WO2019100358A1 - 燃气轮机发电机组及其连接结构 - Google Patents

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sun gear
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planetary
generators
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李春辉
李旭涛
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user

Definitions

  • the present invention relates to the field of power generation, and in particular to a gas turbine generator set.
  • the power of a large gas turbine is generally above 1 MW.
  • the gas turbine needs a high-power high-speed direct-drive generator to match it, but due to the ultra-high speed of the direct-drive high-speed generator, the material is tensile.
  • the ability is limited, the rotor can not be too large, so the motor power is limited, so that the high-speed direct-drive generator can not achieve high power.
  • the present invention provides a gas turbine generator set and a connection structure thereof, which can successfully solve the problem that a high speed direct drive generator cannot achieve high power, and also successfully solve the demand for high power of the gas turbine.
  • a gas turbine generator set includes a gas turbine, a power generating unit, and a transmission mechanism connecting the gas turbine and the power generating unit, wherein the power generating unit includes a plurality of generators; and the transmission mechanism includes a sun gear And a plurality of planet wheels arranged around the sun gear, the sun gear rotating to drive the plurality of planet wheels to rotate about respective rotation axes, and the respective rotation axes of the plurality of planet wheels are fixed in a circumferential direction of the sun gear.
  • the sun gear is drivingly coupled to the gas turbine, and each of the planet gears is coupled to a corresponding generator to drive the corresponding generator to generate electricity.
  • the sun gear and the planetary gear are magnetic gears, so that the gas turbine and the generator use magnetic force for torque transmission, no mechanical contact, mechanical strain reduction, and torque protection.
  • the generator is a high speed direct drive generator that reduces volume and weight.
  • an output shaft of the gas turbine is drivingly coupled to a rotating shaft of the sun gear.
  • a rotating shaft of the planetary gear is drivingly coupled to a rotating shaft of the corresponding generator.
  • connection structure of a gas turbine generator set comprising a sun gear and a plurality of planet wheels, the sun gear being configured for driving connection with a gas turbine to enable the gas turbine to ⁇ 0 2019/100358 ⁇ (:17 ⁇ 2017/113009
  • each of the plurality of planet wheels has a respective rotating shaft and is fixedly arranged around a circumferential direction of the sun gear, and rotates around the respective rotating shafts under the driving of the sun gear
  • the planet wheels are configured to be coupled to a plurality of generators, respectively, such that each of the planet wheels drives a generator connected to its corresponding source to generate electricity.
  • the sun gear and the planet gear are magnetic gears.
  • the present invention provides a gas turbine generator set and a connection structure thereof, including a gas turbine, a power generation unit, and a transmission mechanism connecting the gas turbine and the power generation unit, and the gear shaft of the gas turbine is mounted with a gear
  • each generator's rotating shaft is equipped with gears as planetary gears.
  • the sun gear and the planetary gears can use magnetic gears to connect multiple generators and gas turbines through planet-distributed gears to form a high-speed large Power direct drive generator set.
  • the design concept of the invention is ingenious, the structure is simple and easy to implement, and the cost is low, that is, the high-speed direct-drive generator is used, the self-weight is reduced, and the magnetic gear is used for torque transmission, no mechanical contact, the mechanical strain can be effectively reduced, and the high-power super is realized.
  • Multiple high-speed generators generate electricity at the same time, improving efficiency, reducing volume, and maintaining maintenance.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine generator set and its connection structure.
  • the present invention provides a gas turbine generator set and a connection structure thereof.
  • Generator sets generally include gas turbines, hair ⁇ 0 2019/100358 ⁇ (:17 ⁇ 2017/113009
  • the output shaft 12 of the gas turbine is equipped with a gear as a sun gear 10 for power output
  • the power generating unit includes a plurality of generators
  • the generator shaft 14 is equipped with a gear as a planetary gear 16 for receiving the sun gear. The torque is output, thereby driving the generator to generate electricity.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine generator set and its connection structure.
  • a sun gear 10 arranged at a central position is connected to a plurality of planet wheels 16 arranged around the sun gear in a planetary manner, and a rotating shaft of the sun gear is drivingly coupled to an output shaft 12 of the gas turbine, and a rotating shaft 14 of the plurality of planetary gears
  • the rotating shaft of the corresponding generators is drivingly connected and fixed in the circumferential position of the sun gear.
  • the output shaft 12 drives the sun gear 10 to rotate for power output, and the sun gear 10 and the surrounding planetary gears 16 perform torque.
  • a plurality of planetary gears 16 receive the torque of the sun gear 10 to drive a number of generators to generate a high-power gas turbine generator set, successfully solving the problem that the high-speed direct-drive generator cannot achieve high power, and successfully solve the high power of the gas turbine Demand.
  • the sun gear 10 and the plurality of planet gears 16 are magnetic gears that are magnetically transmitted for torque. This simplifies the structure of the original mechanical gearbox, has no mechanical contact, reduces mechanical damage, improves fuel utilization, reduces maintenance requirements, and also acts as a torque protection.
  • the magnetic pole direction of the sun gear 10 is opposite to the magnetic pole direction of the planetary gear 16.
  • the number of the planetary gears 16 is five. It should be understood that the present invention does not limit the number of planetary gears, and may include other numbers.
  • the sun gear 10 and the plurality of planet gears 16 are magnetic gears, but this is merely a preferred embodiment of the present invention, and in other embodiments may also be a mechanical gear. The invention is not limited thereto.
  • the plurality of planet wheels 16 correspondingly driven generators are high speed direct drive generators that reduce volume and weight for ease of maintenance.
  • the generators corresponding to the driving of the plurality of planet wheels 16 are high-speed direct-drive generators.
  • the high-speed direct-drive generators may also be implemented as other types of generators. The invention is not limited thereto.
  • the present invention provides a gas turbine generator set and a connection structure thereof, which utilizes planetary gears to realize simultaneous power generation of high-power ultra-high-speed generators, improving efficiency, reducing volume, and being simple and convenient to maintain.

