大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構發(fā)明內(nèi)容

大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構專利目的

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》的目的在于：提供一種內(nèi)、外缸相對獨立的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊的落地布置結構。

大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構技術方案

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》所采用的技術方案是：

一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，所述低壓模塊靜子部件包括低壓外缸、低壓內(nèi)缸和低壓軸承座，所述低壓內(nèi)缸通過一對對稱設置在低壓內(nèi)缸的橫向兩側的支撐裝置剛性連接、并獨立支撐于汽機運行平臺基礎上，所述支撐裝置一端固定連接低壓內(nèi)缸側壁，另一端穿過低壓外缸側壁上對應設置的安裝孔、固定連接汽機運行平臺基礎；所述低壓外缸底部的排汽口與凝汽器喉部剛性連接。

所述支撐裝置包括相互連接的連接塊和曲臂兩部分，連接塊固定連接在低壓內(nèi)缸外壁上，曲臂的一端固定在汽機運行平臺基礎的上，另一端穿過低壓外缸側壁上對應設置的安裝孔、與連接塊固定連接。

所述曲臂的彎曲角度為90°-150°。

所述低壓內(nèi)缸汽機側橫向兩側相向的兩個曲臂與連接塊的連接處分別設置有橫向?qū)蜴I；低壓內(nèi)缸底部汽機側及電機側分別反向延伸出一段連接桿，該連接桿對應軸向中心線，汽機運行平臺基礎預埋件上裝焊有限位桿，連接桿和限位桿槽塊配合構成軸向?qū)蜴I，軸向?qū)蜴I連線與橫向?qū)蜴I連線的交點即為低壓內(nèi)缸的死點。

所述低壓內(nèi)缸外表面、支撐裝置的安裝面上裝焊有加強箍筋。

所述支撐裝置與低壓外缸上安裝孔的結合部內(nèi)設置有膨脹節(jié)。

所述低壓軸承座直接坐落在汽機運行平臺基礎上。

大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構改善效果

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》所產(chǎn)生的有益效果是：

整個低壓模塊軸向較短，橫向較長，控制了汽輪發(fā)電機組總長；一方面通過優(yōu)化低壓內(nèi)缸筒體、隔板、導流環(huán)結構控制其整體重量，另一方面根據(jù)有限元分析軟件計算結果，設置低壓內(nèi)缸加強箍筋，優(yōu)化支撐裝置結構，增加低壓內(nèi)缸剛性，將低壓內(nèi)缸天地方向變形量控制在有效范圍內(nèi)，便于隔板汽封、葉頂汽封徑向間隙的設計和現(xiàn)場機組動靜部件的安裝；低壓軸承座單獨落地，轉(zhuǎn)子標高不受汽機運行工況的改變而發(fā)生改變，保證了機組徑向間隙，增加機組穩(wěn)定性和安全性；低壓內(nèi)缸穿過低壓外缸，橫向獨立支撐于汽機運行平臺的低壓模塊結構方案，使低壓內(nèi)缸和汽機運行平臺基礎免受真空載荷，便于機組軸系的對中、徑向間隙的調(diào)整和設計院汽機運行平臺基礎的設計?！洞蠊β拾朕D(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》通過布置于低壓模塊汽機側的低壓內(nèi)缸死點，控制低壓內(nèi)缸熱膨脹方向，保證機組動靜間隙，提高機組運行可靠性、安全性。

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》在基本不改變內(nèi)、外缸的結構的情況下，使得內(nèi)、外缸相對獨立，在低壓內(nèi)缸的支撐剛性能夠得到保證的情況下，使低壓內(nèi)缸和汽機運行平臺基礎免受真空載荷，便于機組軸系的對中、徑向間隙的調(diào)整和設計院汽機運行平臺基礎的設計，提高機組運行安全性。

參見圖1：傳統(tǒng)火電低壓模塊落地方式為低壓軸承座落于低壓外缸1，低壓內(nèi)缸2支撐在低壓外缸臺板1-1上，低壓外缸1直接落于汽機運行平臺基礎6。該落地方式對于尺寸相對較小的全轉(zhuǎn)速低壓模塊來說布置比較緊湊，外形小、受力情況相對簡單，便于結構的設計。

