CN106233013A - 用于将离合器连接到涡轮机系上的联接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将离合器(10)连接到涡轮机系上的联接设备、一种具有离合器的涡轮机系以及一种用于将离合器连接到发电机和涡轮机上的方法。用于连接离合器(10)的联接设备包括第一联接法兰(20)和第二联接法兰(30)，其中第一联接法兰(20)和第二联接法兰(30)各具有至少一个用于容纳联接螺栓(12)的孔(21，31)。第一联接法兰(20)和第二联接法兰(30)经由至少一个联接螺栓(12)相互定心，所述联接螺栓插入到第一和第二联接法兰(20，30)中的孔(21，31)中。

Description

用于将离合器连接到涡轮机系上的联接设备
技术领域
本发明涉及一种用于将离合器连接到涡轮机系上的联接设备、一种具有离合器的涡轮机系以及一种用于将离合器连接到发电机和涡轮机上的方法。
背景技术
为了在单轴设备中将蒸汽轮机联接到具有燃气轮机的发电机上，使用离合器，借助所述离合器，能够将蒸汽轮机直接地或间接地借助于中间轴在运行期间联接到具有连接的燃气轮机的发电机上。这种离合器从现有技术中已知。在这种类型的离合器中，将发电机或涡轮机的联接法兰与离合器的法兰分开加工，因为离合器应是可更换的，并且在加工过程中，例如在共同珩磨时，碎屑通常到达离合器中。出于所述原因，在已知的离合器中，将实心的联接螺栓以相对大的间隙构造，以便在联接孔的位置和尺寸的所有可能的公差下都能够确保可安装性。所述离合器的定心经由所谓的凹座进行，所述凹座借助过盈配合插入到联接连接中，而联接螺栓不对定心产生影响。由此，与离合器的联接连接具有特定的间隙，并且涡轮机系的循环不是可复现的并且受到负面影响。
因为离合器的联接法兰的位于内部的一侧通常是不可接近的，当前不能够使用贯通的联接螺栓，所述联接螺栓借助两侧的固定能够实现轴向的夹紧。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于连接到离合器上的联接设备，其中虽然联接法兰可从单侧接近，所述联接法兰仍可靠地并且可复现地相互固定，其中所联接的离合器保持可更换，并且不需要耗费的、共同的加工。
相对于从现有技术中已知的联接元件，具有权利要求1的特征的根据本发明的用于连接离合器的联接设备提供下述优点：联接法兰的定心经由至少一个连接元件进行，所述连接元件插入到联接法兰的孔和离合器的联接法兰的孔中。由此，能够实现可复现的固定进而更高的同心精度和更好的平衡质量。
独立权利要求中所提出的联接设备的有利的改进方案和更好方案通过从属权利要求中提出的措施实现。
一个有利的改进方案在于，在涡轮机侧的或发电机侧的联接法兰上构成有用于定位连接元件的轴向止挡。由此，尤其在安装时，能够以简单的且可复现的方式确保螺栓相对于两个联接法兰的位置，而不需要轴向螺接。在此，尤其有利的是，轴向止挡集成到联接法兰的孔中，例如作为台阶孔，使得不需要附加地加工两个联接法兰。
另一个有利的改进方案在于，连接元件构成为具有内部的膨胀机构的膨胀螺栓。通过作为膨胀螺栓的设计方案，连接元件不仅能够用于两个联接法兰相互间的定心，而且也能够用于无间隙且形状配合的用于传递转矩的连接。为了实现膨胀螺栓和联接法兰之间的理想的形状配合，有利的是，膨胀螺栓具有套筒和螺栓，所述套筒具有锥形内面，所述螺栓具有锥形外面。内部的锥形面和外面是实现膨胀螺栓的简单且低成本的解决方案。
在此，尤其有利的是，膨胀螺栓具有轴向槽，由此能够通过拧紧与膨胀螺栓共同作用的螺丝连接装置简单地实现膨胀功能。
另一个有利的改进方案在于，联接法兰具有多个分布在环周上的孔，所述孔均匀分布在环周上，其中每个孔容纳一个膨胀螺栓。通过联接法兰的孔中的多个、优选均匀分布在环周上的膨胀螺栓，能够传递更高的力和转矩。附加地，各个孔之间的制造引起的偏差能够经由膨胀螺栓通过下述方式以大的程度补偿：以不同强度或者以不同的顺序、即不是顺时针或逆时针、而是交替地拧紧膨胀螺栓。这节约了昂贵的共同加工，例如孔的共同珩磨。此外，因此离合器保持可简单更换，这降低了检修和维修时的成本。
用于连接离合器的根据本发明的联接元件的一个优选的应用在于所描述的在发电厂中的蒸汽轮机与发电机和燃气轮机的离合器。
附图说明
下面，根据附图阐述根据本发明的用于连接离合器的联接设备的实施例。相同的构件或具有相同功能的构件在此用相同的附图标记表示。
