CN115749994A - 一种可控式机组胀差调节系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控式机组胀差调节系统及其方法，属于透平机械装置技术领域；该系统包括固定设置的底座，所述底座的前端和后端分别装配有前轴承箱和后轴承箱，所述前轴承箱和后轴承箱之间设置有转子，所述转子的两端部分别装配在前轴承箱和后轴承箱，所述转子设置有气缸，所述汽缸沿转子轴向的两侧分别设置有前猫爪和后猫爪；本发明的一种可控式机组胀差调节结构及其方法，能通过增大启机过程的轴向通流间隙，从而提高机组启动速度，同时，能够通过减小机组的轴向通流间隙，从而提高径流式机组的运行效率；通过调节机组的轴向通流间隙，有效减少机组的碰磨。
Description
技术领域
本发明涉及一种可控式机组胀差调节系统及其方法，属于透平机械装置技术领域。
背景技术
为保证透平机械动静部件不会碰磨，目前主要通过监测机组轴端的热膨胀，使得其控制在一定范围内。对于两端支撑的机组，为保证机组膨胀，常采用猫爪的形式将气缸支撑在前后轴承箱上，猫爪通常与气缸铸造为一个整体。但该部分的膨胀主要通过气缸、蜗壳的导热，使得气缸、猫爪等结构逐步升温，导致机组膨胀，从而将胀差控制在一定范围内。在机组启动过程，由于参数存在较大变化，通过改变机组温升率等方式控制胀差在一定范围内。但随着现在对机组快速启动的要求，机组温升率需要更高，因此需通过新的方式对静子件的膨胀进行干预，确保机组快速启动。
同时，对于径流式机组等设备，由于轴向间隙对机组效率等影响较大，通过主动式胀差控制技术，可实现机组启动时轴向通流间隙较大，达到设计点后通过主动干预方式，在保证动静不碰磨的情况下逐步减小轴向通流间隙，从而提高机组效率。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可控式机组胀差调节系统及其方法，可通过主动调节的方式控制机组胀差，从而缩短机组的启动时间，同时，提高径流式机组效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种可控式机组胀差调节系统，包括固定设置的底座，所述底座的前端和后端分别装配有前轴承箱和后轴承箱，所述前轴承箱和后轴承箱之间设置有转子，所述转子的两端部分别装配在前轴承箱和后轴承箱，所述转子设置有气缸，所述汽缸沿转子轴向的两侧分别设置有前猫爪和后猫爪；
所述转子与后轴承箱装配的一端沿转子轴向限位装配，所述后轴承箱固定装配于底座上，所述前猫爪和后猫爪分别与前轴承箱和后轴承箱固定装配，所述前轴承箱滑动装配在底座上，在受热膨胀的情况下前猫爪可带动前轴承箱前后移动。
进一步的，所述转子装配于后轴承箱内的端部设置有推力盘，通过推力盘使转子相对于后轴承箱不产生相对位移。
进一步的，所述前猫爪和后猫爪设置有猫爪加热装置以用于前猫爪和后猫爪的加热。
进一步的，所述前猫爪和后猫爪包括分别包括2个猫爪结构，每个猫爪结构均设置有猫爪加热装置。
进一步的，所述猫爪结构上设置有用于检测猫爪结构温度的温度传感器。
进一步的，所述前猫爪对应的每个猫爪结构对应设置有猫爪胀差传感器。
进一步的，所述猫爪加热装置为电阻丝，并缠绕于猫爪结构表面；或者，所述猫爪加热装置为加热棒，所述加热棒具有至少一根，并设置于猫爪结构内部。
进一步的，所述汽缸设置有用于检测汽缸胀差的气缸胀差传感器。
进一步的，在转子位于前轴承箱的一端部设置有转子胀差传感器。
一种可控式机组胀差调节方法，采用上述的一种可控式机组胀差调节系统，包括以下步骤：
机组后轴承箱作为机组的绝对死点，当机组升温时，通过后猫爪结构、气缸、前猫爪膨胀，推动前轴承箱沿轴向移动；当机组需快速启动时，为确保机组动静不碰磨，通过升高可增大通流间隙一侧的猫爪加热装置，从而增大机组通流间隙，实现机组快速启动，启动过程中对机组的转子胀差传感器、猫爪胀差传感器、气缸胀差传感器进行观察，以确定机组膨胀状态；
当机组达到运行参数时，若需要进一步提高机组效率，在确保机组不碰磨的前提下，调整减小间隙一侧猫爪结构的温度，可实现减小机组轴向间隙，从而提高机组效率；
当机组出现轴向碰磨时，可通过调节对应侧猫爪结构温度，改变机组通流间隙，减少碰磨；
当机组由于结构不对称，导致左右两侧膨胀量不同，而出现转子与静子件轴线不重合导致碰磨时，可通过调整对应侧猫爪结构的温度，从而改善左右两侧膨胀不均匀的状态。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种可控式机组胀差调节结构及其方法，能通过增大启机过程的轴向通流间隙，从而提高机组启动速度，同时，能够通过减小机组的轴向通流间隙，从而提高径流式机组的运行效率；通过调节机组的轴向通流间隙，有效减少机组的碰磨；
