【技术实现步骤摘要】
一种转子系统及其控制方法和燃气轮机发电机组及其控制方法
本专利技术涉及转子动力学
，尤其涉及一种转子系统及其控制方法和燃气轮机发电机组及其控制方法。
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。对于燃气轮机发电机组，通过燃气轮机转子的高速旋转带动发电机转子旋转进而发电。对于采用联轴器将燃气轮机转子与发电机转子进行连接的转子系统而言，随着转子转速的提高，转子受到的轴向力也会进一步提高。若将推力轴承设置于压气机和透平之间，不仅会使得整个转子系统的重心偏向透平侧，从而导致转子系统的稳定性差，而且由于透平涡轮热端部件在工作时经受的高温会传递到推力轴承，这使得推力轴承不能采用气磁混合推力轴承。如果将推力轴承设置于联轴器朝向发电机一侧，则转子的轴向力全部作用到联轴器上，容易导致联轴器损坏。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及其控制方法和燃气轮机发电机组及其控制方法，以解决上述问题。<...
【技术保护点】
1.一种转子系统，其特征在于，包括：/n第一转轴，所述第一转轴上依次设置有透平、第一径向轴承、压气机和推力轴承，所述推力轴承位于所述压气机的进气口所在的一侧，且与所述压气机之间间隔预定距离，以使所述推力轴承不阻挡所述压气机的进气口；/n与所述第一转轴通过联轴器连接的第二转轴，所述第二转轴上依次设置有第二径向轴承、电机和第三径向轴承；/n所述第一转轴和所述第二转轴均水平设置，或者，所述第一转轴和所述第二转轴均竖向设置；/n所述推力轴承为气磁混合推力轴承，所述第一径向轴承、所述第二径向轴承和所述第三径向轴承均为非接触式径向轴承。/n
【技术特征摘要】
1.一种转子系统，其特征在于，包括：
第一转轴，所述第一转轴上依次设置有透平、第一径向轴承、压气机和推力轴承，所述推力轴承位于所述压气机的进气口所在的一侧，且与所述压气机之间间隔预定距离，以使所述推力轴承不阻挡所述压气机的进气口；
与所述第一转轴通过联轴器连接的第二转轴，所述第二转轴上依次设置有第二径向轴承、电机和第三径向轴承；
所述第一转轴和所述第二转轴均水平设置，或者，所述第一转轴和所述第二转轴均竖向设置；
所述推力轴承为气磁混合推力轴承，所述第一径向轴承、所述第二径向轴承和所述第三径向轴承均为非接触式径向轴承。
2.根据权利要求1所述的转子系统，其特征在于，所述压气机与所述推力轴承之间，或者，所述推力轴承与所述联轴器之间设置有第四径向轴承；
和/或，
所述透平的远离所述压气机的一侧还设置有第五径向轴承；
所述第四径向轴承和第五径向轴承均为非接触式径向轴承。
3.根据权利要求1所述的转子系统，其特征在于，所述第一径向轴承、所述第二径向轴承和所述第三径向轴承中的至少一个径向轴承包括：
轴承本体；
轴承内圈，所述轴承内圈套设于所述轴承本体内，且能够在所述轴承本体内移动；
以及，设置于所述轴承内圈与所述轴承本体之间的轴承阻尼器，所述轴承阻尼器能够在所述轴承内圈的作用下发生塑性变形，以调整所述轴承内圈与转轴之间的轴承间隙；
所述转轴为所述第一转轴或所述第二转轴。
4.根据权利要求1所述的转子系统，其特征在于，所述电机为流体动压轴承电机，所述第二转轴的对应所述电机的轴承的部位设置有第一动压发生槽；
和/或，
所述电机为启发一体式电机。
5.根据权利要求1或2所述的转子系统，其特征在于，所述第一径向轴承、所述第二径向轴承、所述第三径向轴承和所述第四径向轴承中的至少一个径向轴承为气磁混合径向轴承或气体静压轴承或气体动静压混合径向轴承；
所述第五径向轴承为气体静压径向轴承或气体动静压混合径向轴承；
所述第一径向轴承为所述气磁混合径向轴承时，所述第一径向轴承的磁性部件设置于所述第一径向轴承上的远离所述透平的区域。
6.根据权利要求1所述的转子系统，其特征在于，所述推力轴承为箔片式气磁混合推力轴承，包括：
第一推力盘，所述第一推力盘固定连接于所述第一转轴上；
以及，穿设于所述第一转轴上的第一定子和第二定子，所述第一定子和所述第二定子分别设置于所述第一推力盘的相对两侧；
所述第一定子和所述第二定子中，每个定子包括第一磁轴承和第一箔片轴承，所述第一磁轴承上沿周向设置有多个第一磁性部件，所述第一箔片轴承设置有能够与所述多个第一磁性部件之间产生磁力的第二磁性部件；
其中，所述第一箔片轴承设置于所述第一磁轴承与所述第一推力盘之间，并与所述第一推力盘之间具有第一间隙，且所述第一箔片轴承能够在所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动；
或者，
所述推力轴承为槽式气磁混合推力轴承，包括：
