大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)權(quán)利要求

1.一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)，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(shè)置在低壓內(nèi)缸的橫向兩側(cè)的支撐裝置剛性連接、并獨(dú)立支撐于汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)上，所述支撐裝置一端固定連接低壓內(nèi)缸側(cè)壁，另一端穿過低壓外缸側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置的安裝孔、固定連接汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)；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(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)的上，另一端穿過低壓外缸側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置的安裝孔、與連接塊固定連接。

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

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述低壓內(nèi)缸汽機(jī)側(cè)橫向兩側(cè)相向的兩個曲臂與連接塊的連接處分別設(shè)置有橫向?qū)蜴I；低壓內(nèi)缸底部汽機(jī)側(cè)及電機(jī)側(cè)分別反向延伸出一段連接桿，該連接桿對應(yīng)軸向中心線，汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)預(yù)埋件上裝焊有限位桿，連接桿和限位桿槽塊配合構(gòu)成軸向?qū)蜴I，軸向?qū)蜴I連線與橫向?qū)蜴I連線的交點(diǎn)即為低壓內(nèi)缸的死點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)，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(qiáng)箍筋。

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

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述低壓軸承座直接坐落在汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)上。

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》設(shè)計(jì)汽輪機(jī)低壓模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體是一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊的落地布置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖1為截至2011年3月22日上午技術(shù)低壓內(nèi)缸的落地結(jié)構(gòu)示意圖；

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

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

圖4為《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》的低壓內(nèi)缸死點(diǎn)示意圖；

圖中標(biāo)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(qiáng)箍筋，6汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)，7凝汽器，8橫向?qū)蜴I，9軸向?qū)蜴I，10死點(diǎn)，11低壓軸承座。

大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)專利目的

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

大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》所采用的技術(shù)方案是：

一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)，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(shè)置在低壓內(nèi)缸的橫向兩側(cè)的支撐裝置剛性連接、并獨(dú)立支撐于汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)上，所述支撐裝置一端固定連接低壓內(nèi)缸側(cè)壁，另一端穿過低壓外缸側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置的安裝孔、固定連接汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)；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(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)的上，另一端穿過低壓外缸側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)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(jī)側(cè)橫向兩側(cè)相向的兩個曲臂與連接塊的連接處分別設(shè)置有橫向?qū)蜴I；低壓內(nèi)缸底部汽機(jī)側(cè)及電機(jī)側(cè)分別反向延伸出一段連接桿，該連接桿對應(yīng)軸向中心線，汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)預(yù)埋件上裝焊有限位桿，連接桿和限位桿槽塊配合構(gòu)成軸向?qū)蜴I，軸向?qū)蜴I連線與橫向?qū)蜴I連線的交點(diǎn)即為低壓內(nèi)缸的死點(diǎn)。

所述低壓內(nèi)缸外表面、支撐裝置的安裝面上裝焊有加強(qiáng)箍筋。

所述支撐裝置與低壓外缸上安裝孔的結(jié)合部內(nèi)設(shè)置有膨脹節(jié)。

所述低壓軸承座直接坐落在汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)上。

大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)改善效果

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》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(jī)組總長；一方面通過優(yōu)化低壓內(nèi)缸筒體、隔板、導(dǎo)流環(huán)結(jié)構(gòu)控制其整體重量，另一方面根據(jù)有限元分析軟件計(jì)算結(jié)果，設(shè)置低壓內(nèi)缸加強(qiáng)箍筋，優(yōu)化支撐裝置結(jié)構(gòu)，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(shè)計(jì)和現(xiàn)場機(jī)組動靜部件的安裝；低壓軸承座單獨(dú)落地，轉(zhuǎn)子標(biāo)高不受汽機(jī)運(yùn)行工況的改變而發(fā)生改變，保證了機(jī)組徑向間隙，增加機(jī)組穩(wěn)定性和安全性；低壓內(nèi)缸穿過低壓外缸，橫向獨(dú)立支撐于汽機(jī)運(yùn)行平臺的低壓模塊結(jié)構(gòu)方案，使低壓內(nèi)缸和汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)免受真空載荷，便于機(jī)組軸系的對中、徑向間隙的調(diào)整和設(shè)計(jì)院汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》通過布置于低壓模塊汽機(jī)側(cè)的低壓內(nèi)缸死點(diǎn)，控制低壓內(nèi)缸熱膨脹方向，保證機(jī)組動靜間隙，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性、安全性。

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》在基本不改變內(nèi)、外缸的結(jié)構(gòu)的情況下，使得內(nèi)、外缸相對獨(dú)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(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)免受真空載荷，便于機(jī)組軸系的對中、徑向間隙的調(diào)整和設(shè)計(jì)院汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，提高機(jī)組運(yùn)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(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

但是，對于大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組，尤其是半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)低壓模塊，其尺寸和重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)火電汽輪機(jī)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，給軸系的對中、徑向間隙的調(diào)整增加了難度；且汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)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(jī)組混凝土基座的設(shè)計(jì)帶來較大的難度。

《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》定義軸向?yàn)槠叫杏谄啺l(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子中心線，橫向?yàn)榇怪庇谄啺l(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子中心線。

