CN113614314A - 用于发电机的基座 - Google Patents

Abstract

一种由基座支撑的发电机包括：发电机壳体，所述发电机壳体限定沿着所述发电机的旋转轴线延伸的第一侧和第二侧；可移除地附接到所述第一侧的第一框架支脚；以及可移除地附接到所述第二侧的第二框架支脚，其中所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的高度被选择成将所述旋转轴线定位在所述基座上方的所期望的高度处，并且其中所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的宽度被选择成接合所述基座。

Description

用于发电机的基座

技术领域

本公开总体上涉及一种模块化发电机框架支脚，并且更具体来说涉及一种可选择成调节发电机的位置的模块化发电机框架支脚。

背景技术

发电机用于将旋转能转换为电能。通常，发电机附接到燃气涡轮发动机、蒸汽涡轮发动机、水力涡轮机、风力涡轮机等等。发电机是通常支撑在混凝土基座上的大型重型机器。所述基座包括发电机的一部分位于其中的空间。所述空间的宽度可以根据位置而变化。另外，不同附件（即，发动机、原动机等等）可能需要发电机中心线的高度在基座上方的不同水平面处。

发明内容

一种由基座支撑的发电机包括：发电机壳体，所述发电机壳体限定沿着所述发电机的旋转轴线延伸的第一侧和第二侧；可移除地附接到所述第一侧的第一框架支脚；以及可移除地附接到所述第二侧的第二框架支脚，其中所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的高度被选择成将所述旋转轴线定位在所述基座上方的所期望的高度处，并且其中所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的宽度被选择成接合所述基座。

在另一构造中，一种由基座支撑的发电机包括：发电机壳体，所述发电机壳体限定沿着所述发电机的旋转轴线延伸的第一侧和第二侧；可移除地附接到所述第一侧的多个第一框架支脚；以及可移除地附接到所述第二侧的多个第二框架支脚。每一框架支脚包括被布置成以螺纹方式接合所述发电机壳体的多个紧固件以及可与所述框架支脚和所述发电机壳体接合的剪力键，以抑制沿法向于所述旋转轴线的方向移动。每一框架支脚的高度被选择成将所述旋转轴线定位在所述基座上方的所期望的高度处，并且每一框架支脚的宽度被选择成接合所述基座。

在另一构造中，一种将发电机支撑在具有开口宽度的基座中的方法包括选择具有壳体的发电机，所述壳体包括在所述壳体的右侧上的右侧附接空间和在所述壳体的左侧上的左侧附接空间，其配合成限定壳体宽度。所述方法还包括：将第一框架支脚可移除地附接到所述壳体的所述右侧，所述第一框架支脚具有第一高度和第一宽度；将第二框架支脚可移除地附接到所述壳体的所述左侧，所述第二框架支脚具有第二高度和第二宽度；以及将所述发电机附接到所述基座。所述第一宽度和所述第二宽度被选择成使得所述第一宽度、所述第二宽度和所述壳体宽度的总和大于所述开口宽度，并且所述第一高度和所述第二高度被选择成相对于所述基座将所述发电机的中心线定位在所期望的竖直高程处。

前述内容已经相当广泛地概述了本公开的技术特征，使得本领域技术人员可以更好地理解以下具体实施方式。在下文中将描述本公开的形成权利要求的主题的额外特征和优点。本领域技术人员将了解，其可以容易地将所公开的构思和具体实施例用作修改或设计用于执行本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还将认识到，此类等效构造并不背离本公开的其最广泛形式的精神和范围。

同样，在进行以下具体实施方式之前，应理解，贯穿该说明书提供某些单词和短语的各种限定，并且本领域普通技术人员将理解，此类限定在许多情况下（即使不是大多数情况）适用于此类所限定单词和短语的先前和将来使用。虽然某些术语可以包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可以将这些术语明确地限于具体实施例。