第二推力盘，所述第二推力盘固定连接于所述第一转轴上，所述第二推力盘上设置有第三磁性部件；
以及，穿设于所述第一转轴上的第三定子和第四定子，所述第三定子和所述第四定子分别设置于所述第二推力盘的相对两侧；
所述第三定子和所述第四定子中，每个定子包括第二磁轴承，所述第二磁轴承上沿周向设置有能够与所述第三磁性部件之间产生磁力的多个第四磁性部件，所述第二磁轴承与所述第二推力盘之间具有第二间隙，且所述第二推力盘能够在所述第三磁性部件和所述多个第四磁性部件之间的磁力作用下在所述转轴的轴向方向上移动；
其中，所述第二推力盘的面向所述第三定子和所述第四定子的端面，或，所述第三定子和所述第四定子的面向所述第二推力盘的端面上设置有第二动压发生槽。
7.根据权利要求6所述的转子系统，其特征在于，
所述第三定子和所述第四定子中，每个定子上还设置有连通所述第二间隙与外接气源的第一静压进气节流孔，所述第一静压进气节流孔用于将外接气源输送至所述第二间隙内。
8.根据权利要求5所述的转子系统，其特征在于，
所述气磁混合径向轴承为箔片式气磁混合径向轴承，所述箔片式气磁混合径向轴承包括：
套设于转轴上的第三磁轴承，所述第三磁轴承上沿周向设置有多个第五磁性部件；
套设于所述转轴上，并位于所述第三磁轴承和所述转轴之间的第二箔片轴承，所述第二箔片轴承上设有能够与所述多个第五磁性部件之间产生磁力的第六磁性部件；
其中，所述转轴为所述第一转轴或所述第二转轴；所述第二箔片轴承与所述转轴之间具有第三间隙，且所述第二箔片轴承能够在所述多个第五磁性部件和所述第六磁性部件的磁力作用下在所述转轴的径向方向上移动；
或者，
所述气磁混合径向轴承为槽式气磁混合径向轴承，所述槽式气磁混合径向轴承包括：
套设于转轴上的第四磁轴承，所述第四磁轴承上沿周向设置有多个第七磁性部件；
所述第四磁轴承朝向所述转轴的侧壁，或所述转轴朝向所述第四磁轴承的圆周面上设置有第三动压发生槽；
其中，所述转轴为所述第一转轴或所述第二转轴；所述第四磁轴承与所述转轴之间具有第四间隙，且所述转轴能够在所述多个第七磁性部件的磁力作用下在所述转轴的径向方向上移动。
9.根据权利要求8所述的转子系统，其特征在于，
所述第四磁轴承上还设置有连通所述第四间隙与外接气源的第二静压进气节流孔，所述第二静压进气节流孔用于将外接气源输送至所述第四间隙内。
10.根据权利要求1所述的转子系统，其特征在于，
所述转子系统中，所述推力轴承和与所述推力轴承相邻的径向轴承集成一体，形成集成式轴承，所述集成式轴承包括：
轴承座，所述轴承座为中空回转体，所述轴承座设置有第一容纳腔和第二容纳腔；
设置于所述第一容纳腔内的径向子轴承，所述径向子轴承穿设于所述第一转轴上，所述径向子轴承与所述第一转轴之间具有第五间隙；
以及，设置于所述第二容纳腔内的推力子轴承，所述推力子轴承包括第三推力盘，以及分别设置于所述推力盘两侧的第五定子和第六定子，所述推力盘固定连接于所述第一转轴上，所述第五定子和所述第六定子均穿设于所述第一转轴上；所述第五定子和所述第六定子中，每个定子与所述第三推力盘之间具有第六间隙。
11.根据权利要求10所述的转子系统，其特征在于，
所述径向子轴承包括套设于所述第一转轴上的第五磁轴承，所述第五磁轴承与所述第一转轴之间具有所述第五间隙，所述第五磁轴承上沿周向设置有多个第八磁性部件；所述第一转轴能够在所述多个第八磁性部件的磁力作用下在所述第一转轴的径向方向上移动；
所述第五定子和所述第六定子中，每个定子包括第六磁轴承，所述第六磁轴承上沿周向设置有多个第九磁性部件；所述第三推力盘上设置有第十磁性部件，所述第三推力盘能够在所述多个第九磁性部件和所述第十磁性部件之间的磁力作用下在所述第一转轴的轴向方向上移动。
12.根据权利要求10所述的转子系统，其特征在于，
所述轴承座还设置有第三静压进气节流孔；
其中，所述第三静压进气节流孔的一端连接外接气源，另一端经所述径向子轴承与所述第五间隙相通，和/或，经所述第五定子和所述第六定子与所述第六间隙相通，用于将外接气源输送至所述第五间隙和/或第六间隙。
13.一种转子系统的控制方法，用于如权利要求1至12中任一项所述的转子系统，其特征在于，所述方法包括：
开启径向轴承和推力轴承中的静压轴承，以使转轴移动至预设径向位置，使所述推力轴承的推力盘移动至预设轴向位置；
所述转轴的转速加速至工作转速之后，关闭所述径向轴承和所述推力轴承中的静压轴承；
所述转子系统停机时，开启所述径向轴承中的静压轴承和所述推力轴承中的静压轴承；
所述转轴的转速减速至零之后，关闭所述径向轴承和...
【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
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