用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机

摘要

一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，包括：高速阻尼转子，与膨胀发电机组的转子传动相连；低速阻尼转子，所述高速阻尼转子通过减速齿轮结构与所述低速阻尼转子传动相连。通过上述减速齿轮结构将低速阻尼转子和高速阻尼转子相连，并通过高速阻尼转子与膨胀发电机组的转子传动相连。可以有效地使上述高速阻尼转子与低速阻尼转子共同为膨胀发电机组的轴系提供一定的转动惯量，可以有效地降低机组在进行甩负荷测试时的最大飞升转速，从而保护机组和电网的安全。

说明书

技术领域

本发明涉及膨胀发电机组甩负荷测试技术领域，具体涉及一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机。

背景技术

储能系统可以提高电网的经济性、安全性和稳定性，可以对电网调峰起到明显地促进效果，近年来得到了显著关注与发展。但是，由于压缩空气储能系统膨胀机的单位重量、单位体积的功率密度大于火力发电汽轮机组。可是，膨胀发电机组轴系的转动惯量比同等功率的汽轮发电机组要低一半左右，因此导致压缩空气储能系统膨胀机组甩负荷试验时的轴系最大飞升转速相比火电汽轮机组要高。特别是，超临界二氧化碳系统膨胀发电机组的轴系转动惯量相对更低，甩负荷测试时的轴系最大飞升转速更高，从而进一步严重影响机组和电网运行的安全性。

为了解决上述问题，本领域技术人员考虑在膨胀发电机组的轴系上增设转子用于提供额外的转动惯量，则可以有效降低甩负荷测试时的最大飞升转速，上述结构即为阻尼机。由于阻尼机的阻尼转子由中部的圆柱体提供绝大部分转动惯量，根据转动惯量的计算公式可知，由于回转体转动惯量与其外径的4次方成正比、与长度的1次方成正比，此时如果采用单根整体锻造转子结构方案，则锻件的长度大、外径大，锻造质量很难保证、且成本很高，因为，对于锻件来说，锻造单根长转子的外径不能太大，锻造单个圆盘的厚度也不能太大，否则都难以保证锻件质量的可靠性。因此，本领域技术人员需要一种阻尼机，该阻尼机既可以有效地提供一定的转动惯量，从而降低机组在甩负荷测试时最大飞升转速。并且，还可以有效地避免采用单根整体锻造转子结构时，锻件的长度大、外径大，锻造质量很难保证、且成本高的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，以解决现有技术中阻尼机无法在有效地降低机组在甩负荷测试时最大飞升转速的同时，避免采用单根整体锻造转子结构，造成的锻件长度大、外径大，锻造质量很难保证、且成本高的问题。本发明从而提供一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，包括：

高速阻尼转子，与膨胀发电机组的转子传动相连；

低速阻尼转子，所述高速阻尼转子通过减速齿轮结构与所述低速阻尼转子传动相连；且，所述低速阻尼转子轴向方向上设置有至少两个套装轮盘。

可选的，所述减速齿轮结构包括：设置在所述低速阻尼转子上的大齿轮，以及设置在所述高速阻尼转子上并与所述大齿轮相啮合的小齿轮；所述大齿轮的直径大于所述小齿轮的直径。

可选的，所述高速阻尼转子和所述低速阻尼转子通过直齿齿轮啮合相连。所述减速齿轮结构还包括：

设置在所述大齿轮和所述小齿轮之间，用于阻止其二者轴向相对位移的推力盘；和/或，

所述低速阻尼转子轴向方向的两端位置设置有低速阻尼转子支撑轴承，所述低速阻尼转子支撑轴承内侧还设置有具有滑动推力面的推力轴承，以阻止所述大齿轮和所述小齿轮之间发生轴向相对位移。

可选的，所述大齿轮设置在靠近所述低速阻尼转子中部的位置。

可选的，所述大齿轮和所述小齿轮为一组相互适配的人字齿齿轮，以避免齿轮啮合所产生的轴向力。

可选的，人字齿结构的所述大齿轮设置在靠近所述低速阻尼转子中部的位置。

可选的，所述高速阻尼转子通过半联轴器与所述膨胀发电机组的转子传动相连；所述半联轴器的连接端延伸至阻尼机箱体外部。

可选的，所述套装轮盘为四个，均匀设置在所述低速阻尼转子的轴向方向上。

可选的，所述低速阻尼转子的长度小于所述高速阻尼转子的长度，且所述低速阻尼转子的外径尺寸大于所述高速阻尼转子的外径尺寸；和/ 或，

所述低速阻尼转子上大齿轮的厚度小于所述高速阻尼转子上小齿轮的厚度值，所述低速阻尼转子上大齿轮的外径尺寸大于所述高速阻尼转子上小齿轮的外径尺寸。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，包括：高速阻尼转子，与膨胀发电机组的转子传动相连；低速阻尼转子，所述高速阻尼转子通过减速齿轮结构与所述低速阻尼转子传动相连。

