一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平及运行方法，属于空气透平技术领域。本发明专利技术包括前轴承箱、后轴承箱、高中压外缸、前轴承箱和后轴承箱安装在高中压外缸的两侧，所述高中压外缸内安装有高压内缸，高中压外缸内设有高中压整锻转子，高中压整锻转子同时设置在高压内缸内，高中压整锻转子的前端与前轴承箱配合安装，高中压整锻转子的后端与后轴承箱配合安装。机组采用压缩空气为工质，共两级透平，组成高中压缸，高压部分为内外缸结构，中压部分为单层缸结构。气缸与前轴承箱通过猫爪和定中心梁结构连接，此连接方式成熟稳定，可以很好地满足机组膨胀需求。满足机组膨胀需求。满足机组膨胀需求。
【技术实现步骤摘要】
一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平及运行方法
[0001]本专利技术涉及一种反动式中间进气一次再热空气透平，属于空气透平
技术介绍
[0002]压缩空气储能是一种新型储能技术，是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动空气透平发电的储能方式，目前压缩空气储能技术正处于蓬勃发展阶段，是目前唯一能与抽水蓄能相媲美的大规模长时物理储能技术，在功能、成本、寿命和效率等各方面具有显著优势。
[0003]空气透平是压缩空气储能系统的重要设备，它是压缩空气储能的核心动力部件，其结构形式、效率直接决定了电站的投资成本和经济性，此外现有普通空气透平，由于其结构设计，无法满足项目再热次数多的需求，导致其透平不能向大功率和高经济性方向发展。
[0004]现有的空气透平也有“再热空气透平”，例如公开号为：CN217270341U的一种10MW三次再热反动式空气透平，该空气透平虽然能够实现三次再热，是因为它采用了4段透平结构，该透平的气缸采用沿其轴向依次布置，该结构设计存在以下缺点：
[0005](1)由于其透平的气缸沿轴向布置，会导致空气透平的尺寸变长/变大，由于其尺寸变长/变大，将对安装场地要求过高；
[0006](2)由于其采用了4段透平的结构，其透平内转子需要设置较长的结构才能满足4段透平的使用要求，转子较长时，其受力超载，不仅会造成径向支撑面烧毁，还可能引起轴向直推轴承烧毁；
[0007](3)此外由于该透平气缸采用轴向布置的结构，一次再热做功、二次再热做功和三次再热做功都作用到透平整体上，该机组的每次做功差不同，会产生相对胀差，降低了机组运行安全性。
[0008]基于上述陈述，现有空气透平设备无法适应压缩空气储能系统进一步商业化的需求，急需开发一种结构设计合理、级效率和循环效率高的空气透平设备以满足压缩空气储能系统的运行需求。
技术实现思路
[0009]本专利技术为了解决上述技术问题。在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。
[0010]本专利技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
[0011]一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，包括前轴承箱、后轴承箱、高中压外缸、前轴承箱和后轴承箱安装在高中压外缸的两侧，所述高中压外缸内安装有高压内缸，高中压外缸内设有高中压整锻转子，高中压整锻转子同时设置在高压内缸内，高中压整锻转子的前端与前轴承箱配合安装，高中压整锻转子的后端与后轴承箱配合安装。
[0012]优选的：还包括排气导向箱，所述后轴承箱布置安装在排气导向箱的内部，所述高
中压外缸的前端设有猫爪，所述高中压外缸的前端通过猫爪与前轴承箱配合安装，所述高中压外缸的后端采用法兰方式安装在排气导向箱上。
[0013]优选的：所述高中压外缸的前端还通过定中心梁结构与前轴承箱连接。
[0014]优选的：所述高中压外缸包括上缸体和下缸体，所述上缸体上设有主进气口，所述下缸体上设有主排气口和一次再热进气口。
[0015]优选的：所述主进气口切向布置在高中压外缸上；所述主进气口处直连安装有主气调节联合阀。
[0016]优选的：所述高中压外缸前端与高中压整锻转子之间设有前端轴气封。
[0017]优选的：所述高中压外缸的内壁上通过隔板套安装有多级第一静叶片，高中压整锻转子上安装有与多级第一静叶片相适配的多级第一动叶片；
[0018]所述高压内缸的内壁上安装有多级第二静叶片，高中压整锻转子上安装有与多级第二静叶片相适配的多级第二动叶片。
[0019]优选的：所述排气导向箱上具有进气开口和排气开口，排气导向箱内布置有呈“喇叭”状设置的排气导向罩，所述排气导向罩的入口处内安装有稳流导向板。
[0020]优选的：所述后轴承箱包括外层箱体和内层轴承箱，所述内层轴承箱安装在外层箱体内，外层箱体与内层轴承箱构成夹层结构，高中压整锻转子的后端穿过外层箱体后通过“支持轴承”安装在内层轴承箱内。“支持轴承”能够承受高中压整锻转子的全部重量以及由于转子质量不平衡引起的离心力，确定转子在缸体中的正确径向位置，支持轴承包括但不限于圆筒瓦支持轴承、椭圆瓦支持轴承、三油楔支持轴承、可倾瓦支持轴承等。
[0021]一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平运行方法，是基于一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平实现的，包括以下步骤：
