具有单型低损耗轴承和低密度材料的动力系体系制造技术

本发明专利技术提供具有单型低损耗轴承和低密度材料的动力系体系。在这些体系中使用的燃气涡轮机包括压缩机部段、涡轮机部段和燃烧器部段。耦联到转子轴的发电机由涡轮机部段驱动。压缩机部段、涡轮机部段和发电机包括旋转部件，压缩机部段、涡轮机部段和发电机中的一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。轴承在压缩机部段、涡轮机部段和发电机内支撑转子轴，其中轴承中的至少一个是单型低损耗轴承。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及动力系体系，并且更特别地，涉及用作具有单型低损耗轴承和低密度材料的发电机组中的动力系的一部分的燃气涡轮机、蒸汽涡轮机和发电机。
技术介绍
在一种类型的发电机组中，燃气涡轮机可以与发电机结合使用以大体上形成机组的动力系。在该机组中，具有旋转叶片和静止轮叶的排的压缩机压缩空气并且将它引导到燃烧器，所述燃烧器混合压缩空气和燃料。在燃烧器中，压缩空气和燃料燃烧以形成燃烧产物(即，热空气-燃料混合物)，所述燃烧产物通过涡轮机中的叶片膨胀。因此，叶片围绕涡轮机的轴或转子转动或旋转。转动或旋转的涡轮机转子驱动发电机，所述发电机将旋转能量转换成电力。部署在发电机组的这样的动力系中的许多燃气涡轮机体系使用结合高粘度润滑剂(即，油)的滑动轴承来支撑涡轮机、压缩机和发电机的旋转部件。油轴承售价比较便宜，但是具有与它们的伴随油橇(即，用于泵、储存器、贮藏装置等)关联的成本。另外，油轴承具有高维护周期成本并且会导致动力系中的过度粘性损失，这又会不利地影响发电机组的总输出。
技术实现思路
在本专利技术的一方面，公开了一种具有第一燃气涡轮机的动力系体系。在该方面，所述第一燃气涡轮机包括压缩机部段，涡轮机部段，以及可操作地耦联到所述压缩机部段和所述涡轮机部段的燃烧器部段。第一转子轴延伸通过所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段和所述涡轮机部段。耦联到所述第一转子轴的第一发电机由所述r>第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段驱动。多个轴承在所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段和所述涡轮机部段和所述第一发电机内支撑所述第一转子轴，其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承。另外，所述压缩机部段、所述涡轮机部段和所述发电机包括旋转部件，所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段和所述第一发电机中的一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。进一步地，所述第一转子轴包括具有压缩机转子轴部分和涡轮机转子轴部分的单轴装置。进一步地，所述第一燃气涡轮机包括后端驱动燃气涡轮机。进一步地，所述第一燃气涡轮机还包括沿着所述第一转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部段的再加热部段，所述再加热部段具有再加热燃烧器部段和带有多个旋转部件的再加热涡轮机部段；并且其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、所述第一发电机和所述再加热涡轮机部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。进一步地，所述动力系体系还包括具有高压部段和低压部段的蒸汽涡轮机；以及流体地耦联到所述第一燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的第一热交换器；其中所述高压部段和所述低压部段的每一个包括多个旋转部件；并且其中所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段、所述第一发电机、所述蒸汽涡轮机的所述高压部段和所述蒸汽涡轮机的所述低压部段中的至少一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。进一步地，所述蒸汽涡轮机包括多个轴承以在所述高压部段和所述低压部段内支撑蒸汽涡轮机转子轴部分，其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承。进一步地，所述动力系体系还包括用于沿着所述第一转子轴将所述蒸汽涡轮机的蒸汽涡轮机转子轴部分耦联到所述第一燃气涡轮机的负荷耦联元件。进一步地，所述动力系体系还包括在所述第一转子轴上位于所述蒸汽涡轮机和所述第一燃气涡轮机之间的离合器。进一步地，所述第一燃气涡轮机包括后端驱动燃气涡轮机。进一步地，所述第一燃气涡轮机还包括沿着所述第一转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部段的再加热部段，所述再加热部段具有再加热燃烧器部段和具有多个旋转部件的再加热涡轮机部段；并且其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、所述第一发电机、所述蒸汽涡轮机的所述高压部段、所述蒸汽涡轮机的所述低压部段和所述再加热涡轮机部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。进一步地，所述动力系体系还包括第二转子轴、第二发电机和蒸汽涡轮机轴承流体橇；其中所述蒸汽涡轮机在所述第二转子轴上耦联到所述第二发电机并且所述蒸汽涡轮机轴承流体橇流体地耦联到所述蒸汽涡轮机。进一步地，所述第一燃气涡轮机包括后端驱动燃气涡轮机。进一步地，所述第一燃气涡轮机还包括沿着所述第一转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部段的再加热部段，所述再加热部段具有再加热燃烧器部段和具有多个旋转部件的再加热涡轮机部段；并且其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、所述第一发电机、所述蒸汽涡轮机的所述高压部段、所述蒸汽涡轮机的所述低压部段、所述第二发电机和所述再加热涡轮机部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。进一步地，所述动力系体系还包括第三转子轴、第三发电机和第二燃气涡轮机；其中所述第二燃气涡轮机在所述第三转子轴上耦联到所述第三发电机。进一步地，所述动力系体系还包括流体地耦联到所述第二燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的第二热交换器，并且其中所述第一燃气涡轮机和所述第二燃气涡轮机的每一个流体地耦联到独立的燃气涡轮机轴承流体橇。进一步地，所述动力系体系还包括第四转子轴、第四发电机和第三燃气涡轮机；其中所述第三燃气涡轮机在所述第四转子轴上耦联到所述第四发电机。进一步地，所述动力系体系还包括流体地耦联到所述第三燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的第三热交换器；并且其中所述第三燃气涡轮机流体地耦联到另一燃气涡轮机轴承流体橇，所述另一燃气涡轮机轴承流体橇独立于耦联到所述第一燃气涡轮机和所述第二燃气涡轮机的轴承流体橇。进一步地，所述第一燃气涡轮机还包括动力涡轮机部段；其中所述第一转子轴包括多轴装置，所述多轴装置具有延伸通过所述压缩机部段和所述涡轮机部段的一个转子轴和延伸通过所述动力涡轮机部段和所述第一发动机的另一转子轴，所述转子轴的每一个由所述多个轴承支撑；并且其中所述一个转子轴配置成以不同于所述另一转子轴的旋转速度的旋转速度操作，所述另一转子轴以恒定旋转速度操作。进一步地，所述动力涡轮机部段包括多个旋转部件；并且其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、所述第一发电机和所述动力涡轮机部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。进一步地，所述第一燃气涡轮机还包括沿着所述一个转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部段的再加热部段，所述再加热部段具有再加热燃烧器部段和具有多个旋转部件的再加热涡轮机部段；并且其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、所述第一发电机、所述动力涡轮机部段和所述再加热涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系体系，其包括：第一燃气涡轮机，所述第一燃气涡轮机包括压缩机部段，涡轮机部段，以及可操作地耦联到所述压缩机部段和所述涡轮机部段的燃烧器部段；第一转子轴，所述第一转子轴延伸通过所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段和所述涡轮机部段；第一发电机，所述第一发电机耦联到所述第一转子轴并且由所述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段驱动；以及多个轴承，所述多个轴承在所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段和所述涡轮机部段和所述第一发电机内支撑所述第一转子轴，其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承；并且其中所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段和所述第一发电机包括多个旋转部件，所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段和所述第一发电机中的一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。

