RU2138664C1 - Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка - Google Patents
Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138664C1 RU2138664C1 RU98109821A RU98109821A RU2138664C1 RU 2138664 C1 RU2138664 C1 RU 2138664C1 RU 98109821 A RU98109821 A RU 98109821A RU 98109821 A RU98109821 A RU 98109821A RU 2138664 C1 RU2138664 C1 RU 2138664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- free turbine
- electric generator
- line
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Газотурбинная энергоустановка и способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора относятся к области энергетики. Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора заключается в передаче мощности через валопровод, соединенный шлицевой муфтой с валом свободной турбины и жестко с валом электрогенератора. Осевая сдвижка валопровода от торца свободной турбины при ее основе и охлаждении валопровода используется для аккумулировании энергии, идущей впоследствии при последующем включении на осевую сдвижку валопровода в исходное положение упора шлицевой муфты, соединяющей валопровод с валом свободной турбины, в торцевой уступ последнего. Возврат валопровода в исходное положение и аккумулирование энергии осуществляется посредством использования нажимного устройства. Нажимное устройство содержит закрепленную одним концом внутри вала свободной турбины втулку с фланцем. Фланец контактирует с торцом вала. На внешнем конце втулки закреплено внешнее кольцо. Внутреннее кольцо установлено с возможностью осевого перемещения с упором в шлицевую муфту. Между внешним и внутренним кольцами установлен предварительно сжатый упругий элемент. Такое осуществление изобретения позволит компенсировать тепловые перемещения валопровода. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области промышленного производства электроэнергии, преимущественно посредством газотурбинного привода электрогенератора.
Известна газотурбинная установка, содержащая модуль газогенератора, включающий корпус и ротор, силовой модуль, включающий корпус с выпускным патрубком и установленный внутри корпуса ротор свободной турбины с валом, а также модуль электрогенератора, включающий статор и ротор, причем силовая турбина соединена с ротором электрогенератора посредством валопровода, один конец которого соединен с валом свободной турбины при помощи шлицевой муфты с возможностью осевого перемещения, а другой соединен с валом ротора генератора жестко, и корпус газогенератора соединен с корпусом силового модуля соединительным элементом ("Газотурбинные установки, атлас конструкций и схем, под ред. Л.А. Шубенко-Шубина", М. "Машиностроение", 1976 г, стр. 78-82, прототип).
В известной газотурбинной установке реализован способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора через валопровод, соединенный посредством шлицевой муфты с валом свободной турбины и жестко - с валом электрогенератора, включающий при всплытии ротора электрогенератора на масляной пленке в подшипниках после запуска и удлинении валопровода вследствие теплового расширения на рабочем режиме осевую сдвижку валопровода с муфтой от торца вала свободной турбины при ее останове и охлаждении валопровода ("Газотурбинные установки, атлас конструкций и схем, под ред. Л.Л. Шубенко-Шубина", М. "Машиностроение", 1976 г, стр. 78-82, прототип).
При таком соединении роторов при передаче мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора после каждой остановки агрегата происходит шаговое перемещение валопровода вместе с ротором электрогенератора в сторону последнего. Это объясняется следующим. При выходе установки под нагрузку сразу после запуска (быстрый старт - известное преимущество газотурбинных энергоустановок) шлицевое соединение валопровода под действием передаваемого к генератору момента существенно ужесточается (защемляется). Второй конец валопровода жестко соединен с ротором генератора, который при вращении "всплывает" в своих подшипниках скольжения на масляной пленке и может легко перемещаться в осевом направлении. В процессе работы установки валопровод нагревается и, соответственно, удлиняется. Длина валопровода составляет около 2,5 м, а нагревается он на 80-150oC, так что удлинение может составить около 3 мм. Поскольку для осевого перемещения защемленного конца валопровода необходимо значительное усилие, а ротор электрогенератора смещается легко, то он и переместится на величину удлинения валопровода.
При остановке агрегата ротор электрогенератора перестает вращаться, масляная пленка в его подшипниках выдавливается и теперь для перемещения ротора большой массы в осевом направлении требуется значительное усилие (более 1000 кгс). В то же время шлицевая муфта валопровода, освобожденная от действия крутящего момента, может легко перемещаться в осевом направлении, что и происходит по мере охлаждения и, соответственно, укорачивания валопровода. При следующем запуске шлицевая муфта валопровода защемляется в новом положении, и процесс повторяется с периодическим накоплением шагового смещения ротора электрогенератора в осевом направлении.
Применение упорного подшипника в электрогенераторе, фиксирующего положение его ротора, обеспечит преодоление защемления в шлицах, но это приводит к неоправданно большому увеличению нагрузок на подшипниках электрогенератора и силовой турбины, а также на корпусе последней.
Осевая фиксация шлицевой муфты на валу свободной турбины для предотвращения смещения соответствующего конца валопровода также приводит к увеличению нагрузок на подшипник и корпус свободной турбины, причем это имеет место при отсутствии вращения роторов электрогенератора и турбины.
