專利名稱：汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機領(lǐng)域，具體涉及一種雙高轉(zhuǎn)速輸入、低速輸出的變速齒輪箱裝置，所述裝置用于作為太陽能光熱發(fā)電熱工轉(zhuǎn)換裝置而開發(fā)的MW級汽輪機。
背景技術(shù)：
太陽能作為清潔能源，具有取之不盡、無污染、廉價等獨特優(yōu)點，有著巨大的潛在市場，并將逐步在能源消費結(jié)構(gòu)中占有顯著的份額，成為全球的主要能源之一。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)通常由三個部分組成太陽能集熱系統(tǒng)，蓄熱及熱交換系統(tǒng)，熱功轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。上述三大系統(tǒng)同時工作，完成由光能向電能的轉(zhuǎn)換。然而，由于以往該系統(tǒng)蒸汽參數(shù)較低，且由于傳統(tǒng)單轉(zhuǎn)速、小容量、低參數(shù)的汽輪機效率、啟動時間長，難以滿足太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)要求。根據(jù)國家《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，太陽能熱發(fā)電目標擬定為2015年裝機達100萬千瓦，到2020年裝機達300萬千瓦，僅設(shè)備一項市場規(guī)模就可達150億元，十年內(nèi)設(shè)備市場規(guī)?？蛇_450億元。因此市場前景廣闊。為此，市場急需一種適用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的新型蒸汽輪機。適用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的新型蒸汽輪機的研發(fā)成功將帶動國內(nèi)外太陽能熱發(fā)電事業(yè)的發(fā)展。但是，目前，該類汽輪機在國內(nèi)還處于研發(fā)階段，而此類雙輸入、高轉(zhuǎn)速的變速箱在國內(nèi)尚處于空白。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述問題，本發(fā)明提供一種雙輸入高速齒輪變速箱，特別是，本發(fā)明提供一種MW級汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，系雙高轉(zhuǎn)速輸入、低速輸出的變速齒輪箱裝置，所述MW級汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱是用于針對太陽能光熱發(fā)電熱工轉(zhuǎn)換裝置而開發(fā)的汽輪機。為達到上述目的，本發(fā)明的汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱的技術(shù)方案如下一種雙缸汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，用于MW級汽輪機，齒輪箱體，高速輸入軸、低速輸入軸、輸出軸及盤車裝置，其特征在于所述高速輸入軸具有兩根不同轉(zhuǎn)速的高速輸入軸，高壓端高速輸入軸I和低壓端高速輸入軸II，所述高壓端高速輸入軸I的轉(zhuǎn)速在36000rpm以上，所述低壓端高速輸入軸II的轉(zhuǎn)速在7500rpm以上。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述高壓端高速輸入軸I與汽輪機高壓力葉輪直聯(lián)，汽輪機高壓葉輪懸臂支撐在高壓端高速輸入軸上；根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述低壓端高速輸入軸II與汽輪機低壓缸通過鼓形齒聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述高壓端高速輸入軸I的軸部設(shè)置推力盤，輸出軸端部設(shè)置推力軸承，各軸軸向力的分配和處理如下所述高壓端高速輸入軸I的軸向力通過推力盤傳遞給輸出軸，通過輸出軸端部推力軸承傳遞給齒輪箱體；
