CN216342441U - 大功率发电机组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率发电机组结构，包括发电机组本体以及外围装置，其特征在于：所述发电机组本体包括至少两台发电机组，各发电机组分别与外围装置连接而形成发电机组并联的结构。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：1、成品可靠、适用方面的实用性：通过采用独立的发电机组小单元，可以停机、移除或更换，大大提高了整个系统的适用性、可靠性；2、成品运输方面的实用性：生产可以在工厂集成整体，也可以工厂生产到独立小单元发电机组，当运输或设备运行现场吊装就位条件受限时，工厂生产合格的独立小单元发电机组可以分别运输、分别吊装就位，在设备运行现场拼装集成。

Description

大功率发电机组结构

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，具体是一种大功率发电机组结构。

背景技术

随着公用、工业、数据部门对电力需求的大幅增长，现在国内乃至全球的发电机组厂商为了满足大型负载的用电需要，燃油、燃气发电机组生产路径是越来越向单机大型、超大型化方向发展，即采用数千千瓦的内燃机来组装成大功率发电机组。

首先，在大马力内燃机研发生产中，一些关键部件如曲轴等对材料、工艺、加工的要求非常高，但超大型发电机组总体的社会需求量是相对有限的，这就造成了大型、超大型发电机组功率单价成本非常高。

其次，单机大功率发电机组在维护保养和难以避免的故障时，整套系统只能停止运行。

再次，因为单机大功率发电机组体积庞大，无论是陆上公路铁路还是江河海洋水路运输都会变得十分困难、不经济和低效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种大功率发电机组结构，提高可靠性和生产制造运输的便利性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大功率发电机组结构，包括发电机组本体以及外围装置，其特征在于：所述发电机组本体包括至少两台发电机组，各发电机组分别与外围装置连接而形成发电机组并联的结构。

为便于发电机组冷却，每台发电机组包括模块化的功能接口，所述功能接口包括冷却管路接口，所述外围装置包括冷却系统单元，每台发电机组的冷却管路接口与冷却系统单元相连。

为便于发电机组供油和回油，每台发电机组包括模块化的功能接口，所述功能接口包括进油管路接口和回油管路接口，所述外围装置包括用于与进油管路接口和回油管路接口相连的供油系统单元。

为便于发电机组排烟，每台发电机组包括模块化的功能接口，所述功能接口包括排烟接口，所述外围装置包括排烟系统单元，每台发电机组的排烟接口与排烟系统单元相连。

为便于控制发电机组，每台发电机组包括模块化的功能接口，所述功能接口包括电缆输出接口，所述外围装置包括总控制柜单元，每台发电机组的电缆输出接口与总控制柜单元相连。

为便于固定设置发电机组，所述发电机组本体还包括底座，所述发电机组设置在底座上。

优选的，为便于减少占据的空间，各发电机组上下叠加设置，上层的发电机组支撑在下层的发电机组上，下层的发电机组设置在底座上。

为便于简化固定支撑的结构，每台发电机组包括发电机和发动机，上层的发电机组的发电机通过第一支撑腿支撑在下层的发电机组的发电机上，上层的发电机组的发动机通过第二支撑腿支撑在下层的发电机组的发动机上，下层的发电机和发动机再分别通过支座设置在底座上。

为减少上层发电机组的震动对下层发电机组产生的影响，所述各支撑腿和支座之间的连接处设置有减震垫。

为便于发电机组整体结构稳定，每台发电机组包括发电机、发动机以及连接件，所述发动机的输出端具有飞轮，所述飞轮外设置有飞轮壳，所述发电机的输入端具有转子，所述连接件包括联轴器和连接套，所述联轴器将发动机的飞轮和发电机的转子连接，所述连接套将发动机的飞轮壳和发电机的壳体法兰连接，所述壳体法兰位于转子的输入端之外。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：1、成品可靠、适用方面的实用性：通过采用独立的发电机组小单元，可以停机、移除或更换，大大提高了整个系统的适用性、可靠性；2、成品运输方面的实用性：生产可以在工厂集成整体，也可以工厂生产到独立小单元发电机组，当运输或设备运行现场吊装就位条件受限时，工厂生产合格的独立小单元发电机组可以分别运输、分别吊装就位，在设备运行现场拼装集成。

