CN1401887A - 绝缘构造型转子耦合器 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘构造型转子耦合器，用于发电设备——是在蒸汽轮机(11)与燃气轮机(12)或另一台蒸汽轮机等转动机械之间配置发电机(13)、联接发电机(13)转子(13a)与转动机械转子(12a)、在蒸汽轮机(11)转子(11a)上设第1接地极(17)、在所述发电机(13)转子(13a)上设第2接地极(18)——的发电设备，将发电机(13)与蒸汽轮机(11)的两个转子(13a)与(11a)以电绝缘状态联接起来。可以切实防止起因于轴电压的对轴承及转子等的电腐蚀。

Description

绝缘构造型转子耦合器
技术领域
本发明涉及绝缘构造型转子耦合器，其恰好适用于在蒸汽轮机与燃气轮机或另一台蒸汽轮机等转动机械之间配置发电量的发电设备，尤其是具备可以防止因轴电压产生而引起的对转子及轴承等的电腐蚀之构造。
背景技术
参照图8来说明一下以往的发电设备之例。根据该图，标号1为蒸汽轮机，标号2为发电机，标号3为燃气轮机或另一台蒸汽轮机等转动机械(虽然在以下描述中转动机械例举的是燃气轮机，但是在设置另一台蒸汽轮机而取代燃气轮机的场合，以下描述也同样适用)。蒸汽轮机1的转子1a和发电机2的转子2a之间介于离合器5(自动插脱装置)而同轴联接。另外，发电机2的转子2a和燃气轮机3的转子3a之间也通过转子偶合器6同轴联接。进一步，各转子1a、2a、3a分别被各轴承7......7所支持而可转动。
若此，通过采用在蒸汽轮机1和燃气轮机3之间配置发电机2的结构，就可以在实质上将蒸汽轮机1和燃气轮机3之间分离开。据此，同将发电机、蒸汽轮机、燃气轮机(或者另一台蒸汽轮机等转动机械)按顺序配置的结构相比，可以用离合器5将蒸汽轮机1和燃气轮机2分离开，能带来使用灵活的效果。
然而，在上述图8所示配置的场合，在发电机2的励磁端和其相对端的轴处，从原理上讲轴电压是不同的，故其之间若连上(譬如通过接地栅等)的话，借这一闭合回路上就有大量电流流过各转子1a、2a、3a。
这样的轴电压若超过阈值，就会出现这样的问题：各转子1a、3a和各轴承7......7之间的绝缘会遭到破坏而放电，各转子1a、3a的轴颈及接地栅表面以及各轴承7......7的支承因电腐蚀作用而受损。
作为预防这种损害的对策，有这样一种方法：如图8所示，在蒸汽轮机1和发电机2之间设接地极9a，以让轴电流跑掉。
通常，象各转子2a、3a那样联接的连续导体，通过让其中某一点接地就可以做到在任何一处都达到相同电位。但是，在蒸汽轮机1和燃气轮机3之间配置发电机2的这种单轴系统结构却例外，即便某一点接地，远离该点处的电位也会变高。故，仅靠设接地极9a的对策是不够的。
对此，研究出这样的对策：如图8所示，进一步在燃气轮机3和发电机2之间设接地极9b，以防止远离接地极9a的转子3a的电位变高。然而，在采用2点接地的场合，若预先不对接地栅作个别处理(譬如2点间连接)，如图中箭头c所示的环状闭合回路电流就大量地循环而流，故如前所述，会出现起因于轴电压的、各转子1a、3a和各轴承7......7因电腐蚀作用而受损的问题。
因此，仅靠设接地极9a、9b的轴电压对策是不够的，尚需新对策。
发明内容
鉴于上述情况，本发明目的就在于提供一种绝缘构造型转子耦合器，其对于要求在蒸汽轮机与燃气轮机或另一台蒸汽轮机等转动机械之间配置发电机的结构以及要求绝缘的轴系统，可以切实防止起因于轴电压的对轴承及转子等的电腐蚀。
为达到上述目的，本发明采用如下结构。
(1)一种绝缘构造型转子偶合器，用于在蒸汽轮机与燃气轮机或另一台蒸汽轮机等转动机械之间配置发电机、联接所述发电机转子与所述转动机械转子、在所述蒸汽轮机转子上设第1接地极、在所述发电机转子上设第2接地极的发电设备，其特征在于：将所述发电机与所述蒸汽轮机的两个转子以电绝缘状态联接起来。