所述低壓缸高速輸入軸II單獨設(shè)置推力軸承，承擔(dān)汽輪機推力和齒輪傳遞的軸向力。由此，保證了高壓轉(zhuǎn)軸的軸向間隙不受低壓轉(zhuǎn)軸的影響，有利于裝配間隙的調(diào)整及高壓葉輪的性能提升及長期穩(wěn)定的運行。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于高壓端中心距392mm，低壓端中心距506mm，傳動比分別為高壓端12. 087和低壓端2. 5。由此，緊湊的中心距降低了齒輪的節(jié)圓線速度，合理的中心距和傳動比，有效的保證雙缸的工作轉(zhuǎn)速要求，又能保證結(jié)構(gòu)緊湊，降低了齒輪的甩油功耗，大大節(jié)約了成本，提高齒輪傳動效率。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述齒輪箱體近高壓缸的箱壁設(shè)置有油冷腔體，冷卻腔體設(shè)置在齒輪箱體內(nèi)側(cè)，油潤滑油循環(huán)冷卻軸承座。由此，保證了齒輪箱體箱壁溫度的均勻 一致性；由潤滑油循環(huán)冷卻軸承座，同時加大渦輪端軸承的進油量，有效的冷卻軸承溫度。利用潤滑油有效的減少高溫蒸汽對該處軸承合金的影響。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述汽輪機高壓缸側(cè)蓋為整體式，與齒輪箱體焊接為一體。由此，提高了側(cè)蓋的聯(lián)接強度，又大大縮小了渦輪的懸臂長度，有效的提高了轉(zhuǎn)子的高速穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述高壓端高速輸入軸I、低壓端高速輸入軸II及輸出軸軸承跨距均為240mm。由此，減化了齒輪箱體的結(jié)構(gòu)，提高了箱體的加工效率。既減小了軸承的載荷，提高了由于瞬時不同步的引起的短時過載，又降低了各軸瓦的功耗，提高了齒輪箱的總效率。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述輸出軸轉(zhuǎn)速為 3000rpm。根據(jù)本發(fā)明所述的汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，除用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)外，還可用于エ業(yè)余熱發(fā)電或熱電聯(lián)供、氣體蒸汽聯(lián)合發(fā)電等領(lǐng)域，根據(jù)本發(fā)明一種汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，優(yōu)點如下I)該齒輪箱齒輪設(shè)計，在保證強度的情況下，選取了合理的中心距和傳動比，緊湊的中心距降低了齒輪的節(jié)圓線速度，降低了齒輪的甩油功耗，提高了齒輪箱傳遞效率。2)在不影響高速輸入軸的轉(zhuǎn)子特性的情況下，合理的加大了軸承跨距，減小了軸承的載荷，從而提高了由于瞬時不同步的引起的短時過載，又降低了各軸瓦的功耗，提高了齒輪箱的總效率。3)高壓葉輪端支撐軸承及箱體各設(shè)置了冷卻腔，利用潤滑油有效的減少高溫蒸汽對該處軸承合金的影響。4)高壓端輸入軸的軸向カ通過推力盤傳遞給輸出軸，低壓轉(zhuǎn)軸的軸向カ由各自的推力軸承承載，保證了高壓轉(zhuǎn)軸的軸向間隙不受低壓轉(zhuǎn)軸的影響，有利于裝配間隙的調(diào)整及高壓葉輪的性能提升，長期穩(wěn)定的運行。包括雙輸入轉(zhuǎn)速比的選取、同步，軸向力的平衡處理，箱體冷卻和高速輸入軸承潤滑等，結(jié)構(gòu)緊湊、運行穩(wěn)定。


圖I為本發(fā)明的MW級汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱示意圖。圖中，I為齒輪箱體,2為高壓轉(zhuǎn)軸,3為高壓葉輪,4為高壓端可傾瓦滑動軸承,5為油冷腔體，6為輸出滑動軸承，7為輸出軸，8為大齒輪，9為低壓端輸入徑向止推滑動軸承，10為低壓轉(zhuǎn)軸，11為電動盤車裝置。