附图说明

图1为本实用新型实施例的发电机组结构的示意图；

图2为本实用新型实施例的发电机组结构的发电机组本体的示意图；

图3为本实用新型实施例的发电机组结构的发电机组本体的两个发电机组组装的示意图；

图4为本实用新型实施例的发电机组结构的发电机组本体的发电机组的示意图；

图5为图4的发电机组的分解结构示意图；

图6为本实用新型实施例的发电机组结构的部分冷却系统单元的示意图；

图7为本实用新型实施例的发电机组结构的排烟系统单元的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参见图1～图3，一种大功率发电机组结构，包括发电机组本体100和外围装置，其中，发电机组本体100包括至少两台功率较小的发电机组1，如本实施例中所示的，共有四台发电机组1，通过层层重叠集成组合并联形成一个大功率发电机组结构。

发电机组1模块化设计，每台小功率的发电机组1是一个独立单元，任何一个单元可以在本实用新型系统中独立或电气并联(现代电气控制技术下，多电源实现并联再并联已不是问题)下运行。每个独立单元具备通用性、互换性，可以按需要任意加入或退出运行序列。每个独立发电单元在本实用新型指向的这类大型内燃机发电系统中，被设计成：独立小单元可以停机、移除或更换。对任何一组独立小单元作上述的操作时，本实用新型指向的这类大型内燃机发电系统只表现为输出功率减小或增大，整个系统可以不停止运行。

参见图2～图4，每台发电机组1包括发电机11、发动机12以及将发电机11和发动机12连接的连接件13。每台发电机组1的功能接口采用了模块化集成设计，方便互换与安装。主要接口有冷却管路接口14、进油管路接口15、回油管路接口16、排烟接口17和电缆输出接口18。

发电机组本体100还包括底座2，上述的各发电机组1叠加后，下层的发电机组1设置在底座2上，由底座2支撑整个发电机系统的重量。上层的发电机组1的发电机11通过第一支撑腿21支撑在下层的发电机组1的发电机11上，上层的发电机组1的发动机12通过第二支撑腿22支撑在下层的发电机组1的发动机12上。下层的发电机11和发动机12再分别通过支座23设置在底座2上，由此使得结构简化，避免底座2上设置过多的如支撑腿等支撑固定部件。上述各支撑腿和支座23之间的连接处可设置减震垫24，从而减轻上层的发电机组1产生的震动对下层的发电机组1带来的影响。

由于上层的发电机组1处于悬空的状态，因此，在本实施例中，发电机组1的发电机11和发动机12之间的连接件13既能实现动力输出，又能实现固定安装。发动机12的输出端具有飞轮121，飞轮121外设置有飞轮壳122，发电机11的输入端具有转子111和设置在转子111上的连接平键112。连接件13包括联轴器131和连接套132，其中联轴器131连接在发动机12的飞轮121和发电机11的连接平键112之间，从而可将动力从发动机12传递到发电机11，联轴器131可采用高弹联轴节。飞轮121和联轴器131之间可通过高强度螺栓进行连接，打扭矩做好完工标记。发电机11输入端用热浸油压方式将联轴器131内的输入轴套与转子111通过连接平键112连接。连接套132与飞轮壳122通过连接螺栓133连接，所有连接螺栓打好规定扭矩值，做好完工标记。同时，连接套132还与发电机11的壳体法兰114连接，该壳体法兰114位于转子111的输入端之外。可替代的，联轴器131可以用发电机连接钢片替代。