根据这种绝缘构造型转子偶合器，通过介于第1接地极及第2接地极达到接地，可以降低各转子的电位。并且，靠绝缘构造型转子偶合器，可以阻止电流从发电机转子朝向第1接地极流。
(2)关于前述(1)的绝缘构造型转子偶合器，其特征在于：具备设在所述发电机转子一侧的发电机端法兰、设在所述蒸汽轮机转子一侧的蒸汽轮机端法兰、夹在所述发电机端法兰和所述蒸汽轮机端法兰之间的法兰间绝缘部件、及在夹所述法兰间绝缘部件状态下固接所述发电机端法兰与所述蒸汽轮机端法兰的联接螺栓，在所述法兰间绝缘部件及所述联接螺栓上分别设有用于切断所述发电机端法兰与所述蒸汽轮机端法兰之间通电路径的绝缘部，该绝缘部是由氧化铝喷镀面或酚醛塑料构成的。
根据这种绝缘构造型转子偶合器，可以靠绝缘部切实切断发电机端法兰与蒸汽轮机端法兰之间通电路径。
(3)关于前述(2)的绝缘构造型转子偶合器，其特征在于：所述氧化铝喷镀面用硅酮类树脂覆盖。
根据这种绝缘构造型转子偶合器，可以用硅酮类树脂覆盖氧化铝喷镀面的氧化铝层产生的微气孔，可以提高氧化铝喷镀面具有的电绝缘效果。
(4)关于前述(2)或(3)的绝缘构造型转子偶合器，其特征在于：所述氧化铝喷镀面设于镍铬底漆之上。
根据这种绝缘构造型转子偶合器，是在设了镍铬底漆后再施以氧化铝喷镀，故可以提高在施氧化铝喷镀面上氧化铝喷镀的密接性。
附图说明
图1是具有本本发明实施例绝缘构造型转子耦合器的发电设备概略结构示意图。
图2是该发电设备要部示意图、即图1中A部的纵向截面图。
图3是该发电设备要部所具备的绝缘构造型转子耦合器之示意图、即图2中B部放大示意图。
图4是该绝缘构造型转子耦合器之示意图、即沿图3中C-C线的视图。
图5是该绝缘构造型转子耦合器示意图、即图3中D部放大示意图。
图6是该绝缘构造型转子耦合器要部示意图、即图3中E部放大示意图。
图7是该绝缘构造型转子耦合器要部示意图、即图3中F部放大示意图。
图8是已有的具备绝缘构造的发电设备的概略结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来说明一下本发明的绝缘构造型转子耦合器之实施例，但显然本发明并非限定于此进行解释。
根据图1，本实施例的发电设备具备如是概略结构：在蒸汽轮机11和燃气轮机12(转动机械)之间配置发电机13，发电机13的转子13a和蒸汽轮机11的转子11a之间介于离合器14(自动插脱装置)及传动轴15联接，发电机13的转子13a和燃气轮机12的转子12a相联接。
须指出的是，虽然在本实施例描述中是以燃气轮机12来举例说明所述转动机械，但是也可以设置图中省略的另一台蒸汽轮机等其他转动机械而取代燃气轮机12。
进一步，本实施例的发电设备还采用了如是结构：如图1及图2所示，发电机13与蒸汽轮机11的两个转子13a、11a之间通过以电绝缘状态联接该两转子13a与11a的绝缘构造型转子偶合器16相连接，在比绝缘构造型转子偶合器16要靠近蒸汽轮机11一侧的转子11a上设第1接地极17(是使电刷前端滑动配合于蒸汽轮机11一侧的转子11a表面的这种形式的接地极)，在发电机13转子13a的靠燃气轮机12一侧设第2接地极18(是使电刷前端滑动配合于发电机13一侧的转子13a表面的这种形式的接地极)。
另外，图1中标号19......19代表分别支承转子11a、传动轴15、转子13a、转子12a等转子的轴承。
如图3所示，绝缘构造型转子偶合器16结构是：具备设在发电机13转子13a一侧的发电机端法兰22(一体固定于转子13a端部)、设在蒸汽轮机11转子11a一侧的转子即传动轴15上的蒸汽轮机端法兰21(一体形成于传动轴15一端)、夹在发电机端法兰22和蒸汽轮机端法兰21之间的法兰间绝缘部件23、及在夹法兰间绝缘部件23状态下固接发电机端法兰22与蒸汽轮机端法兰21的联接螺栓24......24。
