CN106936267A - 用于提升发电机的功率的方法以及发电机 - Google Patents

Abstract

通过应用改进的轴密封件和/或改变外壳体能够对气冷式发电机进行改型，使得所述气冷式发电机能够以过压运行并且能够实现更高的功率。

Description

用于提升发电机的功率的方法以及发电机

技术领域

本发明涉及通过提高壳体中压力来提升气冷式涡轮发电机的视在功率，尤其是在维护情况下提高，以及本发明涉及一种发电机。

背景技术

由于在能源供应商的客户中存在随着时间推移变化的运行条件，经常会发生：现有的电厂能够生产和销售更多的有功功率。为了实现这种情况，能够通过借助于不同的技术提升效率来实现涡轮机的功率提升，其中通常实现提高>2％的数量级。

然而，在新电厂业务中客户关注的是：购买尽可能地精确地符合当前需要的新的部件，以便在此将投资成本保持为尽可能低的。这引起：电厂发电机以所需的功率构建并且通常在视在功率方面不具有余量，使得不再可以通过提高效率来进一步提升输出功率。尽管如此，为了实现燃气轮机或蒸汽轮机的具有功率提升的业务，必须找出如下可行性：以合理的耗费提高输出侧的有功功率。在此要注意的是：燃气轮机仅产生有功功率，而涡轮发电机产生有功和无功功率。在此，所述有功功率和无功功率在发电机功率图中通常在热学方面受限。在此，所谓的功率因数对应于功率图中的有功功率和视在功率之间的角度的余弦值。

至今为止，提升气冷式涡轮发电机功率的可能性能够以如下方式进行：

A)略微提升有功功率

少量地提升有功功率几乎总是在限制无功功率的情况下或者通过限制功率因数而可行，直至所述功率因数达到数值1。在该情况下，在不对发电机进行改型的情况下，实现发电机的最大的有功功率。然而更确切地说，该限制是理论性的，因为发电厂为了自身的运行也需要无关功率，进而必须从电网中获取所述无功功率。

B)大量提升有功功率

如果在不产生无功功率的情况下需要较大程度地提升有功功率，那么发电机处于定子绕组的通过绝缘材料类别限定的热学极限中。通常，需要定子重绕并且必要时需要其他的措施、如检查转子绕组的热点以及消除该热点，以便在考虑发电机的更高的热学和机械负荷的情况下确保发电机的长时间运行。这通常意味着显著的时间上的和经济上的耗费，使得该措施的经济性是不确定的。

C)在无功功率恒定的情况下提升视在功率

涡轮发电机的视在功率的提升能够通过以冷却技术优化定子或转子上的热点的方式进行，或者通过执行用于减少各个部件的损耗的多种措施来进行。这通常是极其成本耗费的或者在需要定子重绕的情况下部分地由于设计而不是经济可行的。

D)在功率因数恒定的情况下提升视在功率

在功率因数恒定的情况下进行视在功率的功率提升能够仅通过改进发电机的冷却进行。对此，能够应用“Chiller制冷机”或者在温暖的、干燥的地区中能够应用“蒸发冷却器”，然而，所述制冷机或蒸发冷却器分别很大程度地介入到电厂-过程技术中并且是极其成本耗费的。

变型形式D能够是作为对于电厂运营商而言具有最大效益的可行的功率提升的解决方案，其中除了稳定性极限之外，能够推迟全部冷却技术方面引起的限制。

发明内容

因此，本发明的目的是提升发电机功率，而不会产生上述问题。

所述目的通过根据一种用于提升发电机的功率的方法和一种发电机得以实现。一种用于提升发电机的功率的方法，该方法尤其在维护情况下提升发电机的功率，其中将所述发电机的内部中的气体用于冷却，其中装入或更换所述发电机的轴密封件，以克服在所述发电机的所述外壳体中的至少120kPa、尤其至少150kPa的过压或者比环境压强至少高10％的、尤其至少高20％的过压，和/或所述发电机的所述外壳体通过加固元件来加固，和/或所述发电机的所述外壳体更换成机械方面更稳固的壳体，并且所述发电机以气体过压运行。一种发电机，所述发电机具有轴密封件，以克服外壳体中的过压，和/或所述发电机的外壳体具有加固元件，和/或所述发电机的外壳体通过更厚的或机械方面更稳固的外壳体来更换或者具有更厚的或机械方面更稳固的外壳体。

在实施例中列举出其他有利的措施，这些措施能够彼此任意组合以便实现其他的优点。

附图说明

图1、2和3示出本发明的实施例。

说明书和附图仅代表本发明的实施例。

具体实施方式

功率提升的解决方案是提高发电机1、11、111和其外壳体4中的气压、尤其是空气压。

由此增加发电机1'、11'、111'中的气体或空气的用于冷却的质量流，因此能够更好地导出热量，然而其中冷却气体中的摩擦损耗略有增加。

根据发电机1'、11'、111'中的气体内部压力能够实现至16％或更高的功率提高。

为了能够以过压运行发电机1'、11'、111'，能够一方面引入轴密封件10'(图1)，所述轴密封件承受住外壳体4中的较高的冷却气体压力、在此尤其为空气压力，即至少1.20bar(120kPa)、尤其至少1.50bar(150kPa)的冷却气体压力，或者与环境压强相比高至少10％、尤其高至少20％的压力。

同样地，发电机11的外壳体4能够通过加固元件12尤其在维护情况下来加固(图2)，使得产生机械方面加固的发电机11'。

加固元件12为T形或双T形承载件，并且优选焊接到外壳体上。

作为维护成果，也可以通过壳体更换4-->4”(图3)相对快速和简单地利用现有的有源部件来提升功率。改变的发电机111”的改型的外壳体4”与之前的外壳体4(图3左侧)相比优选更厚(d'>d)或者优选在机械方面更加稳固。

此外，必须检查，在发电机1'、11'、111'的励磁机的现有的电流供应中，电势是否足以能够提供所需要的较高的励磁电流。

利用该解决方案，取消耗费的定子或转子重绕。此外，该解决方案能够完全独立于有源组件的发电机设计方案来使用。

Claims (4)

1.一种用于提升发电机(1，11，111)的功率的方法，该方法尤其在维护情况下提升发电机的功率，

其中将所述发电机(1，11，111；1'，11'，111')的内部中的气体用于冷却，

其中装入或更换所述发电机(1)的轴密封件(10')，以克服在所述发电机(1')的所述外壳体(4)中的至少120kPa、尤其至少150kPa的过压或者比环境压强至少高10％的、尤其至少高20％的过压

和/或

所述发电机(11)的所述外壳体(4)通过加固元件(12)来加固(11-->11')

和/或

所述发电机(111)的所述外壳体(4)更换成机械方面更稳固的壳体(111')，并且所述发电机(1'，11'，111')以气体过压运行。

2.一种发电机(1'，1”，111')，

所述发电机具有轴密封件(10')，以克服外壳体(4)中的过压

和/或

所述发电机的外壳体(4)具有加固元件(12)

和/或

所述发电机的外壳体(4)通过更厚的或机械方面更稳固的外壳体(4”)来更换或者具有更厚的或机械方面更稳固的外壳体(4”)。

3.根据权利要求2所述的发电机，

其中，所述轴密封件(10')密封至少120kPa、尤其密封至少150kPa。

4.根据权利要求1或2所述的发电机或方法，

其中所述加固元件(12)为T形或双T形承载件，以及

所述加固元件尤其熔焊或钎焊到所述外壳体(4)上。