CN108240240B - 多相对死点的汽轮机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多相对死点的汽轮机，汽轮机内设有多个汽缸，每个汽缸包括转子，每个转子的两端分别设有轴承。汽轮机包括至少两个轴系，每个轴系包括至少一个转子，相邻的轴系通过联轴器连接；每个轴系上的所有轴承中有且仅有一个为推力轴承。本发明通过增加相对死点个数，并设置联轴器吸收转子的膨胀量，缩短各缸与相对死点之间的距离，从而使各缸胀差均较小，从而可使设计效率获得提升。

Description

多相对死点的汽轮机

技术领域

本发明涉及一种电站汽轮机，特别是涉及一种多相对死点的汽轮机。

背景技术

当汽轮机启动加热或停机冷却及负荷变化时，汽缸和转子都会产生热膨胀或冷收缩，由于转子的受热面积比汽缸大，且转子质量比汽缸小，蒸汽对转子的传热远快于汽缸，因此转子和汽缸之间存在着膨胀差，这个膨胀差是转子相对于汽缸而言的，故称为相对膨胀差，简称胀差。

汽轮机在启动工况、停机工况或变负荷工况下时，转子与静子部件处于不同的温度场域，具备不同的轴向膨胀特性，故为了尽可能地保证级组的效率并保证机组的安全运行，转子的动叶片和隔板的静叶片之间的间隙必须严格控制。

对于汽轮机存在一个相对死点，即转子与汽缸的相对静止点，该点的位置为推力轴承处，此处胀差为零，以该点为原点，转子与汽缸均向两侧膨胀，但由于则转子与汽缸的膨胀量存在差距，从而导致产生胀差。对于多缸汽轮机，不同缸的胀差是连续传递的，远离死点处的胀差变大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种多相对死点的汽轮机，解决多缸汽轮机中各缸胀差较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多相对死点的汽轮机，汽轮机内设有多个汽缸，每个汽缸包括转子，每个转子的两端分别设有轴承，汽轮机包括至少两个轴系，每个轴系包括至少一个转子，相邻的轴系通过联轴器连接；每个轴系上的所有轴承中有且仅有一个为推力轴承。

优选地，所述联轴器前后轴系的转速比为1：n，其中n为大于零的任意数值。

优选地，所述联轴器与相邻的轴承为一体式结构。

优选地，所述轴承安装在汽轮机的基础上，所述轴承可相对于基础轴向滑动。

优选地，所述轴系设有两个，分别为第一轴系和第二轴系。

优选地，所述汽缸设有四个，所述第一轴系上设有两个汽缸，所述第二轴系上设有另外两个汽缸。

优选地，所述汽缸设有五个，所述第一轴系上设有两个汽缸，所述第二轴系上设有另外三个汽缸。

优选地，相邻的两个汽缸之间的轴承设有一个或两个。

如上所述，本发明涉及的多相对死点的汽轮机，具有以下有益效果：本发明通过增加相对死点个数，并设置联轴器吸收转子的膨胀量，缩短各缸与相对死点之间的距离，从而使各缸胀差均较小，从而可使提高设计效率获得提升。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明第一种实施例的结构示意图。

图3为本发明第二种实施例的结构示意图。

图4为本发明第三种实施例的结构示意图。

图5为本发明第四种实施例的结构示意图。

元件标号说明

1 汽缸

11 第一汽缸

12 第二汽缸

13 第三汽缸

14 第四汽缸

15 第五汽缸

2 转子

21 第一转子

22 第二转子

23 第三转子

24 第四转子

25 第五转子

3 轴承

31 第一轴承

32 第二轴承

33 第三轴承

34 第四轴承

35 第五轴承

36 第六轴承

37 第七轴承

38 第八轴承

4 轴系

41 第一轴系

42 第二轴系

43 第三轴系

5 联轴器

51 第一联轴器

52 第二联轴器

6 推力轴承

7 基础

M 转子绝对膨胀

N 静子绝对膨胀

L 联轴器吸收转子位移

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种多相对死点的汽轮机，汽轮机内设有多个汽缸1，即所述汽缸1设置三个或三个以上，每个汽缸1包括转子2，每个转子2的两端分别设有轴承3，轴承3用于支持转子2的质量及由于转子2质量不平衡引起的离心力，并确定转子2的径向位置，使其中心与汽缸1的中心保持一致。本发明提供的多相对死点的汽轮机包括至少两个轴系4，即轴系4可以设置两个、三个或者多个，具体数量根据需要确定。每个轴系4包括至少一个转子2，如一个轴系4上的转子2设有两个或者两个以上，将转子2沿轴向依次连接组成该轴系4，相邻的轴系4通过联轴器5连接；每个轴系4上的所有轴承3中有且仅有一个为推力轴承6，所述推力轴承6用于平衡转子2的轴向推力，固定转子的位置。联轴器5为挠性联轴器，用以连接前后缸的转子2，保持某一特定的转速比，并传递扭矩，其特点在于可吸收前后两个转子2在轴向上的位移差(参见图1中标记L)，即两侧转子2靠近联轴器5的轴端可以在一定范围内自由地轴向移动，在连接的同时不发生碰撞。