并且，在法兰间绝缘部件23及各联接螺栓24......24上分别设有用于切断发电机端法兰22与蒸汽轮机端法兰21之间通电路径的绝缘部，它是由氧化铝喷镀面或酚醛塑料构成的。至于该由氧化铝喷镀面或酚醛塑料构成的绝缘部以后还将详述。
法兰间绝缘部件23是这样构成的：如图4及5所示，具备垫片23a、从两侧夹住该垫片23a并构成凹凸配合部之凸部的一对圆环23b与23c、将该等圆环23b与23c相对于垫片23a都固定起来的多个螺钉23d......23d。
垫片23a是用于调节传动轴15与转子13a之间间隙大小的金属制圆盘部件，在其两侧形成有圆形凹部23a1与23a2当做用于将圆环23b与23c分别同轴嵌入的凹凸配合部之凹部。
圆环23b与23c，为薄板圆环形状的金属部件，在其同上述圆形凹部23a1与23a2接触的侧面及外表面(图5中粗线所示部分)上施以氧化铝喷镀(构成绝缘部的氧化铝喷镀面)，目的在于电绝缘。即使在将同是金属部件的圆环23b与23c都贴附到垫片23a上的状态下，也可以确保圆环23b与23c和垫片23a之间处于电绝缘状态。
再者，固定圆环23b与23c的螺钉23d......23d是酚醛塑料制部件(绝缘部)，故依然可以确保圆环23b与23c和垫片23a之间处于电绝缘状态。又，构成凹凸配合部之凸部的一对圆环23b与23c，如图6所示，通过其分别嵌入法兰21与22上形成的凹部21a与22a，可以将传动轴15与转子13a调整到相互同轴。
须指出的是，关于上述氧化铝喷镀面，为了防止其剥离，可预先在喷镀面上施以镍铬底漆后再行喷镀。还有，由于氧化铝层会产生微气孔，不加处理的话氧化铝喷镀面绝缘效果势必不佳，故为了达到完美的绝缘效果，用硅酮类树脂作全面覆盖。尽管说明省略了，但是以下所提到的所有氧化铝喷镀，都同样是意味着施底漆及硅酮类树脂覆盖。
各联接螺栓24......24，如图6及图7所示，由螺栓主体24a、螺帽24b及24b、开尾销24c及24c、绝缘套24d、绝缘垫24e及24e、绝缘圈24f及24f构成。
由螺栓主体24a与螺帽24b及24b均是金属部件，靠开尾销24c及24c将螺帽24b及24b止旋。
绝缘套24d是由酚醛塑料制的套在带螺纹的螺栓主体24a外周上的薄壁圆筒形部件(绝缘部)，其可以防止螺栓主体24a表面同上述法兰21及22的螺栓孔接触、以至使传动轴15与转子13a处于电导通状态。
绝缘垫24e及24e是金属垫，但在其同法兰21及22接触的接触面和外周面(见图7粗线部分)上施以氧化铝喷镀(构成绝缘部的氧化铝喷镀面)，目的在于电绝缘。那么，借其氧化铝喷镀，可以防止绝缘垫同上述法兰21及22接触、以至使传动轴15与转子13a处于电导通状态。
绝缘圈24f及24f是酚醛塑料制的圆圈形部件(绝缘部)，分别嵌入绝缘垫24e及24e上各自形成的凹部24e1及24e1内。而且，靠绝缘圈24f及24f，可以防止绝缘垫24e及24e同上述法兰21及22接触、以至使传动轴15与转子13a处于电导通状态。
故，本实施例的发电设备，通过介于第1接地极17及第2接地极18达到接地，可以降低各转子13a、12a、11a、传动轴15以及离合器14的电位。并且，靠绝缘构造型转子偶合器16，可以阻止电流从发电机13转子13a朝向第1接地极流。
如上所述，本实施例的发电设备所采用的结构是：在发电机13与蒸汽轮机11的两个转子13a、11a之间设绝缘构造型转子偶合器16，在比绝缘构造型转子偶合器16要靠近蒸汽轮机11一侧的转子11a上设第1接地极17，在转子13a的靠燃气轮机12一侧设第2接地极18。根据这一结构，由于可以靠第1接地极17和第2接地极18来降低转子11a、13a、12a的轴电压，同时还可隔断电流从发电机13转子13a朝向第1接地极17流，所以可以构成这样的轴电压对策构造：能切实阻止起因于轴电压的对各轴承19......19、各转子11a、12a以及离合器14等的电腐蚀。