在本发明中，高速阻尼转子与膨胀发电机组的轴系传动相连；低速阻尼转子通过减速齿轮结构与上述低速阻尼转子相连动。上述高速阻尼转子与低速阻尼转子共同为膨胀发电机组的轴系提供一定的转动惯量，可以有效地降低机组在进行甩负荷测试时的最大飞升转速，从而保护机组和电网的安全。而且，该结构与现有技术中单根转子的阻尼机相比，还具有转动零部件应力水平低、成本低、基础动静载荷小等优点。本发明中的甩负荷阻尼机适用于燃煤、燃气、压缩空气储能、超临界二氧化碳发电、有机工质郎肯循环、天然气余压利用、地热能利用等系统的膨胀发电机组。

2.本发明提供的用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，所述减速齿轮结构包括：设置在所述低速阻尼转子上的大齿轮，以及设置在所述高速阻尼转子上并与所述大齿轮相啮合的小齿轮；所述大齿轮的直径大于所述小齿轮的直径。

3.本发明提供的用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，所述减速齿轮结构还包括：设置在所述大齿轮和所述小齿轮之间，用于阻止其二者轴向相对位移的推力盘；和/或，所述低速阻尼转子轴向方向的两端位置设置有低速阻尼转子支撑轴承，所述低速阻尼转子支撑轴承内侧还设置有具有滑动推力面的推力轴承，以阻止所述大齿轮和所述小齿轮之间发生轴向相对位移。

在本发明中，所述高速阻尼转子和所述低速阻尼转子可以通过直齿齿轮啮合相连。为了阻止上述低速阻尼转子出现轴向窜动，在本发明中通过设置上述推力盘可以保持高速阻尼转子和低速阻尼转子二者之间沿轴向无相对位移，避免低速阻尼转子出现轴向窜动。另外，通过上述推力轴承也可以对低速阻尼转子进行轴向限位，防止低速阻尼转子出现轴向窜动。

4.本发明提供的用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，所述大齿轮设置在靠近所述低速阻尼转子中部的位置。

在本发明中，通过将大齿轮设置在靠近低速阻尼转子中部的位置。或者，将上述将大齿轮设置在低速阻尼转子中央位置。可以使高速阻尼转子两侧的高速阻尼转子支撑轴承其径向载荷更加均匀，进而降低高速阻尼转子的转子动力学特性的设计难度。

5.本发明提供的用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，所述大齿轮和所述小齿轮为一组相互适配的人字齿结构的齿轮，以避免齿轮啮合所产生的轴向力。

在本发明中的大齿轮和小齿轮为一组相互适配的人字齿结构的齿轮，该人字齿齿轮结构不会产生额外的轴向力，并能保持高速阻尼转子和低速阻尼转子二者之间沿轴向无相对位移。

6.本发明提供的用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，

所述低速阻尼转子的长度小于所述高速阻尼转子的长度，且所述低速阻尼转子的外径尺寸大于所述高速阻尼转子的外径尺寸；和/或，

所述低速阻尼转子上大齿轮的厚度小于所述高速阻尼转子上小齿轮的厚度值，所述低速阻尼转子上大齿轮的外径尺寸大于所述高速阻尼转子上小齿轮的外径尺寸。

在本发明中，高速阻尼转子的外伸端与膨胀发电机组的转子相联，用于传递扭矩；低速阻尼转子与高速阻尼转子通过齿轮啮合相连，在上述高速阻尼转子和低速阻尼转子上都设置有齿轮。由于低速阻尼转子的转速较低，因此可以将其设计为长度较短、外径较大的具有较大转动惯量的转子。且，因为低速阻尼转子的转速较低，低速阻尼转子上大齿轮的转速较低，所以大齿轮或者套装轮盘的线速度较低，结构应力水平不高，因此可以将其设计为厚度较小、外径较大的具有较大转动惯量的转子。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的膨胀发电机组的甩负荷阻尼机结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的减速齿轮位于低速阻尼转子中部的甩负荷阻尼机结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的减速齿轮为人字齿的甩负荷阻尼机结构示意图。

附图标记说明：

1-高速阻尼转子；2-低速阻尼转子；3-套装轮盘；4-大齿轮；5-小齿轮；6-推力盘；7-低速阻尼转子支撑轴承；8-半联轴器；9-阻尼机箱体； 10-高速阻尼转子支撑轴承。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

记载了一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，如图1所示，其包括：

高速阻尼转子1，与膨胀发电机组的转子传动相连；上述高速阻尼转子 1通过半联轴器8与所述膨胀发电机组的转子传动相连；所述半联轴器8的连接端延伸至阻尼机箱体9外部；

低速阻尼转子2，所述高速阻尼转子1通过减速齿轮结构与所述低速阻尼转子2传动相连；在本实施例中的所述减速齿轮结构包括：设置在所述低速阻尼转子2上的大齿轮4，以及设置在所述高速阻尼转子1上并与所述大齿轮4相啮合的小齿轮5；所述大齿轮4的直径大于所述小齿轮5的直径。