图1示出具有离合器的涡轮机系。
图2示出离合器的示意图，所述离合器经由根据本发明的联接设备与蒸汽轮机轴和发电机轴的在两侧设置的联接法兰连接。
图3示出根据本发明的用于将离合器连接到涡轮机系上的联接设备的实施例。
具体实施方式
在图1中示出涡轮机系。涡轮机系包括蒸汽轮机1、燃气轮机5和发电机2，其中发电机2经由离合器10同样联接到蒸汽轮机1上。为了联接离合器(Schaltturbine)，在将离合器10与发电机2连接的发电机轴7上，以及在将离合器10与涡轮机1、5、尤其与蒸汽轮机5连接的涡轮机轴8上构成联接法兰20、50。
图2示出用于连接发电机2或发电机轴7的根据本发明的联接设备。联接设备包括第一联接法兰20和第二联接法兰50，所述第一联接法兰在发电机轴7上构成，所述第二联接法兰在涡轮机轴8上构成。两个联接法兰20、50分别具有贯通孔21、51。离合器10在两个端部上分别具有内部联接法兰30、40。离合器10的内部联接法兰30、40分别具有盲孔31、41。离合器10通过下述方式可与轴7、8连接：在一侧上发电机轴7的联接法兰20经由连接元件12、尤其借助膨胀螺栓13与离合器10的第一内部联接法兰30连接；以及涡轮机轴8经由联接法兰50借助连接元件12、尤其借助膨胀螺栓13与离合器10的第二内部联接法兰40连接。
图3示出经由发电机轴7连接发电机2。在发电机轴7上构成联接法兰20。联接法兰20与离合器10上的内部联接法兰30连接，其中第一联接法兰20具有孔21，并且第二联接法兰30具有孔31。第一联接法兰20的孔21具有凸肩22，所述凸肩用作为用于插入孔21、31中的连接元件12的轴向止挡26。连接元件12在其朝向第一联接法兰20的端部上具有凸缘17，所述凸缘支撑在凸肩22上。连接元件12构成为膨胀螺栓13。在此，膨胀螺栓13的尺寸设计成，使得膨胀螺栓13在去负荷状态中借助间隙配合插入到联接法兰20、30上的孔21、31中。通过止挡26和膨胀螺栓13上的凸缘17，限定膨胀螺栓13的轴向位置，使得实现膨胀螺栓13相对于两个联接法兰20、30的可靠的定位。膨胀螺栓13具有开槽的套筒18，其中槽14沿膨胀螺栓13的套筒18的轴向方向构成。通过借助膨胀螺栓13的内锥体19来张紧套筒18，膨胀螺栓13的外直径增大，使得膨胀螺栓13将第一联接法兰20和第二联接法兰30相互定心。在此，在膨胀螺栓13和两个联接法兰20、30之间出现形状配合且无间隙的连接，使得经由离合器10传递转矩，并且能够可复现地确保联接法兰20、30相互间的定位。
为了能够实现膨胀螺栓13的简单的更换，在将锥体19从膨胀螺栓13的套筒18拆下时，直径13再次减小到初始值，并且因此能够容易地将膨胀螺栓13从联接法兰20、30的孔21、31中拉出。
为了传递更大的转矩，多个、优选4至20个孔21、31均匀分布在联接法兰20、30的环周上。在此，孔21、31和膨胀螺栓13的不同的公差范围通过以不同强度并且以交替的顺序拧紧的膨胀螺栓13补偿。在本文中，交替的顺序理解成，不将膨胀螺栓以顺时针或逆时针的顺序拧紧，而是首先将第一膨胀螺栓13拧紧，随后将大约偏移180°的第二膨胀螺栓13拧紧，并且然后将没有紧邻第一或第二膨胀螺栓13设置的另一膨胀螺栓13拧紧。在此有利的是，将膨胀螺栓13首先松动地插入，并且随后分别拧紧相对置的膨胀螺栓13，以便实现联接法兰20、30相互间的尽可能好的并且可复现的定心。
如在图3中可见的那样，联接设备具有移动装置40，用于轴向地移动螺栓19。在此，移动设备具有在端侧设置的螺纹元件41，所述螺纹元件具有外螺纹。所述外螺纹42接合到套筒中的内螺纹34中，并且在此构成为，使得螺纹元件41的转动引起螺栓19的轴向移动。螺栓19在此具有定心轴线44，所述定心轴线接合到螺纹元件41的孔45中。
虽然本发明在细节上通过优选的实施例详尽地描述，但本发明不局限于所公开的实施例，并且其他变型形式能够由本领域技术人员从中导出，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于将离合器(10)连接到涡轮机系上的联接设备，所述联接设备包括第一联接法兰(20)和第二联接法兰(30)，其中所述第一联接法兰(20)和所述第二联接法兰(30)各具有至少一个用于容纳连接元件(12)的孔(21，31)，其中所述第二联接法兰中的孔(31)构成为盲孔，
