專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)發(fā)電廠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改進(jìn)發(fā)電廠的方法。
背景技術(shù)：
以下參考圖I。發(fā)電廠通常具有驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)；特別地，圖I顯示具有第一發(fā)動(dòng)機(jī)2和第二發(fā)動(dòng)機(jī)3的發(fā)電廠I的例子，第一發(fā)動(dòng)機(jī)2是燃?xì)鉂?rùn)輪機(jī),第二發(fā)動(dòng)機(jī)3是蒸汽渦輪機(jī)；燃?xì)鉁u輪機(jī)2和蒸汽渦輪機(jī)3都連接在發(fā)電機(jī)4的相對(duì)側(cè)。燃?xì)鉁u輪機(jī)2和蒸汽渦輪機(jī)3位于底座5上并且發(fā)電機(jī)4被容納在機(jī)座6內(nèi)。發(fā)電機(jī)4包括有效部分和非有效部分。有效部分產(chǎn)生電力并且典型地包括具有定子繞組的定子和具有勵(lì)磁繞組的轉(zhuǎn)子；在下面，利用標(biāo)號(hào)7指示有效部分。非有效部分包括有效部分7的正確操作所需的輔助設(shè)備；例如，圖I顯示齒輪箱8，用于將燃?xì)鉁u輪機(jī)2機(jī)械耦合到發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)子；勵(lì)磁機(jī)9，用于將電力(典型地，DC電力)提供給勵(lì)磁繞組；和冷卻器10。當(dāng)然，根據(jù)發(fā)電機(jī)的需要和特征，也能夠提供其它輔助設(shè)備，或者能夠不提供引用的輔助設(shè)備，或者引用的輔助設(shè)備能夠布置在不同的位置。在這個(gè)方面，非有效部分能夠是壓縮機(jī)(用于將壓縮空氣引導(dǎo)到有效部分中并冷卻它)和/或襯套結(jié)構(gòu)。典型地(對(duì)于大型發(fā)電機(jī))，機(jī)座6包括(圖16):具有混凝土機(jī)座底座12的凹坑11，用于定子；和軸承13,用于發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)子。必須設(shè)計(jì)底座12 (特別地，其結(jié)構(gòu)和材料)和軸承13 (特別地，其位置或相互距離)以便保證安全的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)，并且特別地避免轉(zhuǎn)子的諧振頻率(對(duì)于操作于50-60HZ的發(fā)電機(jī)，典型地在100-120HZ附近)，這是因?yàn)樗鼈兛赡芊浅Ｓ泻Σ⑶夷軌驀?yán)重地限制發(fā)電機(jī)可靠性。在操作期間，燃?xì)鉁u輪機(jī)2和蒸汽渦輪機(jī)3驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)4以使得它產(chǎn)生電力；這種電力隨后典型地被提供給電網(wǎng)(未示出)。為了增加產(chǎn)生的電力，發(fā)電廠能夠改進(jìn)以升級(jí)。例如，能夠利用更大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)替換燃?xì)鉁u輪機(jī)2和/或蒸汽渦輪機(jī)3。另一方面，能夠替換燃?xì)鉁u輪機(jī)和/或蒸汽渦輪機(jī)的定子和/或轉(zhuǎn)子葉片，或者能夠增加燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)膨脹的熱氣的溫度和/或能夠改善蒸汽渦輪機(jī)內(nèi)膨脹的蒸汽的特征(即，在后面的情況下，僅能夠執(zhí)行操作升級(jí))。因此，存在很多增加發(fā)動(dòng)機(jī)向產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)提供的機(jī)械功率的可能性；很清楚地是，與發(fā)動(dòng)機(jī)升級(jí)(即，燃?xì)鉁u輪機(jī)和/或蒸汽渦輪機(jī)升級(jí))一起，也需要發(fā)電機(jī)的升級(jí)，以使得發(fā)電機(jī)能夠處理可用的增加的機(jī)械功率。為了節(jié)約時(shí)間和成本，經(jīng)常重新利用具有其底座和軸承(或者當(dāng)替換軸承時(shí)至少軸承的基座或位置)的機(jī)座；另外，也能夠重新利用發(fā)動(dòng)機(jī)(當(dāng)這一點(diǎn)是可能的或者需要時(shí))。
這引起幾種空間限制，因?yàn)樾掳l(fā)電機(jī)必須被容納在原始機(jī)座內(nèi)，并且在許多情況下它必須連接到現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)。由于這些原因，通常通過(guò)簡(jiǎn)單地重新纏繞定子和轉(zhuǎn)子繞組實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)升級(jí)。很清楚地是，根據(jù)這種發(fā)電機(jī)改進(jìn)，發(fā)電機(jī)能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成電力的機(jī)械功率的可實(shí)現(xiàn)的增加受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于提供一種用于改進(jìn)發(fā)電廠的方法，通過(guò)該方法，在符合空間限制的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)大功率升級(jí)。特別地，本發(fā)明的一方面在于指出一種方法，通過(guò)該方法，在至少重新利用發(fā)電廠的機(jī)座的同時(shí)能夠改進(jìn)發(fā)電廠以實(shí)現(xiàn)大功率增加。通過(guò)提供根據(jù)所附權(quán)利要求的方法，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)這個(gè)和另外的方面。