Оба эти технические решения требуют чрезмерного усиления конструкции и соответствующих затрат.
Задачей изобретения является предотвращение накопления перемещения ротора электрогенератора при незначительном увеличении себестоимости конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора через валопровод, соединенный посредством шлицевой муфты с валом свободной турбины и жестко - с валом электрогенератора, при всплытии ротора электрогенератора на масляной пленке в подшипниках после запуска, удлинении валопровода вследствие теплового расширения на рабочем режиме, осевой сдвижке валопровода с муфтой от торца вала свободной турбины при ее останове и охлаждении валопровода, осевую сдвижку валопровода используют для аккумулирования энергии, и при повторном запуске после всплытия ротора электрогенератора на масляной пленке в подшипниках перед выходом свободной турбины на рабочий режим производят подвод аккумулированной энергии для осуществления осевого перемещения валопровода в сторону торца вала свободной турбины и после этого выход свободной турбины на расчетную частоту вращения. Аккумулирование энергии осуществляется посредством дополнительного сжатия предварительно напряженного упругого элемента. Осевую сдвижку валопровода осуществляют до упора бурта шлицевой муфты в торцевой уступ вала последней. В случае недостижения упора бурта муфты в уступ вала осуществляют повторное уменьшение частоты вращения и осевую сдвижку валопровода.
Поставленная задача решается тем, что в газотурбинной энергоустановке, содержащей свободную турбину с валом, связанным посредством шлицевой муфты с валопроводом, жестко соединенным другим концом с валом электрогенератора, энергоустановка снабжена расположенным между валом свободной турбины и шлицевой муфтой нажимным устройством, содержащим закрепленную одним концом внутри вала свободной турбины втулку с фланцем, контактирующим с торцем вала, внешнее и внутреннее распорные кольца с установленным между ними упругим элементом, причем внешнее кольцо закреплено на внешнем конце втулки, а внутреннее - установлено с возможностью осевого перемещения с упором в шлицевую муфту, последняя выполнена с буртом, контактирующим с ответным торцевым уступом вала свободной турбины, и подшипники электрогенератора выполнены с возможностью осевого смещения ротора по меньшей мере на величину теплового удлинения валопровода. Упругий элемент может быть выполнен в виде предварительно сжатой пружины или ряда пружин, расположенных по окружности. В качестве пружин могут быть использованы спиральные пружины сжатия.
На фиг. 1 представлен общий вид газотурбинной энергоустановки, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 в увеличенном масштабе.
На валу 1 ротора свободной турбины устанавливается нажимное устройство, содержащее втулку 2 с фланцем 3, один конец которой закреплен внутри вала 1 до упора фланца 3 в торец вала 1, а на другой надеты распорные кольца 4 и 5, между которыми установлена предварительно сжатая пружина 6, причем внешнее кольцо 5 закреплено на внешнем конце втулки 2, а внутреннее установлено с возможностью осевого перемещения с упором в шлицевую муфту 7, предварительно надетую на вал 1 до упора своим буртом 8 в торцевой уступ 9 на валу 1. Шлицевая муфта 7 соединена с валопроводом 8, жестко связанным с валом 10 ротора электрогенератора. Вал 10 ротора электрогенератора установлен в подшипниках 11 с возможностью осевого перемещения на величину температурного удлинения валопровода 8.
Сила сжатой пружины (или нескольких пружин, расположенных по окружности) 250-300 кгс вполне достаточна для возвращения ротора электрогенератора при его вращении. Это усилие замкнуто на деталях нажимного устройства, шлицевой муфты и конце вала свободной турбины. Таким образом, дополнительных усилий на подшипнике турбины на установившихся режимах не возникает.
При запуске установки ротор электрогенератора перемещается за счет нагрева валопровода 8 описанным выше образом. После остановки перемещение шлицевой муфты 7 по мере охлаждения валопровода 8 сопровождается перемещением распорного кольца 4 с соответствующим сжатием пружины, а между буртом 8 и торцем уступа 9 образуется зазор.
При повторном запуске установки с охлажденным валопроводом свободная турбина до выхода на расчетную частоту вращения, соответствующую синхронизации электрогенератора по частоте с сетью, не может быть нагружена значительным крутящим моментом, и шлицевая муфта 7 не закусывается. В то же время ротор электрогенератора вращается, всплывает на масляной пленке в подшипниках 11 и может легко переместиться в исходное положение вместе с валопроводом 8 и его шлицевой муфтой 7 под действием умеренного усилия пружин 6. Усилие в шлицевой муфте 7 можно дополнительно уменьшить, если выполнить при разгоне ротора свободной турбины несколько раз небольшое уменьшение частоты вращения. Таким образом обеспечивается гарантированный возврат валопровода 8 в исходное положение.
После возврата валопровода 8 в исходное положение электрогенератор синхронизируется с сетью и установка выводится на нагрузку.
Использование изобретения позволит компенсировать тепловые перемещения валопровода в газотурбинной установке при простом способе и дешевой конструкции соединительного элемента.