故，可以采用在蒸汽轮机11和燃气轮机12之间配置发电机13的结构，而不会出现轴电压引起的问题。同将发电机、蒸汽轮机、燃气轮机按顺序配置的结构相比，可以用离合器14将蒸汽轮机11和燃气轮机12分离开，能带来使用灵活的效果。
再者，本实施例的绝缘构造型转子偶合器16采用的结构是：具备发电机端法兰22和蒸汽轮机端法兰21和法兰间绝缘部件23及联接螺栓24......24，在法兰间绝缘部件23及各联接螺栓24......24上分别设有由氧化铝喷镀面或酚醛塑料构成的绝缘部。根据这样的结构，由于可以靠绝缘部切实切断发电机端法兰22与蒸汽轮机端法兰21之间通电路径，所以可以切实阻止电流从发电机13转子13a朝向第1接地极17流。
还有，本实施例的绝缘构造型转子偶合器16还采用了用硅酮类树脂覆盖氧化铝喷镀面的结构。根据这样的结构，可以更加切实地发挥氧化铝喷镀面电绝缘效果。
另外，本实施例的绝缘构造型转子偶合器16采用了氧化铝喷镀面设于镍铬底漆之上的结构。根据这样的结构，可以提高在施氧化铝喷镀面上氧化铝喷镀的密接性，使得氧化铝喷镀面难以剥离。
本发明可以达到如下效果。
(1)绝缘构造型转子偶合器用于发电设备——是在蒸汽轮机与转动机械之间配置发电机、联接所述发电机转子与所述转动机械转子、在所述蒸汽轮机转子上设第1接地极、在所述发电机转子上设第2接地极——的发电设备，采用将所述发电机与所述蒸汽轮机的两个转子以电绝缘状态联接起来的结构。根据这种结构，可以降低各转子轴电压，同时靠这种绝缘构造型转子偶合器，可以阻止电流从发电机转子朝向第1接地极流，故可以构成这样的轴电压对策构造：能切实阻止起因于轴电压的对各轴承及各转子等的电腐蚀。
(2)绝缘构造型转子偶合器采用如是结构：具备发电机端法兰、蒸汽轮机端法兰、法兰间绝缘部件、及联接螺栓，在法兰间绝缘部件及联接螺栓上分别设有由氧化铝喷镀面或酚醛塑料构成的绝缘部。根据该结构，由于可以靠绝缘部切实切断发电机端法兰与蒸汽轮机端法兰之间通电路径，所以可以阻止电流从发电机转子朝向第1接地极流。
(3)绝缘构造型转子偶合器采用如是结构：氧化铝喷镀面用硅酮类树脂覆盖。根据该结构，可以更加提高氧化铝喷镀面的电绝缘效果。
(4)绝缘构造型转子偶合器采用如是结构：氧化铝喷镀面设于镍铬底漆之上。根据该结构，可以提高在施氧化铝喷镀面上氧化铝喷镀的密接性，使得氧化铝喷镀面难以剥离。

Claims (4)

1.一种绝缘构造型转子偶合器，用于在蒸汽轮机与燃气轮机或另一台蒸汽轮机等转动机械之间配置发电机、联接所述发电机转子与所述转动机械转子、在所述蒸汽轮机转子上设第1接地极、在所述发电机转子上设第2接地极的发电设备，其特征在于：将所述发电机与所述蒸汽轮机的两个转子以电绝缘状态联接起来。
2.按权利要求1所述的绝缘构造型转子偶合器，其特征在于：具备设在所述发电机转子一侧的发电机端法兰、设在所述蒸汽轮机转子一侧的蒸汽轮机端法兰、夹在所述发电机端法兰和所述蒸汽轮机端法兰之间的法兰间绝缘部件、及在夹所述法兰间绝缘部件状态下固接所述发电机端法兰与所述蒸汽轮机端法兰的联接螺栓，在所述法兰间绝缘部件及所述联接螺栓上分别设有用于切断所述发电机端法兰与所述蒸汽轮机端法兰之间通电路径的绝缘部，该绝缘部是由氧化铝喷镀面或酚醛塑料构成的。
3.按权利要求2所述的绝缘构造型转子偶合器，其特征在于：所述氧化铝喷镀面用硅酮类树脂覆盖。
4.按权利要求2或3所述的绝缘构造型转子偶合器，其特征在于：所述氧化铝喷镀面设于镍铬底漆之上。
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