如图1所示，所述联轴器5前后轴系4的转速比为1：n，其中n为大于零的任意数值，转速比的具体比值根据汽轮机的实际工作情况设定，转速比设定后即为固定值。优选地，所述联轴器5与相邻的轴承3为一体式结构，这种结构可节约汽轮机内的布置空间，并且安装更可靠。优选地，所述轴承3安装在汽轮机的基础7上，所述轴承3可与所述汽缸1组成一体式结构，随汽缸膨胀并相对于基础7轴向滑动，保持结构紧凑以缩短轴系长度。优选地，相邻的两个汽缸1之间的轴承3设有一个或两个，使转子2的中心与汽缸1的中心更好地保持一致。

以下给出本发明的四种实施例：

第一种实施例：

如图2所示，汽缸1设有四个，分别为第一汽缸11、第二汽缸12、第三汽缸13和第四汽缸14；第一汽缸11上设有第一转子21，第二汽缸12上设有第二转子22，第三汽缸13上设有第三转子23，第四汽缸14上设有第四转子24；

轴系4设有两个，分别是第一轴系41和第二轴系42，第一转子21与第二转子22连接组成第一轴系41，第三转子23和第四转子24连接组成第二轴系42，第一汽缸11和第二汽缸12分布在第一轴系41上，第三汽缸13和第四汽缸14分布在第二轴系上，第一轴系41和第二轴系42通过联轴器5连接；第一转子21的两端分别设有第一轴承31和第二轴承32，第二转子22的两端分别设有第二轴承32和第三轴承33，第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33分布在第一轴系41上；第三转子23的两端分别设有第四轴承34和第五轴承35，第四转子24的两端分别设有第五轴承35和第六轴承36，第四轴承34、第五轴承35和第六轴承36分布在第二轴系42上。

将上述第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33中任意一个作为推力轴承，第四轴承34、第五轴承35和第六轴承36中任意一个作为推力轴承，本实施例中第二轴承32和第五轴承35作为推力轴承，其中联轴器5可以和第三轴承33、第四轴承34集成为一体式结构。

第二种实施例：

如图3所示，汽缸1设有五个，分别为第一汽缸11、第二汽缸12、第三汽缸13、第四汽缸14和第五汽缸15；第一汽缸11上设有第一转子21，第二汽缸12上设有第二转子22，第三汽缸13上设有第三转子23，第四汽缸14上设有第四转子24，第五汽缸15上设有第五转子25。

如图3所示，轴系4设有两个，分别是第一轴系41和第二轴系42，第一转子21与第二转子22连接组成第一轴系41，第三转子23、第四转子24和第五转子25连接组成第二轴系42，第一汽缸11和第二汽缸12分布在第一轴系41上，第三汽缸13、第四汽缸14和第五汽缸15分布在第二轴系42上，第一轴系41和第二轴系42通过联轴器5连接；第一转子21的两端分别设有第一轴承31和第二轴承32，第二转子22的两端分别设有第二轴承32和第三轴承33，第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33分布在第一轴系41上；第三转子23的两端分别设有第四轴承34和第五轴承35，第四转子24的两端分别设有第五轴承35和第六轴承36，第五转子25的两端分别设有第六轴承36和第七轴承37，第四轴承34、第五轴承35、第六轴承36和第七轴承37分布在第二轴系42上。

将上述第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33中任意一个作为推力轴承，第四轴承34、第五轴承35、第六轴承36和第七轴承37中任意一个作为推力轴承，本实施例中第二轴承32和第五轴承35作为推力轴承，其中联轴器5可以和第三轴承33、第四轴承34集成为一体式结构。

第三种实施例：

如图4所示，汽缸1设有四个，分别为第一汽缸11、第二汽缸12、第三汽缸13和第四汽缸14；第一汽缸11上设有第一转子21，第二汽缸12上设有第二转子22，第三汽缸13上设有第三转子23，第四汽缸14上设有第四转子24；

轴系4设有两个，分别是第一轴系41和第二轴系42，第一转子21、第二转子22和第三转子23连接组成第一轴系41，第四转子24组成第二轴系42，第一汽缸11、第二汽缸12和第三汽缸13分布在第一轴系41上，第四汽缸14分布在第二轴系42上，第一轴系41和第二轴系42通过联轴器5连接；第一转子21的两端分别设有第一轴承31和第二轴承32，第二转子22的两端分别设有第二轴承32和第三轴承33，第三转子23的两端分别设有第三轴承33和第四轴承34，第一轴承31、第二轴承32、第三轴承33和第四轴承34分布在第一轴系41上；第四转子24的两端分别设有第五轴承35和第六轴承36，第五轴承35和第六轴承36分布在第二轴系42上。