Abstract

一种燃气轮机发电机组，包括燃机、发电单元以及连接所述燃机和所述发电单元的传动机构，利用磁性齿轮将多台高速直驱发电机与大型燃机通过行星方式连接，从而解决了高速直驱发电机无法做到大功率的问题，也解决了燃机对大功率高速直驱发电机的需求。本装置既用到了高速直驱发电机，减少体积和重量，又用到磁性齿轮，减少机械劳损、提高燃料利用率。

Description

\¥0 2019/100358 卩（：17 \2017/113009
1 说明书
发明名称:燃气轮机发电机组及其连接结构 技术领域
[0001] 本发明涉及发电领域， 特别是涉及一种燃气轮机发电机组。
背景技术
[0002] 在现有的燃气轮机发电机组中， 大型燃机的功率一般在 1MW以上， 燃机需要 大功率高速直驱发电机与其搭配， 但由于直驱高速发电机的超高转速， 材料抗 拉能力有限， 转子无法做到太大， 所以限制了电机功率， 使得高速直驱发电机 无法做到大功率。
技术问题
[0003] 有鉴于此， 本发明提出一种燃气轮机发电机组及其连接结构， 其可成功解决高 速直驱发电机无法做到大功率的问题， 也成功解决燃机大功率的需求。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 一种燃气轮机发电机组， 包括燃机、 发电单元以及连接所述燃机和所述发电单 元的传动机构， 其特征在于， 所述发电单元包括若干发电机； 所述传动机构包 括太阳轮以及环绕所述太阳轮布置的若干行星轮， 所述太阳轮转动时驱动所述 若干行星轮绕各自的转轴转动， 所述若干行星轮各自的转轴在所述太阳轮的周 向上位置固定， 所述太阳轮与所述燃机驱动连接， 每一行星轮与一对应发电机 连接以驱动所述对应发电机发电。
[0005] 在一实施例中， 所述太阳轮和行星轮为磁性齿轮， 使得燃机和发电机利用磁性 进行力矩传递， 无机械接触， 减少机械劳损， 也能起力矩保护作用。
[0006] 在一实施例中， 所述发电机为高速直驱发电机， 减少体积和重量。
[0007] 在一实施例中， 所述燃机的输出轴与所述太阳轮的转轴驱动连接。
[0008] 在一实施例中， 所述行星轮的转轴与所述对应发电机的转轴驱动连接。
[0009] 另一方面， 本文提出一种燃气轮机发电机组的连接结构， 包括太阳轮和若干行 星轮， 所述太阳轮构造成用于与一燃气轮机驱动连接， 使得所述燃气轮机能够 \¥0 2019/100358 卩（：17 \2017/113009
2 驱动所述太阳轮转动； 所述若干行星轮中每个行星轮具有各自的转轴且环绕所 述太阳轮的周向上位置固定布置， 在所述太阳轮的驱动下绕各自的转轴转动， 所述行星轮构造成分别用于与若干发电机驱动连接， 使得每一个行星轮驱动与 其对应连接的发电机运行进行发电。
[0010] 在一实施例中， 所述太阳轮以及所述行星轮为磁性齿轮。
发明的有益效果
有益效果
[0011] 综上所述， 本发明提供了一种燃气轮机发电机组及其连接结构， 包括燃机、 发 电单元以及连接所述燃机和所述发电单元的传动机构， 燃机输出轴上装上齿轮 作为太阳轮， 每一发电机的转轴上装上齿轮作为行星轮， 所述太阳轮和行星轮 可采用磁性齿轮， 将多台发电机与燃机通过行星分布的齿轮连接在一起， 组成 一个高速大功率直驱的发电机组。 本发明设计构思巧妙， 结构简单易实现， 且 成本低廉， 即用到了高速直驱发电机， 减少自重， 又采用磁性齿轮进行力矩传 递， 无机械接触， 可有效减少机械劳损， 实现了大功率超高速发电机多台同时 发电， 提高效率， 减少体积， 维护简单方便。
对附图的简要说明
附图说明
[0012] 图 1是燃气轮机发电机组及其连接结构示意图。
发明实施例
本发明的实施方式