【技术特征摘要】
2014.08.15 US 14/4605761.一种动力系体系，其包括：
第一燃气涡轮机，所述第一燃气涡轮机包括压缩机部段，涡轮
机部段，以及可操作地耦联到所述压缩机部段和所述涡轮机部段的
燃烧器部段；
第一转子轴，所述第一转子轴延伸通过所述第一燃气涡轮机的
所述压缩机部段和所述涡轮机部段；
第一发电机，所述第一发电机耦联到所述第一转子轴并且由所
述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部段驱动；以及
多个轴承，所述多个轴承在所述第一燃气涡轮机的所述压缩机
部段和所述涡轮机部段和所述第一发电机内支撑所述第一转子轴，
其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承；并且
其中所述第一燃气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡
轮机的所述涡轮机部段和所述第一发电机包括多个旋转部件，所述
第一燃气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡轮机的所述涡
轮机部段和所述第一发电机中的一个中的旋转部件中的至少一个包
括低密度材料。
2.根据权利要求1所述的动力系体系，其特征在于，所述第一燃
气涡轮机还包括沿着所述第一转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部
段的再加热部段，所述再加热部段具有再加热燃烧器部段和带有多
个旋转部件的再加热涡轮机部段；并且其中所述压缩机部段、所述
涡轮机部段、所述第一发电机和所述再加热涡轮机部段中的旋转部
件中的至少一个包括低密度材料。
3.根据权利要求1所述的动力系体系，其特征在于，其还包括具
有高压部段和低压部段的蒸汽涡轮机；以及流体地耦联到所述第一
燃气涡轮机和所述蒸汽涡轮机的第一热交换器；其中所述高压部段
和所述低压部段的每一个包括多个旋转部件；并且其中所述第一燃

\t气涡轮机的所述压缩机部段、所述第一燃气涡轮机的所述涡轮机部
段、所述第一发电机、所述蒸汽涡轮机的所述高压部段和所述蒸汽
涡轮机的所述低压部段中的至少一个中的旋转部件中的至少一个包
括低密度材料。
4.根据权利要求3所述的动力系体系，其特征在于，所述蒸汽涡
轮机包括多个轴承以在所述高压部段和所述低压部段内支撑蒸汽涡
轮机转子轴部分，其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承。
5.根据权利要求3所述的动力系体系，其特征在于，该系统还包
括用于沿着所述第一转子轴将所述蒸汽涡轮机的蒸汽涡轮机转子轴
部分耦联到所述第一燃气涡轮机的负荷耦联元件或者该系统还包括
在所述第一转子轴上位于所述蒸汽涡轮机和所述第一燃气涡轮机之
间的离合器。
6.根据权利要求3所述的动力系体系，其特征在于，所述第一燃
气涡轮机包括后端驱动燃气涡轮机以及所述第一燃气涡轮机还包括
沿着所述第一转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部段的再加热部
段，所述再加热部段具有再加热燃烧器部段和具有多个旋转部件的
再加热涡轮机部段；并且其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、
所述第一发电机、所述蒸汽涡轮机的所述高压部段、所述蒸汽涡轮

【专利技术属性】
技术研发人员：DE戴维森，JD范达姆，TE维克特，JJ巴特基维奇，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US