[0022]步骤1.压缩空气经由主气调节联合阀，采用切向进气的方式进入高压内缸；
[0023]步骤2.在高压内缸内部进行通流做功，具体是：压缩空气流过多级第二静叶片时，使气流加速，加速后的气流喷射到多级第二动叶片，在多级第二动叶片上产生周向分力，从而推动高中压整锻转子连续旋转，使高中压整锻转子在高速旋转中对外界做出机械功；
[0024]步骤3.经过通流做功后的压缩空气进入高中压外缸，后由高中压外缸电端的主排气口排出；
[0025]步骤4.自主排气口排出的压缩空气经过二次加压、加热后，通过一次再热进气口重新进入高中压外缸中；
[0026]步骤5.在高中压外缸内进行中压通流做功，具体是：压缩空气流过多级第一静叶片时，使气流加速，加速后的气流喷射到多级第一动叶片上，在多级第一动叶片上产生周向分力，从而推动高中压整锻转子连续旋转，使高中压整锻转子在高速旋转中对外界做出机械功；
[0027]步骤6.经中压通流做功后，压缩空气沿着高中压整锻转子的轴向进入排气导向箱，最终由排气装置排出。
[0028]本专利技术有益效果在于：
[0029]1.本专利技术的机组通流采用多级小焓降反动式设计理念，与现有冲动式设计技术相比能够有效的提高叶片单级效率，在根本上提高通流效率；
[0030]2.本专利技术空气透平机组中全部静叶、动叶采用预扭装配式结构，与传统焊接隔板
相比，装配式结构没有焊缝，避免焊接变形，更好地保证了通流精度；
[0031]3.本专利技术空气透平机组中阀门与气缸直连，省去导气管结构，气缸为切向进气，最大限度减小了进气损失；
[0032]4.本专利技术空气透平机组采用高性能的轴端密封技术控制压缩空气透平轴端泄漏；
[0033]5.本专利技术空气透平机组中气缸与轴承箱连接采用猫爪及定中心梁结构，结构成熟稳定，可以很好地满足机组的膨胀要求。
附图说明
[0034]图1是一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平的剖视图；
[0035]图2是高中压外缸与排气导向箱的配合结构立体图；
[0036]图3是主气调节联合阀与高中压外缸的主进气口配合安装俯视图；
[0037]图4是排气导向箱的剖视图；
[0038]图5是多级第二静叶片和多级第二动叶片在高压内缸内部的布置安装示意图；
[0039]图6是图1中A处的放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，包括前轴承箱(1)、后轴承箱(2)和高中压外缸(3)，前轴承箱(1)和后轴承箱(2)安装在高中压外缸(3)的两侧，其特征在于：所述高中压外缸(3)内安装有高压内缸(4)，高中压外缸(3)内设有高中压整锻转子(5)，高中压整锻转子(5)同时设置在高压内缸(4)内，高中压整锻转子(5)的前端与前轴承箱(1)配合安装，高中压整锻转子(5)的后端与后轴承箱(2)配合安装。2.根据权利要求1所述的一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，其特征在于：还包括排气导向箱(7)，所述后轴承箱(2)布置安装在排气导向箱(7)的内部，所述高中压外缸(3)的前端设有猫爪(6)，所述高中压外缸(3)的前端通过猫爪(6)与前轴承箱(1)配合安装，所述高中压外缸(3)的后端采用法兰方式安装在排气导向箱(7)上。3.根据权利要求1所述的一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，其特征在于：所述高中压外缸(3)的前端还通过定中心梁结构(8)与前轴承箱(1)连接。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，其特征在于：所述高中压外缸(3)包括上缸体(9)和下缸体(10)，所述上缸体(9)上设有主进气口(11)，所述下缸体(10)上设有主排气口(12)和一次再热进气口(13)。5.根据权利要求4所述的一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，其特征在于：所述主进气口(11)切向布置在高中压外缸(3)上；所述主进气口(11)处直连安装有主气调节联合阀(14)。6.根据权利要求1所述的一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，其特征在于：所述高中压外缸(3)前端与高中压整锻转子(5)之间设有前端轴气封(15)。7.根据权利要求1所述的一种60MW反动式中间进气一次再热空气透平，其特征在于：所述高中压外缸(3)的内壁上通过隔板套(16)安装有多级第一静叶片(17)，高中压整锻转子(5)上安装有与多级第一静叶片(17)相适配的多级第一动叶片(18)；所述高压内缸(4)的内壁上安装有多级第二静叶片(19)，高中压整锻转子(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢冠一，刘阳，徐鹏，余海鹏，潘春雨，徐殿吉，景禹淇，赵洪羽，郭庆丰，王成佳，
申请(专利权)人：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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