将上述第一轴承31、第二轴承32、第三轴承33和第四轴承34中任意一个作为推力轴承，第五轴承35和第六轴承36中任意一个作为推力轴承，本实施例中第二轴承32和第五轴承35作为推力轴承，其中联轴器5可以和第四轴承34、第五轴承35集成为一体式结构。

第四种实施例：

如图5所示，汽缸1设有五个，分别为第一汽缸11、第二汽缸12、第三汽缸13、第四汽缸14和第五汽缸15；第一汽缸11上设有第一转子21，第二汽缸12上设有第二转子22，第三汽缸13上设有第三转子23，第四汽缸14上设有第四转子24，第五汽缸15上设有第五转子25，本实施例上设有两个联轴器5，为了表述更清楚，两个联轴器5分别表示为第一联轴器51和第二联轴器52；

轴系4设有三个，分别是第一轴系41、第二轴系42和第三轴系43，第一转子21与第二转子22连接组成第一轴系41，第三转子23和第四转子24连接组成第二轴系42，第五转子25组成第三轴系43。第一汽缸11和第二汽缸12分布在第一轴系41上，第三汽缸13和第四汽缸14分布在第二轴系42上，第五汽缸15分布在第三轴系43上，第一轴系41和第二轴系42通过第一联轴器51连接，第二轴系42和第三轴系43通过第二联轴器52连接；第一转子21的两端分别设有第一轴承31和第二轴承32，第二转子22的两端分别设有第二轴承32和第三轴承33，第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33分布在第一轴系41上；第三转子23的两端分别设有第四轴承34和第五轴承35，第四转子24的两端分别设有第五轴承35和第六轴承36，第四轴承34、第五轴承35和第六轴承36分布在第二轴系42上；第五转子25的两端分别设有第七轴承37和第八轴承38，第七轴承37和第八轴承38分布在第三轴系43上。

将上述第一轴承31、第二轴承32和第三轴承33中任意一个作为推力轴承，第四轴承34、第五轴承35和第六轴承36中任意一个作为推力轴承，第七轴承37和第八轴承38中任意一个作为推力轴承，本实施例中第二轴承32、第五轴承35和第八轴承38作为推力轴承，其中第一联轴器51可以和第三轴承33、第四轴承34集成为一体式结构，第二联轴器52可以和第六轴承36、第七轴承37集成为一体式结构。

对于多缸汽轮机，由于各缸胀差的累积导致总体胀差较大。对于传统仅有一个相对死点的机组，总有一个或多个缸离相对死点较远，导致胀差较大，设计效率降低。而采用本发明提供的多相对死点的汽轮机，每个轴系上都设有推力轴承，使汽轮机的相对死点个数增加，并通过可吸收轴向转子膨胀量的联轴器连接不同的轴系，缩短各缸与相对死点之间的距离，从而使各缸胀差均较小，从而可使设计效率获得提升。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种多相对死点的汽轮机，汽轮机内设有多个汽缸(1)，每个汽缸(1)包括转子(2)，每个转子(2)的两端分别设有轴承(3)，其特征在于，汽轮机包括至少两个轴系(4)，每个轴系(4)包括至少一个转子(2)，相邻的轴系(4)通过联轴器(5)连接，所述联轴器(5)与相邻的轴承(3)为一体式结构；每个轴系(4)上的所有轴承(3)中有且仅有一个为推力轴承(6)；

所述推力轴承(6)用于平衡转子(2)的轴向推力并且固定转子(2)的位置；所述联轴器(5)为挠性联轴器，挠性联轴器用于连接前后轴系(4)的转子(2)以使前后轴系(4)保持特定的转速比，并且挠性联轴器可吸收前后两个转子(2)在轴向上的位移差以使转子(2)靠近挠性联轴器的轴端可在特定的范围内自由地轴向移动并且前后转子(2)不发生碰撞；

所述轴承(3)安装在汽轮机的基础(7)上，轴承(3)与所述汽缸(1)组成一体式结构，以随汽缸(1)膨胀并相对于基础(7)轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的多相对死点的汽轮机，其特征在于：所述联轴器(5)前后轴系(4)的转速比为1：n，其中n为大于零的任意数值。

3.根据权利要求1所述的多相对死点的汽轮机，其特征在于：所述轴系(4)设有两个，分别为第一轴系(41)和第二轴系(42)。

4.根据权利要求3所述的多相对死点的汽轮机，其特征在于：所述汽缸(1)设有四个，所述第一轴系(41)上设有两个汽缸(1)，所述第二轴系(42)上设有另外两个汽缸(1)。

5.根据权利要求3所述的多相对死点的汽轮机，其特征在于：所述汽缸(1)设有五个，所述第一轴系(41)上设有两个汽缸(1)，所述第二轴系(42)上设有另外三个汽缸(1)。

6.根据权利要求1所述的多相对死点的汽轮机，其特征在于：相邻的两个汽缸(1)之间的轴承(3)设有一个或两个。

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