其特征在于，
所述第一联接法兰(20)和所述第二联接法兰(30)经由至少一个连接元件(12)相互定心，所述连接元件插入到所述第一联接法兰和所述第二联接法兰(20，30)中的孔(21，31)中。
2.根据权利要求1所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
在所述第一联接法兰(20)上或在所述第二联接法兰(30)上，尤其在所述孔(21，31)中构成有用于定位所述连接元件(12)的轴向止挡(26)。
3.根据权利要求1或2所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
所述连接元件(12)构成为膨胀螺栓(13)。
4.根据权利要求3所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
所述膨胀螺栓(13)具有带有锥形内面的套筒(18)和带有锥形外面的螺栓(19)。
5.根据权利要求4所述的联接设备，
所述联接设备具有用于轴向移动所述螺栓(19)的移动装置(40)。
6.根据权利要求5所述的联接设备，
其中所述移动装置(40)具有在端侧设置的具有外螺纹(42)的螺纹元件(41)，所述外螺纹接合到所述套筒(18)中的内螺纹(43)中并且构成为，使得所述螺纹元件(41)的转动引起所述螺栓(19)的轴向移动。
7.根据权利要求6所述的联接设备，
其中所述螺栓(19)具有定心轴线(44)，所述定心轴线接合到所述螺纹元件(41)中的孔(45)中。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
所述膨胀螺栓(13)的所述套筒(18)具有一个或多个槽(14)。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
所述槽(14)沿所述套筒(18)的轴向方向构成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
所述联接法兰(20，30)具有多个、优选4至20个孔(21，31)，所述孔均匀分布在所述联接法兰(20，30)的环周上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于连接离合器(10)的联接设备，
其特征在于，
所述孔(21，31)是彼此分开加工的。
12.一种具有涡轮机(1)和发电机(2)的涡轮机系，其中所述发电机(2)能够经由离合器(10)至少间接地联接到所述涡轮机(1)上，
其特征在于，
所述联接经由离合器(10)进行，
其中所述离合器(10)借助于根据权利要求1至11中任一项所述的联接设备与轴作用。
13.一种用于将发电机(2)联接到涡轮机(1)上的方法，其中将所述发电机(2)经由离合器(10)通过下述方式与所述涡轮机(1)连接：发电机侧的第一联接法兰(20)和涡轮机侧的第二联接法兰(50)分别与所述离合器(10)的内部联接法兰(30，40)连接，并且在此各具有至少一个用于容纳连接元件(12)的孔(21，31)，
其特征在于，
所述发电机侧的第一联接法兰(20)和所述涡轮机侧的第二联接法兰(50)分别经由至少一个连接元件(12)相对于所述离合器(10)的所述内部联接法兰(30，40)定心，所述连接元件定位在所述联接法兰(20，30，40，50)中的孔(21，31，41，51)中，其中所述孔(31)构成为盲孔。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，
在所述发电机侧的第一联接法兰(20)和所述离合器的所述第一联接法兰(30)之间，以及在所述涡轮机侧的第二联接法兰(50)和所述离合器(10)的所述第二联接法兰(40)之间的力矩传递通过下述方式经由无间隙的形状配合进行：至少一个连接元件(12)构成为膨胀螺栓(13)，其中所述膨胀螺栓(13)张紧到所述联接法兰(20，30，40，51)的孔(21，31，41，51)中，使得在膨胀螺栓(13)和分别两个联接法兰(20，30，40，50)之间实现无间隙的形状配合，
其中借助移动设备(40)进行所述螺栓(19)的轴向移动。
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