但是，對于大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組，尤其是半轉(zhuǎn)速核電汽輪機低壓模塊，其尺寸和重量遠遠大于常規(guī)火電汽輪機的低壓模塊，低壓內(nèi)缸2的支撐剛性不容易保證，變形較大，低壓外缸1結構復雜，給軸系的對中、徑向間隙的調(diào)整增加了難度；且汽機運行平臺基礎6除了承受整個低壓模塊的靜載外，還需承受比靜載還大的真空載荷，整個低壓模塊的基座支撐載荷巨大，給汽輪發(fā)電機組混凝土基座的設計帶來較大的難度。

圖1為截至2011年3月22日上午技術低壓內(nèi)缸的落地結構示意圖；

圖2為《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》的低壓模塊落地結構橫向示意圖；

圖3為《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》的低壓模塊落地結構軸向示意圖；

圖4為《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》的低壓內(nèi)缸死點示意圖；

圖中標號表示：1低壓外缸，1-1低壓外缸臺板，2低壓內(nèi)缸，2-1低壓內(nèi)缸上半，2-2低壓內(nèi)缸下半，3連接塊，4支撐臂，5加強箍筋，6汽機運行平臺基礎，7凝汽器，8橫向?qū)蜴I，9軸向?qū)蜴I，10死點，11低壓軸承座。

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》設計汽輪機低壓模塊的結構設計領域，具體是一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊的落地布置結構設計。

1.一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，所述低壓模塊靜子部件包括低壓外缸、低壓內(nèi)缸和低壓軸承座，其特征在于：所述低壓內(nèi)缸通過一對對稱設置在低壓內(nèi)缸的橫向兩側的支撐裝置剛性連接、并獨立支撐于汽機運行平臺基礎上，所述支撐裝置一端固定連接低壓內(nèi)缸側壁，另一端穿過低壓外缸側壁上對應設置的安裝孔、固定連接汽機運行平臺基礎；所述低壓外缸底部的排汽口與凝汽器喉部剛性連接；所述支撐裝置包括相互連接的連接塊和曲臂兩部分，連接塊固定連接在低壓內(nèi)缸外壁上，曲臂的一端固定在汽機運行平臺基礎的上，另一端穿過低壓外缸側壁上對應設置的安裝孔、與連接塊固定連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，其特征在于：所述曲臂的彎曲角度為90°-150°。

3.根據(jù)權利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，其特征在于：所述低壓內(nèi)缸汽機側橫向兩側相向的兩個曲臂與連接塊的連接處分別設置有橫向?qū)蜴I；低壓內(nèi)缸底部汽機側及電機側分別反向延伸出一段連接桿，該連接桿對應軸向中心線，汽機運行平臺基礎預埋件上裝焊有限位桿，連接桿和限位桿槽塊配合構成軸向?qū)蜴I，軸向?qū)蜴I連線與橫向?qū)蜴I連線的交點即為低壓內(nèi)缸的死點。

4.根據(jù)權利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，其特征在于：所述低壓內(nèi)缸外表面、支撐裝置的安裝面上裝焊有加強箍筋。

5.根據(jù)權利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，其特征在于：所述支撐裝置與低壓外缸上安裝孔的結合部內(nèi)設置有膨脹節(jié)。

6.根據(jù)權利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，其特征在于：所述低壓軸承座直接坐落在汽機運行平臺基礎上。

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》定義軸向為平行于汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子中心線，橫向為垂直于汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子中心線。

參見圖2、圖3：《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》是一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構，低壓模塊的軸向兩側分別為汽機側和電機側，低壓模塊靜子主要包括低壓外缸1、低壓內(nèi)缸2和低壓軸承座11。低壓外缸1底部與凝汽器7喉部剛性連接、凝汽器7支撐于汽輪機廠房基礎上，如此支撐低壓外缸1。低壓內(nèi)缸2通過一對對稱設置在低壓內(nèi)缸2的橫向兩側的支撐裝置剛性連接、并獨立支撐于汽機運行平臺基礎6上。支撐裝置一端固定連接低壓內(nèi)缸2側壁，另一端穿過低壓外缸1側壁上對應設置的安裝孔、固定連接汽機運行平臺基礎6。低壓軸承座11單獨落地，直接坐落在汽機運行平臺基礎6上。