[0013] 在详细描述实施例之前， 应该理解的是， 本发明不限于本申请中下文或附图中 所描述的详细结构或元件排布。 本发明可为其它方式实现的实施例。 而且， 应 当理解， 本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途， 不应作限定性解释。 本 文所使用的“包括”、 “包含”、 “具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、 其 等同物及其它附加事项。 特别是， 当描述“一个某元件”时， 本发明并不限定该元 件的数量为一个， 也可以包括多个。
[0014] 本发明提供一种燃气轮机发电机组及其连接结构。 发电机组一般包括燃机、 发 \¥0 2019/100358 卩（：17 \2017/113009
3 电单元和传动机构。 所述燃机的输出轴 12装有一齿轮作为太阳轮 10, 用以动力 输出， 所述发电单元包括若干发电机， 所述发电机转轴 14上装有齿轮作为行星 轮 16 , 用以接收太阳轮的力矩输出， 从而带动所述发电机发电。 以下特举例结 合附图对此进行进一步说明。
[0015] 图 1是燃气轮机发电机组及其连接结构示意图。 如图 1， 布置在中心位置的太阳 轮 10与布置在所述太阳轮周围的若干行星轮 16通过行星方式连接， 太阳轮的转 轴与燃机的输出轴 12驱动连接， 若干行星轮的转轴 14与对应的若干发电机的转 轴驱动连接并固定在太阳轮的周向位置上， 燃机运行时通过输出轴 12带动太阳 轮 10转动进行动力输出， 太阳轮 10与其周围的若干行星轮 16进行力矩传输， 若 干行星轮 16接收太阳轮 10的力矩驱动对应的若干发电机发电组成大功率的燃气 轮机发电机组， 成功解决了高速直驱发电机无法做到大功率的问题， 也成功解 决燃机大功率的需求。
[0016] 在所示的实施例中， 太阳轮 10和若干行星轮 16为磁性齿轮， 利用磁性进行力矩 传递。 这样可以简化原机械齿轮箱的结构， 无机械接触， 减少机械损坏， 提高 燃料利用率， 降低了维护要求， 也起到力矩保护的作用。
[0017] 本实施例中， 太阳轮 10的磁极方向和行星轮 16的磁极方向相反。
[0018] 本实施例中， 行星轮 16的数量为 5个， 应该理解的是， 本发明并不限定行星轮 的数量， 也可以包括其他数量。
[0019] 应当理解的是， 在所示的实施例中， 太阳轮 10和若干行星轮 16为磁性齿轮， 但 这仅为本发明的优选实施方式， 在其他实施例中也可以为机械齿轮， 本发明不 对此限定。
[0020] 在所示的实施例中， 若干行星轮 16对应驱动的发电机为高速直驱发电机， 减少 体积和重量， 维护简单方便。
[0021] 应当指出的是， 本实施例中， 若干行星轮 16对应驱动的发电机为高速直驱发电 机， 在其他实施例中， 高速直驱发电机也可以实施成其他类型的发电机， 本发 明对此不作出限定。
[0022] 综上所述， 本文提供了一种燃气轮机发电机组及其连接结构， 利用行星齿轮实 现了大功率超高速发电机多台同时发电， 提高效率， 减少体积， 维护简单方便 \¥0 2019/100358 卩（：17 \2017/113009
4
[0023] 本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。 所公 开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。 因此， 本发明的范围是由所 附的权利要求， 而不是根据之前的这些描述进行确定。 在权利要求的字面意义 及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

