一种转子系统和燃气轮机发电机组技术方案

本发明专利技术提供一种转子系统和燃气轮机发电机组，其中，转子系统包括：转轴，转轴的轴体为一体结构；依次设置于转轴上的第一径向轴承、电机、第二径向轴承、压气机和透平，压气机与透平之间设置有辅助推力盘，压气机与辅助推力盘之间具有第一间隙，透平与辅助推力盘之间具有第二间隙；以及，设置于转轴上的推力轴承，推力轴承设置于压气机的远离透平的一侧，推力轴承的设置位置能够使转子系统的重心位于第一径向轴承与第二径向轴承之间；其中，推力轴承、第一径向轴承和第二径向轴承均为非接触式轴承。本发明专利技术中，通过在转子系统的压气机和透平之间设置辅助推力盘，从而形成辅助的气体推力轴承。这样，能够减小转子系统中的主推力轴承的负载。

A rotor system and gas turbine generator set

The invention provides a rotor system and a gas turbine generator set, wherein the rotor system comprises a rotating shaft, wherein the shaft body of the rotating shaft is an integral structure; the first radial bearing, the motor, the second radial bearing, the compressor and the turbine are successively arranged on the rotating shaft, the auxiliary thrust disc is arranged between the compressor and the turbine, the first gap is arranged between the compressor and the auxiliary thrust disc, and the turbine and the There is a second clearance between the auxiliary thrust discs; and the thrust bearing arranged on the rotating shaft is arranged on the side of the compressor far away from the turbine, and the setting position of the thrust bearing can make the center of gravity of the rotor system lie between the first radial bearing and the second radial bearing; wherein, the thrust bearing, the first radial bearing and the second radial bearing are all non-contact bearings. In the invention, an auxiliary gas thrust bearing is formed by setting an auxiliary thrust disk between the compressor and the turbine of the rotor system. In this way, the load of the main thrust bearing in the rotor system can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种转子系统和燃气轮机发电机组
本专利技术涉及转子
，尤其涉及一种转子系统和燃气轮机发电机组。
技术介绍
燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室与燃料混合燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。转子高速转动时，转子会受到径向方向的力和轴向方向的力。为了限制转轴发生径向和轴向上的移动，转子系统中需要安装径向轴承和推力轴承。传统的径向轴承和推力轴承均为普通的接触式轴承，随着转子转速的提高，尤其是转子转速每分钟超过40000转时，普通的接触式轴承由于存在较大的机械磨损，已不能满足工作转速的需求。在此基础上，提出了采用非接触式轴承替代原有的接触式轴承。然而，随着转子转速的进一步提高，推力轴承推力盘外周的线速度也随之提高，当推力盘的外周线速度达到或者超过音速时，会产生激波现象。激波产生后，会导致推力盘外周的气体状态突变，推力轴承的阻力大幅增加，从而引起整个转子系统效率和稳定性的下降。为了避免推力盘外周的线速度超音速，通常可以选择直径较小的推力盘，但是当推力盘的直径变小时，其在转子的轴向上可承受的推力也会随之变小，从而无法承受来自燃气轮机转子的轴向力。可见，目前亟需提供一种新的转子系统，以解决现有燃气轮机发电机组存在的上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种转子系统和燃气轮机发电机组，以解决现有燃气轮机发电机组存在的上述问题。一方面，本专利技术提供一种转子系统，包括：转轴，所述转轴的轴体为一体结构；r>依次设置于所述转轴上的第一径向轴承、电机、第二径向轴承、压气机和透平，所述压气机与所述透平之间设置有辅助推力盘，所述压气机与所述辅助推力盘之间具有第一间隙，所述透平与所述辅助推力盘之间具有第二间隙；以及，设置于所述转轴上的推力轴承，所述推力轴承设置于所述压气机的远离所述透平的一侧，所述推力轴承的设置位置能够使所述转子系统的重心位于所述第一径向轴承与所述第二径向轴承之间；其中，所述推力轴承、所述第一径向轴承和所述第二径向轴承均为非接触式轴承。另一方面，本专利技术还提供一种燃气轮机发电机组，包括进气道、燃烧室和上述转子系统，所述进气道与所述压气机的进气口连通，所述压气机的出气口与所述燃烧室的进气口连通，所述燃烧室的出气口与所述透平的进气口连通。本专利技术中，通过在转子系统的压气机和透平之间设置辅助推力盘，从而形成辅助的气体推力轴承。这样，能够减小转子系统中的主推力轴承的负载，使得主推力轴承的推力盘直径可以减小，从而能够提高在主推力轴承的推力盘的外周线速度达到音速时转轴的极限转速，进而提高了转子系统的整体功率和效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种转子系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种转子系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种转子系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种在转子系统中设置锁紧装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种在转子系统中设置锁紧装置的结构示意图；图6是图5中C-C向的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的在转轴上涂覆防磨涂层的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的燃气轮机发电机组的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种燃气轮机发电机组的控制方法的流程示意图；图10是本专利技术实施例提供的另一种燃气轮机发电机组的控制方法的流程示意图；图11是本专利技术实施例提供的一种转子系统的控制方法的流程示意图；图12是本专利技术实施例提供的另一种转子系统的控制方法的流程示意图；图13至图16是本专利技术实施例提供的箔片式气磁混合推力轴承的结构示意图；图17至图23是本专利技术实施例提供的槽式气磁混合推力轴承的结构示意图；图24至图32是本专利技术实施例提供的气磁混合推力轴承的结构示意图；图33至图40是本专利技术实施例提供的槽式气磁混合径向轴承的结构示意图；图41至图50是本专利技术实施例提供的集成式轴承的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图3所示，本专利技术实施例提供一种转子系统，包括：转轴100，转轴100的轴体为一体结构；依次设置于转轴100上的第一径向轴承500、电机400、第二径向轴承600、压气机300和透平200，压气机300与透平200之间设置有辅助推力盘810，压气机300与辅助推力盘810之间具有第一间隙，透平200与辅助推力盘810之间具有第二间隙；以及，设置于转轴100上的推力轴承700，推力轴承700设置于压气机300的远离透平200的一侧，推力轴承700的设置位置能够使转子系统的重心位于第一径向轴承500与第二径向轴承600之间；其中，推力轴承700、第一径向轴承500和第二径向轴承600均为非接触式轴承。本专利技术实施例中，推力轴承700为用于限制转轴100在轴向方向上移动的轴承，径向轴承为用于限制转轴100在径向方向上移动的轴承。随着转子转速的提高，普通的接触式轴承已无法满足高转速转子的需要。因此，本专利技术实施例中，为了适应转子高速转动的发展需求，推力轴承700和径向轴承可以采用非接触式轴承。本专利技术实施例中，转轴100的轴体为一体结构，可以理解为，转轴100的轴体为一整根轴，或者，转轴100的轴体通过多个轴段刚性连接而成。由于转轴100的轴体为一体结构，转轴100上各处轴体的强度具有一致性，这使得推力轴承700在转轴100上的设置位置不受限制。本专利技术实施例中，转轴100可以水平设置，因此，可以理解地，本专利技术实施例的转子系统为水平转子系统，其可以适用于需要使用水平转子系统的卧式机组，例如卧式燃气轮机发电机组。本专利技术实施例中，转轴100也可以竖向设置，因此，可以理解地，本专利技术实施例的转子系统为立式转子系统，其可以适用于需要使用立式转子系统的立式机组，例如立式燃气轮机发电机组。本专利技术实施例中，推力轴承700设置于压气机300的远离透平200的一侧，例如，推力轴承700可设置于压气机300与第二径向轴承600之间的某一位置，推力轴承700也可设置于第二径向轴承600与电机400之间的某一位置，推力轴承700还可设置于电机400与第一径向轴承500之间的某一位置，推力轴承700还可设置于第一径向轴承500的远离电机400的一侧，等等。举例来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转子系统，其特征在于，包括：/n转轴，所述转轴的轴体为一体结构；/n依次设置于所述转轴上的第一径向轴承、电机、第二径向轴承、压气机和透平，所述压气机与所述透平之间设置有辅助推力盘，所述压气机与所述辅助推力盘之间具有第一间隙，所述透平与所述辅助推力盘之间具有第二间隙；/n以及，设置于所述转轴上的推力轴承，所述推力轴承设置于所述压气机的远离所述透平的一侧，所述推力轴承的设置位置能够使所述转子系统的重心位于所述第一径向轴承与所述第二径向轴承之间；/n其中，所述推力轴承、所述第一径向轴承和所述第二径向轴承均为非接触式轴承。/n