支撐裝置是一個剛性連接體，垂直于汽輪機轉(zhuǎn)子中心線、即橫向?qū)ΨQ設置在低壓內(nèi)缸2的兩側。該支撐裝置包括相互連接的連接塊3和支撐臂4兩部分。支撐臂4是一個曲臂，該曲臂的彎曲度可以設計為90°-150°，本實施例采用90°的曲臂。該支撐臂4一端垂直于汽機運行平臺基礎6的上表面固定連接，另一端穿過低壓外缸1側壁上對應設置的安裝孔、垂直于連接塊3側端面固定連接，對應地，連接塊3的另一個側端面固定連接在低壓內(nèi)缸2側壁上。

該具體實施方式采用四個支撐裝置，兩兩對稱設置在低壓內(nèi)缸2的軸向兩側，使得低壓內(nèi)缸2橫向落地。其安裝方法如下所述：首先，在低壓內(nèi)缸2筒體上裝焊有四個加強箍筋5，四個加強箍筋5分別位于筒體的弧面上，相對于筒體的截面上、下、左、右對稱布置。加強箍筋5在加強低壓內(nèi)缸2筒體的剛性的同時，下半的加強箍筋5還起到了支撐固定連接塊3的作用。從低壓內(nèi)缸2水平中分面法蘭和加強箍筋5下半引出四個連接塊3，四個連接塊3相對于低壓內(nèi)缸2軸向和橫向中心線兩兩對稱布置。然后，通過連接塊3的端面將低壓內(nèi)缸2整體支撐于四個支撐臂4上，支撐臂4一端固定連接在汽機運行平臺基礎6，另一端穿過低壓外缸1側端板伸入低壓外缸1、與連接塊3固定連接。支撐臂4與低壓外缸1上安裝孔的結合部內(nèi)設置有膨脹節(jié)，起到密封的作用。如此，達到將低壓內(nèi)缸2直接落在汽機運行平臺基礎6的目的。

參見圖4：由于采用上述的低壓內(nèi)缸2橫向落地的結構，因此，低壓內(nèi)缸2內(nèi)的死點10布置也需要進行適應性的設計，從而控制低壓內(nèi)缸2的熱膨脹方向。在低壓內(nèi)缸2底部的汽機側及電機側分別反向延伸出一段連接桿，該連接桿對應軸向中心線，構成軸向兩側的軸向鍵，汽機運行平臺基礎6預埋件上裝焊有限位桿，與焊接在汽機運行平臺基礎6預埋件的軸向鍵槽通過“L”型墊片現(xiàn)場調(diào)整間隙，連接桿和限位桿槽塊配合構成低壓內(nèi)缸2的軸向?qū)蜴I9。在低壓內(nèi)缸2的支撐裝置的支撐面上，低壓內(nèi)缸2的汽機側橫向兩側相向的兩個支撐臂4與連接塊3的連接處分別設置有橫向?qū)蜴I8，通過“L”型墊片現(xiàn)場調(diào)整間隙，形成低壓內(nèi)缸2的橫向?qū)蜴I8。軸向?qū)蜴I9連線與橫向?qū)蜴I8連線的交點即為低壓內(nèi)缸2死點10。

2018年12月20日，《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機組低壓模塊落地結構》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。

一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊專利目的

《一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊》的目的是提供一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊，其焊接簡易，調(diào)試方便，散熱性好，壽命長，耦合效率高。

一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊技術方案

《一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊》包括數(shù)個熱沉、數(shù)個單管半導體激光器、數(shù)個光束準直透鏡和聚焦器件，熱沉、單管半導體激光器和光束準直透鏡三者一一對應放置，單管半導體激光器焊接在熱沉上，光束準直透鏡設置在單管半導體激光器的出射端，其特征在于，在該模塊的光路中放置有玻璃平板，其上面安放數(shù)個反射棱鏡，數(shù)個單管半導體激光器除第二單管半導體激光器之外均呈階梯狀排列，每個單管半導體激光器與其正對面的單管半導體激光器位于同一水平高度，與其左右相鄰的單管半導體激光器在水平高度上相差間距為d；反射棱鏡和單管半導體激光器一一對應放置，反射棱鏡和其對應的單管半導體激光器位于同一水平高度；第二單管半導體激光器垂直于單管半導體激光器放置，其出射的光束通過各反射棱鏡中間的間隙直接傳輸至聚焦器件；聚焦器件平行于單管半導體激光器放置。