2、本发明的一种可控式机组胀差调节结构及其方法，通过在猫爪结构上设置加热装置对猫爪结构进行加热，并通过加热的方式能够有效的实现猫爪结构的膨胀，通过调节两侧猫爪结构的膨胀量，以保证机组运行时转子与静子件轴线重合，避免受热不均出现的轴线偏转而导致碰磨。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明猫爪结构缠绕电阻丝示意图；
图3是本发明猫爪结构插入加热棒示意图之一；
图4是本发明猫爪结构插入加热棒示意图之二；
图5是本发明猫爪结构插入加热棒示意图之三。
图中标记：1－底座，2－前轴承箱，3－前侧猫爪，4－气缸，5－后轴承箱，6－推力盘，7－转子，8－猫爪加热装置，a－转子胀差传感器，b－猫爪胀差传感器，c－气缸胀差传感器，d－温度传感器。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
一种可控式机组胀差调节系统，如图1至图5所示，包括固定设置的底座1，所述底座1的前端和后端分别装配有前轴承箱2和后轴承箱5，所述前轴承箱2和后轴承箱5之间设置有转子7，所述转子7的两端部分别装配在前轴承箱2和后轴承箱5，所述转子7设置有气缸4，所述汽缸沿转子7轴向的两侧分别设置有前猫爪3和后猫爪9；
所述转子7与后轴承箱5装配的一端沿转子轴向限位装配，所述后轴承箱5固定装配于底座1上，所述前猫爪3和后猫爪9分别与前轴承箱2和后轴承箱5固定装配，所述前轴承箱2滑动装配在底座1上，在受热膨胀的情况下前猫爪3可带动前轴承箱2前后移动。
基于上述具体的设计基础上，在整个系统的设计中，作为更加具体的设计，所述转子7装配于后轴承箱5内的端部设置有推力盘6，通过推力盘6使转子7相对于后轴承箱5不产生相对位移。在该结构的设计基础上，在膨胀的设计上，促使整个结构向前端移动。
更进一步的设计，所述前猫爪3和后猫爪9设置有猫爪加热装置8以用于前猫爪3和后猫爪9的加热。
作为更加具体的设计，所述前猫爪3和后猫爪9包括分别包括2个猫爪结构，每个猫爪结构均设置有猫爪加热装置8。
在结构的设计上，所述猫爪结构上设置有用于检测猫爪结构温度的温度传感器d。通过温度的检测能够有效精准的对猫爪结构伸缩量进行控制。
更进一步的设计，所述前猫爪3对应的每个猫爪结构对应设置有猫爪胀差传感器b。
在具体的结构设计上，如图2－图5所示，所述猫爪加热装置8为电阻丝，并缠绕于猫爪结构表面；或者，所述猫爪加热装置8为加热棒，所述加热棒具有至少一根，并设置于猫爪结构内部。当所述猫爪加热装置8为加热棒时，其包括至少一根，比如可为2根，3根及以上。更具体的设计，所述加热棒不限制于轴向装入，也可沿水平方向或垂直方向装入。
在具体的结构设计上，作为更加具体的设计，所述汽缸设置有用于检测汽缸胀差的气缸胀差传感器c，且设置于汽缸的中部两侧；在转子位于前轴承箱2的一端部设置有转子胀差传感器a。
在本实施例中，作为具体的描述，所述胀差传感器(a、b、c、d)根据机组实际配置，可适当增减，在结构的设计上，促使整个系统膨胀后按照既定的一个方向移动，并在对应位置设置相对的胀差传感器，从而实现整个膨胀量的检测和控制，并进一步的利于提高机组启动速度，提高径流式机组的运行效率，减少机组的碰磨。
实施例2
在实施例1的设计基础上，针对一种可控式机组胀差调节系统提供一种可控式机组胀差调节方法，包括以下步骤：
机组后轴承箱5作为机组的绝对死点，当机组升温时，通过后猫爪9、气缸4、前猫爪3膨胀，推动前轴承箱2沿轴向移动；当机组需快速启动时，为确保机组动静不碰磨，通过升高可增大通流间隙一侧的猫爪加热装置8，从而增大机组通流间隙，实现机组快速启动，启动过程中对机组的转子胀差传感器a、猫爪胀差传感器b、气缸胀差传感器c进行观察，以确定机组膨胀状态；
当机组达到运行参数时，若需要进一步提高机组效率，在确保机组不碰磨的前提下，调整减小间隙一侧猫爪结构的温度，可实现减小机组轴向间隙，从而提高机组效率；
当机组出现轴向碰磨时，可通过调节对应侧猫爪结构温度，改变机组通流间隙，减少碰磨；
当机组由于结构不对称，导致左右两侧膨胀量不同，而出现转子与静子件轴线不重合导致碰磨时，可通过调整对应侧猫爪结构的温度，从而改善左右两侧膨胀不均匀的状态。
在上述具体的步骤之前，对于气缸两侧分别伸出猫爪结构，采用分别电加热的形式，并在猫爪结构端部和气缸中部设置位移测点，用于确定气缸相对于基础的膨胀量。同时，配合轴端的转子与静子的位移测点所测得的相对胀差，通过在线核算可得到静子件与转子叶顶处的轴向间隙。