上述低速阻尼转子2的长度小于所述高速阻尼转子1的长度，且所述低速阻尼转子2的外径尺寸大于所述高速阻尼转子1的外径尺寸；且，所述低速阻尼转子2上大齿轮4的厚度小于所述高速阻尼转子1上小齿轮5 的厚度值，所述低速阻尼转子2上大齿轮4的外径尺寸大于所述高速阻尼转子1上小齿轮5的外径尺寸。

为了阻止所述大齿轮4和所述小齿轮5之间发生轴向相对位移，所述减速齿轮结构还包括：设置在所述大齿轮4和所述小齿轮5之间，用于阻止其二者轴向相对位移的推力盘6。

在本实施例中，为了使甩负荷阻尼机为膨胀发电机组的轴系提供足够的转动惯量，所述低速阻尼转子2轴向方向上设置有四个套装轮盘3，四个所示套装轮盘3设置在所述低速阻尼转子2的轴向方向上。

当然，本实施例对阻止大齿轮4和小齿轮5之间发生轴向相对位移的具体结构不做具体限定，在其它实施例中，为了阻止所述大齿轮4和所述小齿轮5之间发生轴向相对位移，所述低速阻尼转子2轴向方向的两端位置设置有低速阻尼转子支撑轴承7，所述低速阻尼转子支撑轴承7内侧还设置有具有滑动推力面的推力轴承，以阻止所述大齿轮4和所述小齿轮5之间发生轴向相对位移。

当然，本实施例对低速阻尼转子2上的套装轮盘3数量不做具体限定，在其它实施例中，所述低速阻尼转子2轴向方向上设置有两个套装轮盘3、三个套装轮盘3，或者还可以为四个以上数量的套装轮盘3。

实施例2

记载了一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，如图2所示，其包括：

高速阻尼转子1，与膨胀发电机组的转子传动相连；上述高速阻尼转子 1通过半联轴器8与所述膨胀发电机组的转子传动相连；所述半联轴器8的连接端延伸至阻尼机箱体9外部；

低速阻尼转子2，所述高速阻尼转子1通过减速齿轮结构与所述低速阻尼转子2传动相连；在本实施例中的所述减速齿轮结构包括：设置在所述低速阻尼转子2上的大齿轮4，以及设置在所述高速阻尼转子1上并与所述大齿轮4相啮合的小齿轮5；所述大齿轮4的直径大于所述小齿轮5的直径。

上述低速阻尼转子2的长度小于所述高速阻尼转子1的长度，且所述低速阻尼转子2的外径尺寸大于所述高速阻尼转子1的外径尺寸；且，所述低速阻尼转子2上大齿轮4的厚度小于所述高速阻尼转子1上小齿轮5 的厚度值，所述低速阻尼转子2上大齿轮4的外径尺寸大于所述高速阻尼转子1上小齿轮5的外径尺寸。

在本实施例中，为了使甩负荷阻尼机为膨胀发电机组的轴系提供足够的转动惯量，所述低速阻尼转子2轴向方向上设置有四个套装轮盘3，四个所示套装轮盘3设置在所述低速阻尼转子2的轴向方向上。

为了阻止所述大齿轮4和所述小齿轮5之间发生轴向相对位移，所述大齿轮4设置在靠近所述低速阻尼转子2中部的位置。所述低速阻尼转子2 上大齿轮4靠近半联轴器8的一侧设置有1个套装轮盘3。所述低速阻尼转子2上大齿轮4远离半联轴器8的一侧设置有3个套装轮盘3。

实施例3

记载了一种用于膨胀发电机组的甩负荷阻尼机，如图3所示，其包括：

高速阻尼转子1，与膨胀发电机组的转子传动相连；上述高速阻尼转子 1通过半联轴器8与所述膨胀发电机组的转子传动相连；所述半联轴器8的连接端延伸至阻尼机箱体9外部；

低速阻尼转子2，所述高速阻尼转子1通过减速齿轮结构与所述低速阻尼转子2传动相连；在本实施例中的所述减速齿轮结构包括：设置在所述低速阻尼转子2上的大齿轮4，以及设置在所述高速阻尼转子1上并与所述大齿轮4相啮合的小齿轮5；所述大齿轮4的直径大于所述小齿轮5的直径。

上述低速阻尼转子2的长度小于所述高速阻尼转子1的长度，且所述低速阻尼转子2的外径尺寸大于所述高速阻尼转子1的外径尺寸；且，所述低速阻尼转子2上大齿轮4的厚度小于所述高速阻尼转子1上小齿轮5 的厚度值，所述低速阻尼转子2上大齿轮4的外径尺寸大于所述高速阻尼转子1上小齿轮5的外径尺寸。

在本实施例中，为了使甩负荷阻尼机为膨胀发电机组的轴系提供足够的转动惯量，所述低速阻尼转子2轴向方向上设置有四个套装轮盘3，四个所示套装轮盘3设置在所述低速阻尼转子2的轴向方向上。

为了阻止所述大齿轮4和所述小齿轮5之间发生轴向相对位移，所述大齿轮4和所述小齿轮5为一组相互适配的人字齿齿轮，以避免齿轮啮合所产生的轴向力。且上述人字齿结构的所述大齿轮4设置在靠近所述低速阻尼转子2中部的位置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。