一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊有益效果

《一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊》通過使用反射棱鏡對其相對應的單管半導體激光器發(fā)出的光進行反射，反射后的光束相互平行傳輸，密集地排列在一起，無需再將單管半導體激光器焊接成陣列的形式，這樣可以使每個激光器有更充足的焊接位置和散熱空間，使焊接變?nèi)菀祝{(diào)試更方便，散熱性更好，壽命延長；通過反射棱鏡及單管半導體激光器的適當排列，可以使反射過來的光束排列成近圓形，這樣聚焦后可以使聚焦光斑呈圓形，更符合光纖端面形狀的分布，可以提高耦合效率。

圖1是2010年5月前技術以單管陣列及微透鏡陣列實現(xiàn)的耦合輸出的大功率半導體激光器的裝置示意圖。

圖2是《一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊》大功率半導體激光器光纖耦合模塊的結構示意圖。

圖3是圖2中所示的多路單管半導體激光器位置高度示意圖。

圖4是該發(fā)明多路單管半導體激光器發(fā)出的光束經(jīng)過反射合束后的光斑示意圖。

圖中：1、熱沉，2、單管半導體激光器，3、光束準直透鏡，4、玻璃平板，5、第一反射棱鏡，6、第二反射棱鏡，7、第三反射棱鏡，8、快軸聚焦柱面鏡，9、慢軸聚焦柱面鏡，10、第二單管半導體激光器，11、熱沉塊，12、空隙，13、單管半導體激光器的光斑，14、第二單管半導體激光器的光斑，15、單管激光器陣列，16、準直透鏡陣列，17、階梯狀熱沉。

1.《一種大功率半導體激光器光纖耦合模塊》包括數(shù)個熱沉（1）、數(shù)個單管半導體激光器（2）、數(shù)個光束準直透鏡（3）和聚焦器件，熱沉（1）、單管半導體激光器（2）和光束準直透鏡（3）三者一一對應放置，單管半導體激光器（2）焊接在熱沉（1）上，光束準直透鏡（3）設置在單管半導體激光器（2）的出射端，其特征在于，在該模塊的光路中放置有玻璃平板（4），其上面安放數(shù)個反射棱鏡，數(shù)個單管半導體激光器（2）除第二單管半導體激光器（10）之外呈階梯狀排列，每個單管半導體激光器（2）與其正對面的單管半導體激光器位于同一水平高度，與其左右相鄰的單管半導體激光器在水平高度上相差間距為d；反射棱鏡和單管半導體激光器（2）一一對應放置，反射棱鏡和其對應的單管半導體激光器（2）位于同一水平高度；第二單管半導體激光器（10）垂直于單管半導體激光器（2）放置，其出射的光束通過各反射棱鏡中間的間隙直接傳輸至聚焦器件；聚焦器件平行于單管半導體激光器（2）放置。

2.如權利要求1所述的大功率半導體激光器光纖耦合模塊，其特征在于，所述數(shù)個單管半導體激光器（2）發(fā)出的光束經(jīng)過不同位置排列的反射棱鏡后相互平行傳輸，使光束密集排列形成近圓形，經(jīng)過聚焦器件后形成的光斑呈圓形分布。

3.如權利要求1所述的大功率半導體激光器光纖耦合模塊，其特征在于，所述單管半導體激光器（2）和第二單管半導體激光器（10）為同一波長相同偏振態(tài)的單管半導體激光器。

4.如權利要求1所述的大功率半導體激光器光纖耦合模塊，其特征在于，所述光束準直透鏡（3）采用球面透鏡或非球面透鏡對光束進行準直，或者采用兩個分離的非球面柱面鏡分別對單管半導體激光器的快慢軸光束進行準直。

5.如權利要求1所述的大功率半導體激光器光纖耦合模塊，其特征在于，所述聚焦器件由沿耦合后光束傳輸方向依次設置的快軸聚焦柱面鏡（8）和慢軸聚焦柱面鏡（9）組成。

6.如權利要求5所述的大功率半導體激光器光纖耦合模塊，其特征在于，所述快軸聚焦柱面鏡（8）和慢軸聚焦柱面鏡（9）均采用球面柱面聚焦鏡或者非球面圓形聚焦鏡或者消像差透鏡組。