由此，发电机11和发动机12之间既可以实现动力的传递，又实现了刚性的连接。连接套132一方面用来发动机12与发电机11的连接，另一方面用于联轴器131或发电机11连接钢片的保护外壳。发电机11的重量由发电机12和连接套132来承担。

再参加图1和图2，外围装置包括多个功能单元，分别为冷却系统单元200、供油系统单元(未示出)、排烟系统单元300和总控制柜单元400，上述各功能单元及发电机组1分别留有端接口，各端接口汇总后由总单元系统输出，集中管理，分别监控。单台发电机组各系统单元互相独立，独立运行，总系统单元至各分系统单元由端接口连接，单台发电机组1发生故障方便更换维修。

每台发电机组1的冷却管路接口14与冷却系统单元200相连；每台发电机组1的进回油管路接口15、回油管路接口16与供油系统单元300相连；每台发电机组1的排烟接口17与排烟系统单元400相连；每台发电机组1的电缆输出接口18与总控制柜单元相连。

参见图1和图6，冷却系统单元200，位于整个系统前端，包括散热水箱201和外部连接管路202，外部连接管路202分别与每台发电机组1的发动机12上的冷却管路接口14相连，冷却系统单元200是将发电机组1燃烧进程中产生的多余热量从发动机12体内带走。散热水箱201针对不同发电机组1结构特点个性化设计，标配的缸套水冷却系统对发动机12的缸体与缸盖冷却，散热水箱201设计时，水箱水套散热器芯子有效尺寸、散热面积、水箱容积、电机功率选配由发电机组1数量、型号(功率大小)决定，散热水箱201配置的数量等于发电机组1的数量，保证每台发电机组1有单独的冷却系统单元200，保证单台发电机组1的正常运行的冷却工况要求。

供油系统单元，位于整个发电机组结构系统中部，每台发动机12根据需要配备浮子油箱，浮子油箱与进油管路接口15和回油管路接口16相连。

参见图1和图7，排烟系统单元300，位于发电机组结构系统上端部，包括消音器301、外部排烟管302和波纹管303。波纹管303的数量与发电机组1的数量对应，外部排烟管302通过波纹管303与发电机组1上的排烟接口17相连，整个排烟系统设计原则是尽可能减少每台发电机组1的背压，排烟口的布置远离系统进风口。为防止单台发电机组1排烟口串烟受阻，每个波纹管303和排烟接口17之间设置有导流弯头304，保证单台发电机组1排烟顺畅。

总控制柜单元500位于发电机组1的发电机11一端，包括电缆桥架、控制总柜等，各发电机组1上的电缆输出接口18通过控制线与电缆与控制总柜相连。发电机组1侧端装有断路器，输出电缆经断路器由输出总柜输出至用户终端，控制总柜带有并联功能的控制器，能对多台发电机组1并联控制，并对单台发电机组1的运行监控、调压调频等参数进行设置。

本实用新型具有如下几方面的优点：

1、成品可靠、适用方面的实用性：传统或说现有单机大功率发电机组在维护保养和难以避免的故障时，整套系统只能停止运行。本实用新型指向的大功率发电机组结构中，独立小单元可以停机(如保养、小故障修复)，独立小单元移除(如大修理)，或更换独立小单元(如报废更新)。由于可以不停止运行，大大提高了整个系统的适用性、可靠性，独立小单元所具备的通用性、互换性，使整个系统不会像传统单机大功率发电机组核心部件(发动机曲轴、缸体，发电机主转子、定子等)故障、磨损失效而出现整报废的现象。

2、成品制造运维经济方面的实用性：从现有技术状况可知，在大马力内燃机研发生产中，一些关键部件如曲轴等对材料、工艺、加工的要求非常高，但超大型发电机组总体的社会需求量是相对有限的，这就造成了大型、超大型发电机组功率单价成本非常高。而本实用新型指向的这类大功率发电机组结构，采用的小功率发动机适用性巨大(车用、工程机械用)，社会产能超大，且制造成本低，维护技术要求低，这有大功率发动机无法比效的成本优势。