Claims

\¥0 2019/100358 卩（：17 \2017/113009 5 权利要求书
[权利要求 1] 一种燃气轮机发电机组， 包括燃机、 发电单元以及连接所述燃机和所 述发电单元的传动机构， 其特征在于， 所述发电单元包括若干发电机 ; 所述传动机构包括太阳轮以及环绕所述太阳轮布置的若干行星轮， 所述太阳轮转动时驱动所述若干行星轮绕各自的转轴转动， 所述若干 行星轮各自的转轴在所述太阳轮的周向上位置固定， 所述太阳轮与所 述燃机驱动连接， 每一行星轮与一对应发电机连接以驱动所述对应发 电机发电。
[权利要求 2] 如权利要求 1所述的燃气轮机发电机组， 其特征在于， 所述太阳轮以 及所述行星轮为磁性齿轮。
[权利要求 3] 如权利要求 1所述的燃气轮机发电机组， 其特征在于， 所述若干发电 机为高速直驱发电机。
[权利要求 4] 如权利要求 1所述的燃气轮机发电机组， 其特征在于， 所述燃机包括 用以输出动力的输出轴， 所述输出轴与所述太阳轮的转轴驱动连接。
[权利要求 5] 如权利要求 1-4任意一项所述的燃气轮机发电机组， 其特征在于， 每 一发电机包括一转轴， 每一行星轮的转轴与所述对应发电机的转轴驱 动连接。
[权利要求 6] 一种燃气轮机发电机组的连接结构， 其特征在于， 包括：
太阳轮， 所述太阳轮构造成用于与一燃气轮机驱动连接， 使得所述燃 气轮机能够驱动所述太阳轮转动；
若干行星轮， 每个行星轮具有各自的转轴， 所述若干行星轮环绕所述 太阳轮布置， 且在所述太阳轮的驱动下绕各自的转轴转动， 所述若干 行星轮各自的转轴在所述太阳轮的周向上位置固定， 所述若干行星轮 构造成分别用于与若干发电机驱动连接， 使得每一个行星轮驱动与其 连接的发电机运行进行发电。
[权利要求 7] 如权利要求 6所述的燃气轮机发电机组的连接结构， 其特征在于， 所 述太阳轮以及所述行星轮为磁性齿轮， 使得所述太阳轮与行星轮之间 靠磁力驱动。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118248A1 (de) 2020-07-10 2022-01-13 Renk Gmbh Antriebssystem mit mindestens zwei Antriebseinheiten insbesondere für Anwendungen mit hoher Drehzahl

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731017B2 (en) * 2002-06-03 2004-05-04 Clipper Windpower Technology, Inc. Distributed powertrain that increases electric power generator density
CN200959557Y (zh) * 2006-07-31 2007-10-10 于迎军 全自动发电机
CN200993029Y (zh) * 2006-12-31 2007-12-19 刘军峰 一种发电装置
CN203674952U (zh) * 2013-12-18 2014-06-25 江苏大学 一种磁场增强型高转矩密度永磁式行星齿轮
CN106762140A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 南方科技大学 一种航改燃机分布式发电装置
US20170248081A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 The Boeing Company Engine accessory drives systems and methods
CN107781035A (zh) * 2017-11-27 2018-03-09 贵州智慧能源科技有限公司 燃气轮机发电机组及其连接结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731017B2 (en) * 2002-06-03 2004-05-04 Clipper Windpower Technology, Inc. Distributed powertrain that increases electric power generator density
CN200959557Y (zh) * 2006-07-31 2007-10-10 于迎军 全自动发电机
CN200993029Y (zh) * 2006-12-31 2007-12-19 刘军峰 一种发电装置
CN203674952U (zh) * 2013-12-18 2014-06-25 江苏大学 一种磁场增强型高转矩密度永磁式行星齿轮
US20170248081A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 The Boeing Company Engine accessory drives systems and methods
CN106762140A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 南方科技大学 一种航改燃机分布式发电装置
CN107781035A (zh) * 2017-11-27 2018-03-09 贵州智慧能源科技有限公司 燃气轮机发电机组及其连接结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118248A1 (de) 2020-07-10 2022-01-13 Renk Gmbh Antriebssystem mit mindestens zwei Antriebseinheiten insbesondere für Anwendungen mit hoher Drehzahl

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