參見圖2、圖3：《大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)》是一種大功率半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)組低壓模塊落地結(jié)構(gòu)，低壓模塊的軸向兩側(cè)分別為汽機(jī)側(cè)和電機(jī)側(cè)，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(jī)廠房基礎(chǔ)上，如此支撐低壓外缸1。低壓內(nèi)缸2通過一對對稱設(shè)置在低壓內(nèi)缸2的橫向兩側(cè)的支撐裝置剛性連接、并獨(dú)立支撐于汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6上。支撐裝置一端固定連接低壓內(nèi)缸2側(cè)壁，另一端穿過低壓外缸1側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置的安裝孔、固定連接汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6。低壓軸承座11單獨(dú)落地，直接坐落在汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6上。

支撐裝置是一個剛性連接體，垂直于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心線、即橫向?qū)ΨQ設(shè)置在低壓內(nèi)缸2的兩側(cè)。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(shè)計(jì)為90°-150°，本實(shí)施例采用90°的曲臂。該支撐臂4一端垂直于汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6的上表面固定連接，另一端穿過低壓外缸1側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置的安裝孔、垂直于連接塊3側(cè)端面固定連接，對應(yīng)地，連接塊3的另一個側(cè)端面固定連接在低壓內(nèi)缸2側(cè)壁上。

該具體實(shí)施方式采用四個支撐裝置，兩兩對稱設(shè)置在低壓內(nèi)缸2的軸向兩側(cè)，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(qiáng)箍筋5，四個加強(qiáng)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(qiáng)箍筋5在加強(qiáng)低壓內(nèi)缸2筒體的剛性的同時，下半的加強(qiáng)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(qiáng)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(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6，另一端穿過低壓外缸1側(cè)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(jié)合部內(nèi)設(shè)置有膨脹節(jié)，起到密封的作用。如此，達(dá)到將低壓內(nèi)缸2直接落在汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)，因此，低壓內(nèi)缸2內(nèi)的死點(diǎn)10布置也需要進(jìn)行適應(yīng)性的設(shè)計(jì)，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(jī)側(cè)及電機(jī)側(cè)分別反向延伸出一段連接桿，該連接桿對應(yīng)軸向中心線，構(gòu)成軸向兩側(cè)的軸向鍵，汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6預(yù)埋件上裝焊有限位桿，與焊接在汽機(jī)運(yùn)行平臺基礎(chǔ)6預(yù)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(gòu)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(jī)側(cè)橫向兩側(cè)相向的兩個支撐臂4與連接塊3的連接處分別設(shè)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(diǎn)即為低壓內(nèi)缸2死點(diǎn)10。

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

一種大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊專利目的

《一種大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊》的目的是提供一種大功率半導(dǎo)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(dǎo)體激光器光纖耦合模塊技術(shù)方案

《一種大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊》包括數(shù)個熱沉、數(shù)個單管半導(dǎo)體激光器、數(shù)個光束準(zhǔn)直透鏡和聚焦器件，熱沉、單管半導(dǎo)體激光器和光束準(zhǔn)直透鏡三者一一對應(yīng)放置，單管半導(dǎo)體激光器焊接在熱沉上，光束準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器除第二單管半導(dǎo)體激光器之外均呈階梯狀排列，每個單管半導(dǎo)體激光器與其正對面的單管半導(dǎo)體激光器位于同一水平高度，與其左右相鄰的單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器一一對應(yīng)放置，反射棱鏡和其對應(yīng)的單管半導(dǎo)體激光器位于同一水平高度；第二單管半導(dǎo)體激光器垂直于單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器放置。

一種大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊有益效果

《一種大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊》通過使用反射棱鏡對其相對應(yīng)的單管半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光進(jìn)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(dǎo)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?，調(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(dǎo)體激光器的適當(dāng)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(shù)以單管陣列及微透鏡陣列實(shí)現(xiàn)的耦合輸出的大功率半導(dǎo)體激光器的裝置示意圖。

圖2是《一種大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊》大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中所示的多路單管半導(dǎo)體激光器位置高度示意圖。

圖4是該發(fā)明多路單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器，3、光束準(zhǔn)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(dǎo)體激光器，11、熱沉塊，12、空隙，13、單管半導(dǎo)體激光器的光斑，14、第二單管半導(dǎo)體激光器的光斑，15、單管激光器陣列，16、準(zhǔn)直透鏡陣列，17、階梯狀熱沉。

1.《一種大功率半導(dǎo)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(dǎo)體激光器（2）、數(shù)個光束準(zhǔn)直透鏡（3）和聚焦器件，熱沉（1）、單管半導(dǎo)體激光器（2）和光束準(zhǔn)直透鏡（3）三者一一對應(yīng)放置，單管半導(dǎo)體激光器（2）焊接在熱沉（1）上，光束準(zhǔn)直透鏡（3）設(shè)置在單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器（2）除第二單管半導(dǎo)體激光器（10）之外呈階梯狀排列，每個單管半導(dǎo)體激光器（2）與其正對面的單管半導(dǎo)體激光器位于同一水平高度，與其左右相鄰的單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器（2）一一對應(yīng)放置，反射棱鏡和其對應(yīng)的單管半導(dǎo)體激光器（2）位于同一水平高度；第二單管半導(dǎo)體激光器（10）垂直于單管半導(dǎo)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(dǎo)體激光器（2）放置。

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

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

5.如權(quán)利要求1所述的大功率半導(dǎo)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(shè)置的快軸聚焦柱面鏡（8）和慢軸聚焦柱面鏡（9）組成。

6.如權(quán)利要求5所述的大功率半導(dǎo)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。