Claims (8)
1. Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора газотурбинной энергоустановки, заключающийся в передаче мощности от свободной турбины к электрогенератору через валопровод, соединенный посредством шлицевой муфты с валом свободной турбины и жестко с валом электрогенератора, при всплытии ротора электрогенератора на масляной пленке в подшипниках после запуска, удлинении валопровода вследствие теплового расширения на рабочем режиме, осевой сдвижке валопровода с муфтой от торца вала свободной турбины при ее останове и охлаждении валопровода, отличающийся тем, что осевую сдвижку валопровода используют для аккумулирования энергии и при повторном запуске после всплытия ротора электрогенератора на масляной пленке в подшипниках перед выходом свободной турбины на рабочий режим производят подвод аккумулированной энергии для осуществления осевого перемещения валопровода в сторону торца вала свободной турбины и после этого выход свободной турбины на расчетную частоту вращения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аккумулирование энергии осуществляется посредством дополнительного сжатия предварительно напряженного упругого элемента.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что осевую сдвижку валопровода осуществляют до упора бурта шлицевой муфты, соединяющей валопровод со свободной турбиной, в торцевой уступ вала последней.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в случае недостижения упора бурта муфты в уступ вала осуществляют повторное уменьшение частоты вращения и осевую сдвижку валопровода.
5. Газотурбинная энергоустановка, содержащая свободную турбину с валом, связанным посредством шлицевой муфты с валопроводом, жестко соединенным другим концом с валом ротора электрогенератора, расположенного в его подшипниках, отличающаяся тем, что она снабжена расположенным между валом свободной турбины и шлицевой муфтой нажимным устройством, содержащим закрепленную одним концом внутри вала свободной турбины втулку с фланцем, контактирующим с торцом вала, внешнее и внутреннее распорные кольца с установленным между ними предварительно сжатым упругим элементом, причем внешнее кольцо закреплено на внешнем конце втулки, а внутреннее установлено с возможностью осевого перемещения с упором в шлицевую муфту, последняя выполнена с буртом, контактирующим с ответным торцевым уступом вала свободной турбины, и при этом подшипники ротора электрогенератора выполнены с возможностью его осевого смещения по меньшей мере на величину теплового удлинения валопровода.
6. Энергоустановка по п.5, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде пружины.
7. Энергоустановка по п.5, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде ряда расположенных по окружности пружин.
8. Энергоустановка по пп.6 и 7, отличающаяся тем, что в качестве пружины использована спиральная пружина сжатия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98109821A RU2138664C1 (ru) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98109821A RU2138664C1 (ru) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2138664C1 true RU2138664C1 (ru) | 1999-09-27 |
Family
ID=20206366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98109821A RU2138664C1 (ru) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2138664C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550716C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2015-05-10 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Соединительная муфта для балансировки ротора |
RU2603883C1 (ru) * | 2015-06-16 | 2016-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины |
-
1998
- 1998-05-29 RU RU98109821A patent/RU2138664C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550716C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2015-05-10 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Соединительная муфта для балансировки ротора |
RU2603883C1 (ru) * | 2015-06-16 | 2016-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635725C2 (ru) | Поршневая компрессорная установка и способ ее работы | |
EP2402560B1 (en) | Gear arrangement | |
CN108474353B (zh) | 用于监控具有弹性联轴器的风力涡轮机的驱动机构的方法和装置、风力涡轮机和方法 | |
JP3529137B2 (ja) | 組合せサイクルを有し、ガス・タービン及び複数のモジュールを持つ蒸気タービンを含む発電ユニット | |
US4487014A (en) | Gas generator and turbine unit | |
CN105370598A (zh) | 一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构 | |
RU2138664C1 (ru) | Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка | |
EP2183839B1 (en) | Device for back up driving of a motor of a liquid fuel supply pump of a combustion turbine | |
US6259166B1 (en) | Generator with double driving machinery | |
US3485041A (en) | Cranking system for a gas turbine | |
CN210714795U (zh) | 盘车装置 | |
US9464537B2 (en) | Clutched turbine wheels | |
JP2002332871A (ja) | ガスタービン発電設備 | |
TWI695117B (zh) | 廠房控制裝置、廠房控制方法及發電廠 | |
EP2435699B1 (en) | Shaft connection using a band | |
JP3529412B2 (ja) | 一軸型コンバインドサイクルプラント | |
WO2022127855A1 (zh) | 一种用于郎肯循环低温余热回收发电机 | |
JP4209040B2 (ja) | クラッチを用いた蒸気タービン、ガスタービン一体型軸構造 | |
JPS6238525B2 (ru) | ||
CN102132008B (zh) | 蒸汽涡轮机 | |
RU2383781C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка (варианты) | |
CN117489423A (zh) | 一种汽轮机 | |
CN112780696A (zh) | 齿式结构加膜片式结构的联轴器 | |
CN217400981U (zh) | 一种best小机高速电动盘车装置 | |
JP3883346B2 (ja) | 発電機駆動方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090530 |