附图说明

图1是包括发电机壳体的发电机的透视图。

图2是图1的发电机壳体的附接空间的透视图。

图3是适于与图1的发电机壳体一起使用的框架支脚的透视图。

图4是图3的框架支脚沿着图3的线4-4截取的截面视图。

图5是发电机壳体的另一附接空间的一部分的透视图。

图6是安置在图3的框架支脚的槽中的剪力键的截面视图。

图7是使用第一组框架支脚定位在第一基座中的发电机的端视图。

图8是使用第二组框架支脚定位在第二基座中的发电机的端视图。

图9是使用第三组框架支脚定位在第三基座中的发电机的端视图。

图10是使用第四组框架支脚定位在第四基座中的发电机的端视图。

在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明在其应用上并不限于在以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或执行。而且，应理解，本文中使用的措词和术语是出于描述目的，并且不应该被视为具有限制性。

具体实施方式

现在将参考附图描述与系统和方法有关的各种技术，其中贯穿全文，相似的附图标记表示相似的元件。下文论述的附图以及在此专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅以示例说明并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当布置的装置中实现。应理解，被描述为由某些系统元件执行的功能可以由多个元件实施。类似地，例如，一元件可以被配置成实施被描述为由多个元件执行的功能。将参考示例性非限制性实施例描述本申请的众多创新性教示。

而且，应理解，除非在一些示例中明确限制，否则本文中使用的词语或短语应该被广义地解释。例如，术语“包括有”、“具有”和“包括”以及其派生词意指包括但不限于。单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指示。此外，如本文中所使用的，术语“和/或”是指并且包括相关联所列举项目中的一者或多者的任何和所有可能组合。术语“或”是包括性的，意指和/或，除非上下文另外明确指示。短语“与…相关联”和“与之相关联”以及其派生词可以意指包括、包括在…内、与…互连、包含、包含在…内、连接到…或与…连接、耦接到…或与…耦接、可与…通信、与…配合、交错、并置、接近于、结合到…或与…结合在一起、具有、具有…的性质等等。

而且，虽然在本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等等来指代各种元件、信息、功能或动作，但是这些元件、信息、功能或动作不应受到这些术语的限制。相反，使用这些数字形容词来将不同元件、信息、功能或动作彼此区分开。例如，第一元件、信息、功能或动作可以称为第二元件、信息、功能或动作，并且，类似地，第二元件、信息、功能或动作可以称为第一元件、信息、功能或动作，而不背离本公开的范围。

另外，术语“相邻于”可以意指：一元件相对靠近于、但是并不接触另一个元件；或者所述元件与另一部分接触，除非上下文另外明确指示。此外，短语“基于”旨在意指“至少部分基于”，除非另外明确说明。术语“约”或“基本上”或类似术语旨在涵盖值在所述尺寸的正常工业制造公差内的变化。如果无可用工业标准，则除非另外说明，否则20％的变化将落入这些术语的含义内。

发电机10包括被支撑成围绕旋转轴线或中心线15旋转的转子（未显示）和环绕所述转子的定子。转子和定子配合以将呈施加到转子的扭矩形式的机械能转换成电能。定子安置在壳体20内，壳体20保护定子并且将定子支撑在所期望的操作位置中。发电机壳体还实现冷却气体（例如，空气、氢气等等）流过发电机10，所述冷却气体操作成在操作期间在可能需要时冷却定子和转子。

图1示出发电机壳体20和多个框架支脚25，多个框架支脚25被布置成在壳体20的右侧35和左侧40上接合基座30（显示在图7-图10中）以支撑发电机壳体20和安置在其中的定子。

图2是发电机壳体20的一侧的一半的局部剖切透视图，其示出附接空间45。附接空间45包括布置在平行于旋转轴线15并且法向于基座30的平面（即，竖直纵向平面）上的多个表面50。在所示出的构造中，每一表面50由板55的边缘限定，板55增加对发电机壳体20的支撑。每一表面50包括沿着竖直轴线65布置的多个螺纹孔60，其中不同竖直轴线65和表面50沿着壳体20的轴向长度彼此间隔开。矩形槽70在两个螺纹孔60之间形成在表面50中的每一者中。在所示出的构造中，矩形槽70沿着平行于旋转轴线15的线彼此对齐。然而，如果需要，槽70可以按不对齐或交错方式布置。

