本實(shí)用新型涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)僅有豎直方向的彈簧起到隔震的作用，而彈簧隔震基礎(chǔ)與主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)在地震或其他水平荷載作用下，基礎(chǔ)臺(tái)板與運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)易發(fā)生碰撞。地震作用下，傳統(tǒng)彈簧隔震汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)耗能能力較弱，傳導(dǎo)到汽輪發(fā)電機(jī)上的地震力較大，而汽輪發(fā)電機(jī)所能承受的地震力有限，在高烈度地震區(qū)，在地震作用下彈簧隔震汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)易產(chǎn)生較大加速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ),以解決目前彈簧隔震汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)耗能能力較弱的問題。

在本實(shí)用新型中，本實(shí)用新型提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，包括；汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板、主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)、汽輪機(jī)組和汽機(jī)基座減振阻尼器；

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板上設(shè)有所述汽輪機(jī)組；

所述汽輪機(jī)組包括多個(gè)氣缸；

所述氣缸沿所述汽輪機(jī)組的主軸排列，并且設(shè)有多個(gè)軸承座；以及

以所述軸承座為中心，以所述汽輪機(jī)組的主軸為對(duì)稱軸，在所述對(duì)稱軸的兩側(cè)對(duì)稱布置有所述汽機(jī)基座減振阻尼器。

在另一優(yōu)選例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板和主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)之間，并且所述汽機(jī)基座減振阻尼器為水平減振阻尼器。

在另一優(yōu)選例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述軸承座所在的直線上。

在另一優(yōu)選例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述軸承座所在直線的兩側(cè)。

在另一優(yōu)選例中，位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器的數(shù)量相同。

在另一優(yōu)選例中，位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器之間設(shè)有空隙。

在另一優(yōu)選例中，所述隔震基礎(chǔ)還包括防震阻尼器；

所述防震阻尼器位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板和主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)之間；以及

所述防震阻尼器的振動(dòng)方向垂直于所述汽機(jī)基座減振阻尼器的振動(dòng)方向。

在另一優(yōu)選例中，所述隔震基礎(chǔ)還包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架；以及

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板下方，并連接于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板。

在另一優(yōu)選例中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架與所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板之間設(shè)有隔震彈簧。

在另一優(yōu)選例中，所述軸承座的數(shù)量為6-15，所述軸承座之間的距離為1-10m。

應(yīng)理解，在本實(shí)用新型范圍內(nèi)中，本實(shí)用新型的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一贅述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)的俯視圖。

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)的剖視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，首次開發(fā)了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，在汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板與主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)結(jié)構(gòu)間設(shè)置水平向阻尼器，可減小水平荷載作用下汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板與主廠房樓板間的相對(duì)位移，在此基礎(chǔ)上，完成了本實(shí)用新型。

隔震基礎(chǔ)

本實(shí)用新型提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，包括；汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板、主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)、汽輪機(jī)組和汽機(jī)基座減振阻尼器。

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板上設(shè)有所述汽輪機(jī)組；所述汽輪機(jī)組包括多個(gè)氣缸；所述氣缸沿所述汽輪機(jī)組的主軸排列，并且設(shè)有多個(gè)軸承座；以及以所述軸承座為中心，以所述汽輪機(jī)組的主軸為對(duì)稱軸，在所述對(duì)稱軸的兩側(cè)對(duì)稱布置有所述汽機(jī)基座減振阻尼器。

所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板和主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)之間，并且所述汽機(jī)基座減振阻尼器為水平減振阻尼器，該阻尼器種類可不限制，可采用粘滯阻尼器或摩擦阻尼器。阻尼器一端與汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板縱橫梁連接，另一端與主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)框架梁或柱連接，連接方式為在基礎(chǔ)臺(tái)板與主廠房框架梁上預(yù)埋埋件，阻尼器與埋件焊接連接，當(dāng)主廠房框架為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，可直接與主廠房框架鋼結(jié)構(gòu)焊接。

阻尼器布置方法

大型汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡力引起轉(zhuǎn)子軸承及軸承座振動(dòng)，若振動(dòng)過大，會(huì)引起汽輪發(fā)電機(jī)停機(jī)，嚴(yán)重影響火電或核電廠房的運(yùn)行。通過采用帶水平向阻尼器的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔振基礎(chǔ)，可通過阻尼器耗散汽輪機(jī)組振動(dòng)的能量，進(jìn)而減小轉(zhuǎn)子軸承座振動(dòng)，使電廠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)可模擬為諧振力作用在基礎(chǔ)上，通過建立動(dòng)力平衡方程，結(jié)構(gòu)位移解可分為穩(wěn)態(tài)部分和瞬態(tài)部分。