以上可控式机组胀差调节系统及方法在实际应用中，作为使用环境，不局限于工质采用类似CO2的系统当中的气缸，还适用于工质为水蒸气的系统当中的汽缸。
综上所述：
1、本发明的一种可控式机组胀差调节结构及其方法，能通过增大启机过程的轴向通流间隙，从而提高机组启动速度，同时，能够通过减小机组的轴向通流间隙，从而提高径流式机组的运行效率；通过调节机组的轴向通流间隙，有效减少机组的碰磨；
2、本发明的一种可控式机组胀差调节结构及其方法，通过在猫爪结构上设置加热装置对猫爪结构进行加热，并通过加热的方式能够有效的实现猫爪结构的膨胀，通过调节两侧猫爪结构的膨胀量，以保证机组运行时转子与静子件轴线重合，避免受热不均出现的轴线偏转而导致碰磨。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：包括固定设置的底座，所述底座的前端和后端分别装配有前轴承箱和后轴承箱，所述前轴承箱和后轴承箱之间设置有转子，所述转子的两端部分别装配在前轴承箱和后轴承箱，所述转子设置有气缸，所述汽缸沿转子轴向的两侧分别设置有前猫爪和后猫爪；
所述转子与后轴承箱装配的一端沿转子轴向限位装配，所述后轴承箱固定装配于底座上，所述前猫爪和后猫爪分别与前轴承箱和后轴承箱固定装配，所述前轴承箱滑动装配在底座上，在受热膨胀的情况下前猫爪可带动前轴承箱前后移动。
2.如权利要求1所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述转子装配于后轴承箱内的端部设置有推力盘，通过推力盘使转子相对于后轴承箱不产生相对位移。
3.如权利要求1所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述前猫爪和后猫爪设置有猫爪加热装置以用于前猫爪和后猫爪的加热。
4.如权利要求3所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述前猫爪和后猫爪包括分别包括2个猫爪结构，每个猫爪结构均设置有猫爪加热装置。
5.如权利要求4所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述猫爪结构上设置有用于检测猫爪结构温度的温度传感器。
6.如权利要求4所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述前猫爪对应的每个猫爪结构对应设置有猫爪胀差传感器。
7.如权利要求4所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述猫爪加热装置为电阻丝，并缠绕于猫爪结构表面；或者，所述猫爪加热装置为加热棒，所述加热棒具有至少一根，并设置于猫爪结构内部。
8.如权利要求1所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：所述汽缸设置有用于检测汽缸胀差的气缸胀差传感器。
9.如权利要求1所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：在转子位于前轴承箱的一端部设置有转子胀差传感器。
10.一种可控式机组胀差调节方法，采用权利要求1－9任一项所述的一种可控式机组胀差调节系统，其特征在于：包括以下步骤：
机组后轴承箱作为机组的绝对死点，当机组升温时，通过后猫爪、气缸、前猫爪膨胀，推动前轴承箱沿轴向移动；当机组需快速启动时，为确保机组动静不碰磨，通过升高可增大通流间隙一侧的猫爪加热装置，从而增大机组通流间隙，实现机组快速启动，启动过程中对机组的转子胀差传感器、猫爪胀差传感器、气缸胀差传感器进行观察，以确定机组膨胀状态；
当机组达到运行参数时，若需要进一步提高机组效率，在确保机组不碰磨的前提下，调整减小间隙一侧猫爪结构的温度，可实现减小机组轴向间隙，从而提高机组效率；
当机组出现轴向碰磨时，可通过调节对应侧猫爪结构温度，改变机组通流间隙，减少碰磨；
当机组由于结构不对称，导致左右两侧膨胀量不同，而出现转子与静子件轴线不重合导致碰磨时，可通过调整对应侧猫爪结构的温度，从而改善左右两侧膨胀不均匀的状态。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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