[发明专利]一种汽轮发电机组大功率水泵/风机驱动耦合装置

说明书

本发明提供了一种汽轮发电机组大功率水泵/风机驱动耦合装置，涉及驱动耦合技术领域，包括输入轴、输出轴、啮合齿轮、调速装置和齿轮组件；所述调速装置包括主动轴和从动轴，所述从动轴嵌套于所述主动轴外侧，所述主动轴和从动轴上分别套设有主动盘和被动盘，所述主动盘位于所述被动盘的外围；若干个所述卫星齿轮啮合内侧与所述中心齿轮啮合，若干个所述卫星齿轮啮合外侧与所述齿轮圈啮合；所述主动轴直接与所述齿轮圈同轴连接；所述从动轴通过啮合齿轮与所述卫星齿轮架啮合；所述输入轴通过离合器与所述主动轴连接，所述中心齿轮套设于所述输出轴上。由于采用了主、从动轴嵌套设计，省去了两对传动齿轮使得装置的动力传动效率有所提高。

技术领域

本发明属于动力驱动技术领域，特别涉及大容量汽轮发电机组水泵和风机的驱动装置。

背景技术

汽轮发电机组中水泵、风机等是其重要的辅助设备，关系到主给水、主凝结水、锅炉烟 风的升压、输送过程是否能高效低耗、安全可靠的完成。随着汽轮发电机组的向高参数、大 容量方向发展，其水泵、风机等辅机的功率也越来越大，因此不但需要大功率的驱动动力设 备，而且对两者之间的驱动耦合装置的要求也越来越高。希望这种装置既要安全可靠、低耗 节能，又要结构简单、操作方便。

目前现有技术中水泵、风机的驱动动力主要有电动机驱动、小型汽轮机驱动和主汽轮机 直接驱动。由于采用小汽轮机作为动力设备需要配置调节、润滑、凝汽等一系列辅助系统， 因此存在投资大、系统复杂的问题，因此除了不得已，一般均采用电动机作为动力设备或者 直接采用主汽轮机主轴直接驱动。但由于电动机和主汽轮机都是定速运转，因此都存在针对 不同工况和负荷进行调速的问题。

汽轮发电机组系统中的水泵和风机与其驱动设备的连接必须配置有可靠的耦合装置并具 有调速功能，以适应机组不同工况和负荷的运行，从而达到节能降耗的目的。目前这种耦合 和调速装置主要有液力耦合器、永磁调速器和调频器等三种，虽然都具有调速功能，但都有 一些难以克服的缺点。对于液力耦合器，因为需配置一套复杂的工作油系统，造成结构复杂， 日常维护工作量大、成本高，安全性差，同时，因为无减振效果，因而故障率高，可靠性差。 对于变频调速器，虽然优点突出，但是它对公共电网产生的谐波干扰问题不容忽视，同时， 随着驱动功率的增加，变频器价格昂贵，因而在大功率水泵和风机应用上受到了限制。目前 也在汽轮发电机组上应用的永磁调速器虽然能克服液力耦合器和调频器的缺点，但其最大的 问题是它的传递功率的调速范围有限，随着机组及其辅机的功率越来越大，永磁调速器的应 用也受到了限制。

汽轮发电机组水泵与风机的驱动耦合装置与本发明最接近的实现方案有两种。具体为， 其中一个技术方案为液力耦合器方案(见胡念苏主编的《汽轮机设备系统及运行》，中国电 力出版社，P306页图10-10)，其可实现对大功率水泵和风机的无级调速，但是由于需要配 置一套复杂的工作油系统(见胡念苏主编的《汽轮机设备系统及运行》，中国电力出版社， P309页图10-11)，使之具有成本高，维护量大、故障率高，可靠性差的问题。同时，随着 功率增大，其初投资增加很快。另一技术方案是永磁调速器耦合方案(如图6、图7)，由于克服了液力耦合器的缺点，近年来逐步应用到汽轮发电机组的凝结水泵的驱动装置上。但是， 永磁调速器若采用空气冷却其功率范围仅限制在1000kW以内，即使采用水冷其功率范围也 只能在4000kW以内，因此，难以适应更大功率的场合。

总之，对于大功率的水泵、风机等工作设备，虽然目前常规使用的是永磁调速器，液力 耦合器等，但是单独使用永磁调速器，其传递功率，调速范围受到很大限制，而使用液力耦 合则需要配置庞大复杂的工作油，润滑油系统，致使整个驱动耦合装置价格昂贵，运行维护 工作量大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大容量汽轮发电机组水泵和风机驱动耦合装置， 采用直接驱动与永磁调速机构相结合的技术，既充分发挥了永磁调速机构的优势，又有效克 服了永磁调速机构功率和调速范围的限制。即使对于驱动功率不是很大的场合，采用本发明 的装置后由于调速器传递的功率只占整个功率的一小部分，也会减低设备费用，简化调速器 的冷却方式。