具體實施例方式以下，參照附圖，以實施例具體說明本發(fā)明的MW級汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱。實施例I一種MW級汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，包括齒輪箱體，高速輸入軸及輸出軸。所述高速輸入軸具有兩根不同轉(zhuǎn)速的高速輸入軸軸，高壓端高速輸入軸I的轉(zhuǎn)速在30000rpm以上，低壓端高速輸入軸I的轉(zhuǎn)速在7500rpm以上，輸出軸轉(zhuǎn)速為3000rpm。在本實施例中，所述高速輸入軸I與汽輪機直聯(lián)，汽輪機高壓葉輪懸臂支撐在高速輸入軸上。所述高速輸入軸II與汽輪機低壓缸通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。高速輸入軸I的軸部設(shè)置推力盤，輸出軸端部設(shè)置推力軸承。各軸軸向力的分配和處理如下所述高壓端高速輸入軸I的軸向力通過推力盤傳遞給輸出軸，通過輸出軸端部推力軸承傳遞給齒輪箱體；所述低壓缸高速輸入軸II單獨設(shè)置推力軸承，承擔(dān)汽輪機推力和齒輪的嚙合力。由此，保證了高壓轉(zhuǎn)軸的軸向間隙不受低壓轉(zhuǎn)軸的影響，有利于裝配間隙的調(diào)整及高壓葉輪的性能提升及長期穩(wěn)定的運行。在本實施例中，高壓端中心距392mm,低壓端中心距506mm,傳動比分別為高壓端12. 087和低壓端2. 5。由此，緊湊的中心距降低了齒輪的節(jié)圓線速度，降低了齒輪的甩油功耗，提高了齒輪箱體的傳遞效率。另外，所述齒輪箱體近高壓缸的箱壁設(shè)置有油冷腔體。由此，保證了齒輪箱體箱壁溫度的均勻一致性；利用潤滑油有效的減少高溫蒸汽對該處軸承合金的影響。另外，所述汽輪機高壓缸側(cè)蓋為整體式，與齒輪箱體焊接為一體。所述高壓端高速輸入軸I、低壓端高速輸入軸II及輸出軸軸承跨距均為240mm。具體實施如下400°C 500°C的高壓蒸汽驅(qū)動高壓葉輪3帶動高壓轉(zhuǎn)軸2高速旋轉(zhuǎn)，高壓轉(zhuǎn)軸2驅(qū)動輸出軸7及低壓轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)。高壓蒸汽通過高壓葉輪做功后，通過蒸汽再熱流向汽輪機，以驅(qū)動低壓轉(zhuǎn)軸10。通過調(diào)氣門調(diào)節(jié)低壓轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速與高壓轉(zhuǎn)軸同步，此時，高壓轉(zhuǎn)軸2和低壓轉(zhuǎn)軸10同時驅(qū)動輸出軸7旋轉(zhuǎn)，并達到發(fā)電機工作轉(zhuǎn)速，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。高壓轉(zhuǎn)軸2由高壓端可傾瓦滑動軸承4所支撐，軸向力由高壓轉(zhuǎn)軸上的推力盤傳遞給輸出軸7，低壓轉(zhuǎn)軸10由低壓端輸入徑向止推滑動軸承9支撐，軸向力由滑動軸承9承載，不傳遞給輸出軸7，輸出軸7由輸出滑動軸承6支撐，并承載高壓端傳遞過來的軸向力。
根據(jù)本發(fā)明的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，優(yōu)點如下I)該齒輪箱齒輪設(shè)計，在保證強度的情況下，選取了合理的中心距和傳動比，緊湊的中心距降低了齒輪的節(jié)圓線速度，降低了齒輪的甩油功耗，提高了齒輪箱傳遞效率。2)在不影響高速輸入軸的轉(zhuǎn)子特性的情況下，合理的加大了軸承跨距，減小了軸承的載荷，從而提高了由于瞬時不同步的引起的短時過載，又降低了各軸瓦的功耗，提高了齒輪箱的總效率。3)高壓葉輪端支撐軸承及箱體各設(shè)置了冷卻腔，利用潤滑油有效的減少高溫蒸汽對該處軸承合金的影響。 4)高壓端輸入軸的軸向カ通過推力盤傳遞給輸出軸，低壓轉(zhuǎn)軸的軸向カ由各自的推力軸承承載，保證了高壓轉(zhuǎn)軸的軸向間隙不受低壓轉(zhuǎn)軸的影響，有利于裝配間隙的調(diào)整及高壓葉輪的性能提升，長期穩(wěn)定的運行。
權(quán)利要求
