的液压回路，以形成用于被容纳在支撑座中的轴的静压轴承；以及

给液压回路供应润滑流体。

16.如权利要求15中所述的方法，其中框架被固定到壳体，从而使插件在靠近轴承连接部的区域中支撑轴。

17.如权利要求15所述的方法，还包括移除轴承组件，转动由支撑设备支撑的轴，并且使用工具加工轴承部分。