具有粘滯阻尼的汽輪機(jī)組基礎(chǔ)在諧振力作用下的振動(dòng)微分方程為：

式中：

u----為設(shè)備支承點(diǎn)位移，即軸承座處位移；

m----為質(zhì)量，包括基礎(chǔ)臺(tái)板及支承在臺(tái)板上的設(shè)備和管道重；

c----為粘滯阻尼系數(shù)；

k----為水平向剛度，即彈簧隔振汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板底部彈簧水平向總剛度；

p0----為激振力，根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)平衡質(zhì)量等級(jí)確定；

ω----為激振力頻率，即汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。

其穩(wěn)態(tài)解為：

式中：

ω_n----為基座固有頻率；

ξ----為阻尼比，

通過在運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)及汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板間設(shè)置阻尼器增大結(jié)構(gòu)阻尼比，以減小穩(wěn)態(tài)荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移。

阻尼器通過相對(duì)位移提供阻尼，汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)在設(shè)備轉(zhuǎn)子振動(dòng)荷載通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等級(jí)施加。

擾力幅值如下式所示：

P_oi＝M_giGΩ²/ω

式中：

P_oi－動(dòng)擾力；

M_gi－為作用在基礎(chǔ)第i點(diǎn)(擾力點(diǎn))的機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量；

ω－機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速；

Ω－強(qiáng)迫振動(dòng)分析時(shí)的激振轉(zhuǎn)速；

G－平衡質(zhì)量等級(jí)，平衡質(zhì)量等級(jí)由廠家提供，可根據(jù)轉(zhuǎn)子出廠動(dòng)平衡等級(jí)降低一級(jí)采用mm/s。

擾力大小與機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，故布置水平向阻尼器時(shí)，阻尼器設(shè)置應(yīng)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，以使機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)位移均勻，避免因阻尼器設(shè)置不合理導(dǎo)致臺(tái)板扭轉(zhuǎn)變形。

以粘滯阻尼器為例，粘滯阻尼器產(chǎn)生的阻尼力可由以下公式計(jì)算：

F＝cv^α

式中：

F---阻尼力；

c---阻尼系數(shù)；

v---粘滯阻尼器兩端相對(duì)速度；

α---速度指數(shù)。

設(shè)置阻尼器時(shí)可將汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的動(dòng)擾力值與粘滯阻尼器的阻尼力進(jìn)行比較計(jì)算，在各個(gè)軸承處計(jì)算得擾力值使其與相應(yīng)位置處的阻尼力相等，計(jì)算得相應(yīng)位置處需布置的阻尼器個(gè)數(shù)，如下式所示。

P_oi＝nF_i

式中：

n----為各轉(zhuǎn)子軸承位置兩邊設(shè)置的阻尼器個(gè)數(shù)。

其他類型的阻尼器也可通過阻尼力與動(dòng)擾力相等的方法計(jì)算布置阻尼器。

本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

(a)在汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板與主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)結(jié)構(gòu)間設(shè)置水平向阻尼器，可減小汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板振動(dòng)，減小基座及汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)，耗散能量，臺(tái)板上的精密儀器的抗震性能提高，可減小設(shè)備截面尺寸，在地震工況下可減小臺(tái)板上汽輪發(fā)電機(jī)的損壞，以致地震后可繼續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行，為社會(huì)提供應(yīng)急電力，為社會(huì)用電提供有力保障。

(b)減少設(shè)備振動(dòng)，保證電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(c)帶動(dòng)阻尼器生產(chǎn)，幫助提高汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率，減少維修及保養(yǎng)。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)是重量百分比和重量份數(shù)。

需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，包括；汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1、主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)2、汽輪機(jī)組和汽機(jī)基座減振阻尼器3。

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1上設(shè)有所述汽輪機(jī)組；所述汽輪機(jī)組包括多個(gè)氣缸；所述氣缸沿所述汽輪機(jī)組的主軸排列，并且設(shè)有多個(gè)軸承座；以所述軸承座為中心，以所述汽輪機(jī)組的主軸為對(duì)稱軸，在所述對(duì)稱軸的兩側(cè)對(duì)稱布置有所述汽機(jī)基座減振阻尼器3。

本實(shí)施例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器3位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1和主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)2之間，并且所述汽機(jī)基座減振阻尼器3為水平減振阻尼器3，所述汽機(jī)基座減振阻尼器3位于所述軸承座所在的直線上。

本實(shí)施例中，所述隔震基礎(chǔ)還包括防震阻尼器4；所述防震阻尼器4位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1和主廠房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)2之間；所述防震阻尼器4的振動(dòng)方向垂直于所述汽機(jī)基座減振阻尼器3的振動(dòng)方向。

所述隔震基礎(chǔ)還包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架5；所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架5位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1下方，并連接于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1。