虽然图2的发电机壳体20在表面50中的每一者中包括沿着公共轴线对齐的单个槽70，但是其他构造可以包括多个槽70。图5示出附接空间75的一部分，其在表面50中的每一者中包括两个槽70、80。第二组槽80与第一组槽70偏移，但是沿着平行于第一组槽70的公共轴线的公共轴线对齐。虽然两个槽70、80中的每一者示出为在大小上类似，但是如果需要，也可以采用不同大小。

参考图6，槽70、80中的每一者被确定大小成接收剪力键85。每一剪力键85可以包括块，所述块在宽度上类似于其中形成槽70、80的板55或者可以稍微更宽或更窄。在仍其他构造中，单个剪力键延伸附接空间45、75的整个长度以接合每一板55中的一个槽70、80，或者剪力键延伸跨越两个或更多个板55以接合两个或更多个槽70、80。为方便起见，紧固件90延伸穿过剪力键85以将剪力键85可移除地附接到壳体20。

图3示出可附接到图2或图5中示出的附接空间45、75的框架支脚95。所示出的框架支脚95限定长度100，长度100延伸其附接的发电机壳体20的长度的约四分之一。因此，如图1中示出的发电机壳体20可以包括如图3中示出的四个框架支脚95。在其他构造中，可以采用延伸发电机壳体20的整个长度的框架支脚，或者可以采用延伸小于所述长度的四分之一的框架支脚，使得在发电机壳体20的每一侧上采用两个或更多个框架支脚。

图3的框架支脚95包括基座板105、安装板110以及多个角撑板115。基座板105包括结构材料（通常是钢）的大致平坦板，其限定被确定大小和成形为接合基座30以便附接发电机壳体20的第一表面120。在大多数构造中，基座板105使用将基座板105的第一表面120结合到基座30的灌浆材料来附接。然而，一些构造可以采用粘合剂、螺栓、螺柱或其他紧固件来增强基座板105与基座30之间的附接。

安装板110是大致平坦的板材料（通常是钢），其以约九十度角附接到基座板105。安装板110包括被布置成接合发电机壳体20的附接空间45、75的第二表面125。多个孔130各自穿过安装板110，并且被布置成与形成在发电机壳体20的附接空间45、75的表面50中的螺纹孔60对齐。

角撑板115各自附接到安装板110和基座板105以向完成的框架支脚95提供所期望的刚度、强度和刚性。在优选构造中，安装板110、基座板105和角撑板115彼此焊接，其中其他连接也是可能的。

如图4中示出，基座板105的第一表面120和安装板110的第二表面125优选地被机加工成确保其在其间限定约九十度角。第二表面125还被机加工成形成被确定大小成接收剪力键的一个或多个槽135。在所示出的构造中，两个槽135延伸安装板110的整个长度，其中三个通孔130或螺栓孔定位在槽135周围。

框架支脚95的部件被选择成限定框架支脚95的高度140和宽度145。高度140从基座板105的第一表面120测量到发电机10的中心线15，并且将关于图9和图10更详细论述。宽度145可以按多种方式测量，其中图4将宽度145示出为从安装板110的第二表面125测量到基座板105的中心150。其他宽度测量结果可以从安装板110的第二表面125测量到基座板105的内边缘或近边缘或者测量到基座板105的外拐角或外边缘。宽度145很重要，以确保框架支脚95被定位成接合基座30并适当地支撑发电机10。如图7和图8的论述中将清楚地显示，重要宽度是发电机10的两侧上的框架支脚95之间的距离。这可以从中心150测量到中心150、从内边缘测量到内边缘或者从外边缘测量到外边缘，正如可能期望的。

在使用中，用户首先为特定发电机10和特定基座30选择适当框架支脚95。如图7-图10中示出，每一基座30限定左侧与右侧之间的基座宽度155。发电机10定位在基座30上，其中发电机10的一部分安置在限定在基座30的左侧与右侧之间的空间中。发电机壳体20还限定在两侧上的两个附接空间45、75之间测量的宽度160。在大多数布置中，发电机壳体宽度160小于基座宽度155，使得框架支脚95必须足够向外延伸以适当地接合基座30。