3、成品运输方面的实用性：通过采用多台功率较小的发电机组层层从叠组合成一个大功率发电机组系统的整机结构，生产可以在工厂集成整体，也可以工厂生产到独立小单元发电机组。当运输或设备运行现场吊装就位条件受限时，工厂生产合格的独立小单元发电机组可以分别运输、分别吊装就位，在设备运行现场拼装集成。这极大地减轻了运输的成本，大大地降低了运输的风险。

4、操作方面的实用性：本实用新型专利指向的这类大功率发电机组结构冷却、供油、排烟、输电(并联再并联)各系统都是模块化设计、生产、运输、安装。发动机监控，发电机调压调频、并联再并联，采用计算机实现自动或手动控制，也可以通过远程数据传输实现异地管理和监控。

Claims (10)

1.一种大功率发电机组结构，包括发电机组本体(100)以及外围装置，其特征在于：所述发电机组本体(100)包括至少两台发电机组(1)，各发电机组(1)分别与外围装置连接而形成发电机组并联的结构。

2.根据权利要求1所述的大功率发电机组结构，其特征在于：每台发电机组(1)包括模块化的功能接口，所述功能接口包括冷却管路接口(14)，所述外围装置包括冷却系统单元(200)，每台发电机组(1)的冷却管路接口(14)与冷却系统单元(200)相连。

3.根据权利要求1所述的大功率发电机组结构，其特征在于：每台发电机组(1)包括模块化的功能接口，所述功能接口包括进油管路接口(15)和回油管路接口(16)，所述外围装置包括用于与进油管路接口(15)和回油管路接口(16)相连的供油系统单元。

4.根据权利要求1所述的大功率发电机组结构，其特征在于：每台发电机组(1)包括模块化的功能接口，所述功能接口包括排烟接口(17)，所述外围装置包括排烟系统单元(300)，每台发电机组(1)的排烟接口(17)与排烟系统单元(300)相连。

5.根据权利要求1所述的大功率发电机组结构，其特征在于：每台发电机组(1)包括模块化的功能接口，所述功能接口包括电缆输出接口(18)，所述外围装置包括总控制柜单元(400)，每台发电机组(1)的电缆输出接口(18)与总控制柜单元(400)相连。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的大功率发电机组结构，其特征在于：所述发电机组本体(100)还包括底座(2)，所述发电机组(1)设置在底座(2)上。

7.根据权利要求6所述的大功率发电机组结构，其特征在于：各发电机组(1)上下叠加设置，上层的发电机组(1)支撑在下层的发电机组(1)上，下层的发电机组(1)设置在底座(2)上。

8.根据权利要求7所述的大功率发电机组结构，其特征在于：每台发电机组(1)包括发电机(11)和发动机(12)，上层的发电机组(1)的发电机(11)通过第一支撑腿(21)支撑在下层的发电机组(1)的发电机(11)上，上层的发电机组(1)的发动机(12)通过第二支撑腿(22)支撑在下层的发电机组(1)的发动机(12)上，下层的发电机(11)和发动机(12)再分别通过支座(23)设置在底座(2)上。

9.根据权利要求8所述的大功率发电机组结构，其特征在于：所述第一支撑腿(21)和第二支撑腿(22)各自和支座(23)之间的连接处设置有减震垫(24)。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的大功率发电机组结构，其特征在于：每台发电机组(1)包括发电机(11)、发动机(12)以及连接件(13)，所述发动机(12)的输出端具有飞轮(121)，所述飞轮(121)外设置有飞轮壳(122)，所述发电机(11)的输入端具有转子(111)，所述连接件(13)包括联轴器(131)和连接套(132)，所述联轴器(131)将发动机(12)的飞轮(121)和发电机(11)的转子(111)连接，所述连接套(132)将发动机(12)的飞轮壳(122)和发电机(11)的壳体法兰(114)连接，所述壳体法兰(114)位于转子(111)的输入端之外。

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