1.一種雙缸汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，用于I. 5MW太陽雙缸凝汽式汽輪機，齒輪箱體，高速輸入軸、低速輸入軸、輸出軸及盤車裝置，其特征在于所述高速輸入軸具有兩根不同轉(zhuǎn)速的高速輸入軸，高壓端高速輸入軸I和低壓端高速輸入軸II，所述高壓端高速輸入軸I的轉(zhuǎn)速在36000rpm以上，所述低壓端高速輸入軸II的轉(zhuǎn)速在7500rpm以上。
2.如權(quán)利要求I所述的汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述高壓端高速輸入軸I與汽輪機高壓力葉輪直聯(lián)，汽輪機高壓葉輪懸臂支撐在高壓端高速輸入軸上。
3.如權(quán)利要求I所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述低壓端高速輸入軸II與汽輪機低壓缸通過鼓形齒聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。
4.如權(quán)利要求I所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述高壓端高速輸入軸I的軸部設(shè)置推力盤，輸出軸端部設(shè)置推力軸承，各軸軸向力的分配和處理如下 所述高壓端高速輸入軸I的軸向力通過推力盤傳遞給輸出軸，通過輸出軸端部推力軸承傳遞給齒輪箱體； 所述低壓缸高速輸入軸II單獨設(shè)置推力軸承，承擔(dān)汽輪機推力和齒輪傳遞的軸向力。
5.如權(quán)利要求I所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于高壓端中心距392mm，低壓端中心距506mm，傳動比分別為高壓端12. 087和低壓端2. 5。
6.如權(quán)利要求I所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述齒輪箱體近高壓缸的箱壁設(shè)置有油冷腔體，冷卻腔體設(shè)置在齒輪箱體內(nèi)側(cè)，油潤滑油循環(huán)冷卻軸承座。
7.如權(quán)利要求I所述的汽輪機雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述汽輪機高壓缸側(cè)蓋為整體式，與齒輪箱體焊接為一體。
8.如權(quán)利要求I所述的汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于所述高壓端高速輸入軸I、低壓端高速輸入軸II及輸出軸軸承跨距均為240mm。
9.如權(quán)利要求I所述的汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，其特征在于，所述輸出軸轉(zhuǎn)速為 3000rpm。
全文摘要
一種雙缸汽輪機用雙輸入高速齒輪變速箱，用于1.5MW太陽能雙缸凝汽式汽輪機，包括高、低速輸入軸，高壓端高速輸入軸I的轉(zhuǎn)速在36000rpm，低壓端高速輸入軸II的轉(zhuǎn)速在7500rpm。所述高速輸入軸I與高壓葉輪直聯(lián)，汽輪機高壓葉輪懸臂支撐在高速輸入軸I上；所述高速輸入軸II與汽輪機低壓缸通過聯(lián)軸器聯(lián)接。根據(jù)本發(fā)明，大幅度減小大齒輪直徑，降低了齒輪的甩油功耗，提高了齒輪箱傳遞效率。高壓葉輪端支撐軸承及箱體各設(shè)置了冷卻腔，有效減少高溫蒸汽對該處軸承合金的影響。保證高壓轉(zhuǎn)軸軸向間隙不受低壓轉(zhuǎn)軸的影響，有利于裝配間隙調(diào)整及高壓葉輪的性能提升。除用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)外，還可用于工業(yè)余熱發(fā)電或熱電聯(lián)供、氣體蒸汽聯(lián)合發(fā)電等領(lǐng)域。
文檔編號F16H57/00GK102619961SQ20121006400
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者馮明飛, 王中軍 申請人:江蘇金通靈流體機械科技股份有限公司