图7示出基座30a，其中基座宽度155a非常接近发电机壳体宽度160a，使得可以采用窄框架支脚95a。与之相比，图8示出包括比发电机壳体宽度160b大得多的基座宽度155b的基座30b。在此情况下，需要宽框架支脚95b以将发电机10适当地支撑在基座30中。可以通过选择较窄或较宽的基座板105来调节框架支脚宽度145。

一旦为框架支脚95选择了宽度145，就必须确定高度140。发电机10必须附接到原动机（例如燃气涡轮机、蒸汽涡轮机等等）以允许驱动发电机10并产生电力。这些原动机中的每一者都设置在基座30上，其中旋转中心线15在特定高度95处。发电机10必须被设置成匹配所述高度140，并且更准确地匹配将据此设置发电机10以适当地耦接到原动机的悬链曲线（catenary curve）。

图9和图10示出包括两个不同中心线高度95c、95d的两个示例。图9中的发电机10设置在两个高度95c中的较低高度处，并且因此包括两个框架支脚95c中的较短框架支脚。图10示出较高中心线，其需要较高框架支脚95d。

参考图4，通过增加或减少限定在基座板105的第一表面120与安装板110中的最低螺栓孔130之间的调节距离165来改变框架支脚95的高度140。这确保螺栓孔130在任何选定高度处与螺纹孔60对齐。

一旦选择了高度140和宽度145，便将框架支脚95制造成附接到所采用的特定发电机壳体20。使用多个剪力键85和多个紧固件170完成附接。一旦附接到发电机壳体20，便可以采用粘合剂、系线或其他布置来锁定紧固件170的位置。在框架支脚95附接到发电机壳体20的情况下，发电机10可以视期望定位在基座30上并灌浆到适当位置中。

使用紧固件170、而非焊接或其他永久附接手段来附接框架支脚95确保框架支脚95被可移除地附接。如本文中所使用的，“可移除地”意指可以在不以任何方式破坏或损坏框架支脚95或发电机壳体20的情况下移除框架支脚95，并且可以使用普通工具来实施所述移除。例如，如果框架支脚95焊接到发电机壳体20，则其只能通过从发电机壳体20切掉（例如，焊炬、碳弧、等离子体等等）框架支脚95来移除。此切割将必然损坏框架支脚95和发电机壳体20中的一者或两者。

在发电设施的设计和构造期间，基座30被设计和构建成匹配发电机10和驱动发电机10的装备，使得可以采用标准或预先设计的发电机壳体20。如果出于某一原因，基座30不像预期那样，则发电机壳体20可能需要重新设计。然而，重新设计可能改变壳体20的结构稳定性或负面地影响壳体20内的冷却流。其中壳体20难得匹配预先设计的发电机10的一种情况是当发电机损坏到无法修复并且必须被更换时。通常，原始发电机设计不再可用，并且较新设计需要不同基座30。

虽然已经详细描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在不背离本公开按其最广泛形式的精神和范围的情况下，作出本文中公开的各种改变、替换、变化和改进。

本申请中的任何描述均不应理解为暗示任何特定元件、步骤、动作或功能是必须包括在权利要求范围内的必不可少的元件：专利主题的范围仅由所允许的权利要求限定。此外，这些权利要求中的任何一个都不旨在实行装置加功能权利要求构造，除非确切词语“用于…的装置”后跟分词。

Claims (16)

1.一种由基座支撑的发电机，所述发电机包括：

发电机壳体，所述发电机壳体限定沿着发电机的旋转轴线延伸的第一侧和第二侧；

能够移除地附接到所述第一侧的第一框架支脚；以及

能够移除地附接到所述第二侧的第二框架支脚，其中，所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的高度被选择成将所述旋转轴线定位在所述基座上方的所期望的高度处，并且其中，所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的宽度被选择成接合所述基座。

2.根据权利要求1所述的发电机，其中，每一框架支脚包括被布置成以螺纹方式接合所述发电机壳体的多个紧固件，以及能够与所述框架支脚和所述发电机壳体接合的剪力键，以抑制沿法向于所述旋转轴线的方向移动。