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架5與所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板1之間設(shè)有隔震彈簧6。

本實(shí)施例中，該汽機(jī)基座減振阻尼器采用粘滯阻尼器，汽輪機(jī)組基礎(chǔ)在諧振力作用下的振動(dòng)微分方程為：

式中：

u----為設(shè)備支承點(diǎn)位移，即軸承座處位移；

m----為質(zhì)量，包括基礎(chǔ)臺(tái)板及支承在臺(tái)板上的設(shè)備和管道重；

c----為粘滯阻尼系數(shù)；

k----為水平向剛度，即彈簧隔振汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板底部彈簧水平向總剛度；

p0----為激振力，根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)平衡質(zhì)量等級(jí)確定；

ω----為激振力頻率，即汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。

其穩(wěn)態(tài)解為：

式中：

ω_n----為基座固有頻率；

ξ----為阻尼比，

通過在運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)及汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板間設(shè)置阻尼器增大結(jié)構(gòu)阻尼比，以減小穩(wěn)態(tài)荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移。

阻尼器通過相對(duì)位移提供阻尼，汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)在設(shè)備轉(zhuǎn)子振動(dòng)荷載通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等級(jí)施加。

擾力幅值如下式所示：

P_oi＝M_giGΩ²/ω

式中：

P_oi－動(dòng)擾力；

M_gi－為作用在基礎(chǔ)第i點(diǎn)(擾力點(diǎn))的機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量；

ω－機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速；

Ω－強(qiáng)迫振動(dòng)分析時(shí)的激振轉(zhuǎn)速；

G－平衡質(zhì)量等級(jí)，平衡質(zhì)量等級(jí)由廠家提供，可根據(jù)轉(zhuǎn)子出廠動(dòng)平衡等級(jí)降低一級(jí)采用mm/s。

擾力大小與機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，故布置水平向阻尼器時(shí)，阻尼器設(shè)置應(yīng)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，以使機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)位移均勻，避免因阻尼器設(shè)置不合理導(dǎo)致臺(tái)板扭轉(zhuǎn)變形。

以粘滯阻尼器為例，粘滯阻尼器產(chǎn)生的阻尼力可由以下公式計(jì)算：

F＝cv^α

式中：

F---阻尼力；

c---阻尼系數(shù)；

v---粘滯阻尼器兩端相對(duì)速度；

α---速度指數(shù)。

設(shè)置阻尼器時(shí)可將汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的動(dòng)擾力值與粘滯阻尼器的阻尼力進(jìn)行比較計(jì)算，在各個(gè)軸承處計(jì)算得擾力值使其與相應(yīng)位置處的阻尼力相等，計(jì)算得相應(yīng)位置處需布置的阻尼器個(gè)數(shù)，如下式所示。

P_oi＝nF_i

式中：

n----為各轉(zhuǎn)子軸承位置兩邊設(shè)置的阻尼器個(gè)數(shù)。

相關(guān)技術(shù)人員通過上述的隔震基礎(chǔ)和阻尼器布置方法布置相應(yīng)的汽機(jī)基座減振阻尼器和防震阻尼器，通過計(jì)算得到該隔震基礎(chǔ)的減振效果如下：

汽輪機(jī)基座各軸承座在汽輪發(fā)電機(jī)動(dòng)擾力作用下橫向振動(dòng)線位移較無水平阻尼器降低20％-30％。

對(duì)比例1

對(duì)比例1提供了和實(shí)施例1相似的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，不同點(diǎn)在于：對(duì)比例1中的汽機(jī)基座減振阻尼器設(shè)置在以汽輪機(jī)組的主軸為對(duì)稱軸且在相鄰兩個(gè)軸承座之間的兩側(cè)。

相關(guān)技術(shù)人員通過上述的隔震基礎(chǔ)和阻尼器布置方法布置相應(yīng)的汽機(jī)基座減振阻尼器和防震阻尼器，通過計(jì)算得到該隔震基礎(chǔ)的減振效果如下：

汽輪機(jī)基座各軸承座在汽輪發(fā)電機(jī)動(dòng)擾力作用下橫向振動(dòng)線位移較無水平阻尼器降低5％-10％。

通過比較實(shí)施例1和對(duì)比例1可以得到：采用實(shí)施例1的隔震基礎(chǔ)成本更少，減振效果提高了10％-25％，減振效果更好。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，本實(shí)施例中的隔震基礎(chǔ)類似于實(shí)施例1中的隔震基礎(chǔ)，不同之處在于：

本實(shí)施例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述軸承座所在直線的兩側(cè)，位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器的數(shù)量相同，且位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器之間設(shè)有空隙；

所述軸承座的數(shù)量為10，所述軸承座之間的距離為5m。

在本實(shí)用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。