【技术特征摘要】
1.一种转子系统，其特征在于，包括：
转轴，所述转轴的轴体为一体结构；
依次设置于所述转轴上的第一径向轴承、电机、第二径向轴承、压气机和透平，所述压气机与所述透平之间设置有辅助推力盘，所述压气机与所述辅助推力盘之间具有第一间隙，所述透平与所述辅助推力盘之间具有第二间隙；
以及，设置于所述转轴上的推力轴承，所述推力轴承设置于所述压气机的远离所述透平的一侧，所述推力轴承的设置位置能够使所述转子系统的重心位于所述第一径向轴承与所述第二径向轴承之间；
其中，所述推力轴承、所述第一径向轴承和所述第二径向轴承均为非接触式轴承。


2.根据权利要求1所述的转子系统，其特征在于，
所述辅助推力盘与所述转子系统的壳体连接，所述辅助推力盘的中心开设有通孔，所述辅助推力盘穿设于所述转轴上，所述辅助推力盘与所述转轴之间具有第三间隙。


3.根据权利要求1或2所述的转子系统，其特征在于，
所述辅助推力盘的朝向所述压气机的端面，或，所述压气机的叶轮的朝向所述辅助推力盘的端面设置有第一动压发生槽；和/或，
所述辅助推力盘的朝向所述透平的端面，或，所述透平的叶轮的朝向所述辅助推力盘的端面设置有第二动压发生槽。


4.根据权利要求1或2所述的转子系统，其特征在于，
所述转子系统设置有与所述第一间隙和所述第二间隙均连通的静压进气节流管道，所述静压进气节流管道用于将压力气源输送至所述第一间隙和所述第二间隙内。


5.根据权利要求4所述的转子系统，其特征在于，
所述静压进气节流管道与所述压气机的出气口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：至玥腾风科技投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11