3.根据权利要求2所述的发电机，其中，所述发电机的所述第一侧包括：多行螺纹孔口，每一行法向于所述旋转轴线布置以接收所述多个紧固件中的一者；以及各自被布置成接收剪力键的多个槽。

4.根据权利要求1所述的发电机，其中，每一框架支脚包括被布置成接合所述基座的基座板、垂直于所述基座板的安装板、以及在所述安装板与所述基座板之间延伸的多个角撑板。

5.根据权利要求4所述的发电机，其中，所述安装板被布置成接合所述发电机壳体。

6.根据权利要求1所述的发电机，其进一步包括能够移除地附接到所述第一侧的第三框架支脚和能够移除地附接到所述第二侧的第四框架支脚，并且其中，所述第一框架支脚、第二框架支脚、第三框架支脚和第四框架支脚配合成将所述发电机完全支撑在所述基座上。

7.一种由基座支撑的发电机，所述发电机包括：

发电机壳体，所述发电机壳体限定沿着所述发电机的旋转轴线延伸的第一侧和第二侧；

能够移除地附接到所述第一侧的多个第一框架支脚；以及

能够移除地附接到所述第二侧的多个第二框架支脚，每一框架支脚包括：

被布置成以螺纹方式接合所述发电机壳体的多个紧固件；以及能够与所述框架支脚和所述发电机壳体接合的剪力键，以抑制沿法向于所述旋转轴线的方向移动；

其中，每一框架支脚的高度被选择成将所述旋转轴线定位在所述基座上方的所期望的高度处，并且其中，每一框架支脚的宽度被选择成接合所述基座。

8.根据权利要求7所述的发电机，其中，所述发电机的所述第一侧包括：多行螺纹孔口，每一行法向于所述旋转轴线布置以接收所述多个紧固件中的一者；以及各自被布置成接收剪力键的多个槽。

9.根据权利要求7所述的发电机，其中，每一框架支脚包括被布置成接合所述基座的基座板、垂直于所述基座板的安装板、以及在所述安装板与所述基座板之间延伸的多个角撑板。

10.根据权利要求9所述的发电机，其中，所述安装板被布置成接合所述发电机壳体。

11.根据权利要求7所述的发电机，其中，所述多个第一框架支脚包括两个且仅两个框架支脚，并且所述多个第二框架支脚包括两个且仅两个框架支脚。

12.一种将发电机支撑在具有开口宽度的基座中的方法，所述方法包括：

选择具有壳体的发电机，所述壳体包括在所述壳体的右侧上的右侧附接空间和在所述壳体的左侧上的左侧附接空间，其配合成限定壳体宽度；

将第一框架支脚能够移除地附接到所述壳体的右侧，所述第一框架支脚具有第一高度和第一宽度；

将第二框架支脚能够移除地附接到所述壳体的左侧，所述第二框架支脚具有第二高度和第二宽度；以及

将所述发电机附接到所述基座，其中，所述第一宽度和所述第二宽度被选择成使得所述第一宽度、所述第二宽度和所述壳体宽度的总和大于所述开口宽度，并且其中，所述第一高度和所述第二高度被选择成相对于所述基座将所述发电机的中心线定位在所期望的竖直高程处。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括使用多个紧固件将所述第一框架支脚以螺纹方式接合到所述壳体的右侧。

14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括将第三框架支脚能够移除地附接到所述壳体的右侧，并且将第四框架支脚能够移除地附接到所述壳体的左侧，所述第一框架支脚、第二框架支脚、第三框架支脚和第四框架支脚配合成将所述发电机完全支撑在所述基座上。

15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括将第一剪力键定位在所述第一框架支脚与所述壳体之间，并且将第二剪力键定位在所述第二框架支脚与所述壳体之间，所述第一剪力键和所述第二剪力键能够操作成抑制所述发电机壳体在竖直方向上相对于所述第一框架支脚和所述第二框架支脚的移动。

16.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括邻近安装板定位基座板，并且将多个角撑板焊接到所述基座板和所述安装板中的每一者以限定所述第一框架支脚。

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