通過(guò)在附圖中經(jīng)由非限制性例子表示的該方法的優(yōu)選但非排他性的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的另外的特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖I和2分別在側(cè)視圖和頂視圖中示意性地顯示改進(jìn)之前的發(fā)電廠；圖3示意性地顯示改進(jìn)期間的發(fā)電廠；圖4和5分別在側(cè)視圖和頂視圖中示意性地顯示改進(jìn)之后的發(fā)電廠；圖6和7示意性地顯示改進(jìn)之前的發(fā)電機(jī)(虛線(xiàn)，原始發(fā)電機(jī))以及改進(jìn)之后的發(fā)電機(jī)(實(shí)線(xiàn)，新發(fā)電機(jī))的側(cè)視圖和頂視圖；圖8、9和10、11分別顯示該方法的兩個(gè)不同的實(shí)施例；圖12和13顯示該方法的優(yōu)選實(shí)施例；圖14和15顯示該方法的另一實(shí)施例；圖16顯示發(fā)電機(jī)的機(jī)座。
具體實(shí)施例方式在圖I至7中顯示該方法的第一實(shí)施例。特別地，圖I和2顯示改進(jìn)之前的發(fā)電廠I。如圖中所示以及如前所述，發(fā)電機(jī)4包括產(chǎn)生電力的原始有效部分7和與原始有效部分7協(xié)作的原始非有效部分。原始非有效部分包括例如齒輪箱8、勵(lì)磁機(jī)9和冷卻器10 ;在其它例子中，原始非有效部分能夠包括壓縮機(jī)、一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇和/或襯套系統(tǒng)。當(dāng)然，在發(fā)電廠I的另外的實(shí)施例中，不同的非有效部分和/或它們的不同的組合和/或位置也是可行的。在這個(gè)例子中，特別地參考勵(lì)磁機(jī)9，它能夠是具有滑動(dòng)環(huán)的勵(lì)磁機(jī)。如圖中所示，原始有效部分7和為勵(lì)磁機(jī)9的原始非有效部分彼此相鄰。有效部分7和為勵(lì)磁機(jī)9的非有效部分被容納在機(jī)座6內(nèi)，機(jī)座6包括用于定子的具有機(jī)座底座12的凹坑11和用于發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)子的軸承13。根據(jù)該方法，去除發(fā)電機(jī)4的原始有效部分7。
因此，也去除為勵(lì)磁機(jī)9的原始非有效部分(當(dāng)然也去除齒輪箱8和冷卻器10)。圖3顯示在發(fā)電廠沒(méi)有發(fā)電機(jī)4的情況下的該方法的中間步驟。因此，該方法包括提供比原始有效部分7大的新的有效部分15。新的有效部分15在以前由原始有效部分7占據(jù)的區(qū)域上以及在以前由為勵(lì)磁機(jī)9的原始非有效部分占據(jù)的區(qū)域上延伸。
在這個(gè)方面，圖7顯示原始有效部分7的占用空間16、新的有效部分15的占用空間17和為勵(lì)磁機(jī)9的原始非有效部分的占用空間18。有益地，新的有效部分被容納在機(jī)座6內(nèi)，該機(jī)座6是容納原始有效部分7的同一機(jī)座。另外，軸承13與原始軸承相同，或者在軸承13被替換的情況下，它們的基座或位置相同；換句話(huà)說(shuō)，軸承13之間的相互距離不變，因此轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)特性相對(duì)于原始轉(zhuǎn)子不會(huì)顯著改變。這確保了新轉(zhuǎn)子的諧振頻率類(lèi)似于原始轉(zhuǎn)子的諧振頻率，并且在任何情況下遠(yuǎn)離機(jī)座6的諧振頻率。這允許新發(fā)電機(jī)可靠操作而不需要重新設(shè)計(jì)機(jī)座6。因此，提供了新的非有效部分(特別地，新勵(lì)磁機(jī)19)。在這個(gè)例子中，新勵(lì)磁機(jī)19比原始勵(lì)磁機(jī)9小(它能夠是無(wú)刷勵(lì)磁機(jī))；在這個(gè)方面，圖7還顯示為勵(lì)磁機(jī)19的新非有效部分的占用空間20。原始齒輪箱8和原始冷卻器10也能夠被替換(標(biāo)號(hào)21和22分別指示新齒輪箱和新冷卻器)，但在這個(gè)例子中，它們的結(jié)構(gòu)不改變以為新的有效部分15騰出空間。以這種方法，發(fā)電機(jī)的有效部分在改進(jìn)前后被容納在同一機(jī)座內(nèi)，但改進(jìn)之后的有效部分(即，新發(fā)電機(jī)的有效部分)比改進(jìn)之前的有效部分(即，原始有效部分)大；這允許改進(jìn)之后的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生更大的電力，并且與改進(jìn)之前相比能夠處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的增加的機(jī)械功率。圖8-9顯示該方法的不同實(shí)施例；在這個(gè)例子中，相同的標(biāo)號(hào)指示與已經(jīng)描述的元件相同或相似的元件。特別地，圖8顯示改進(jìn)之前的發(fā)電廠I ;在這種情況下，發(fā)電廠具有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)是燃?xì)鉁u輪機(jī)2，并且原始非有效部分是齒輪箱8，齒輪箱8的結(jié)構(gòu)改變以為更大的新的有效部分15騰出空間；特別地，圖8顯示機(jī)座6內(nèi)的齒輪箱8。圖9顯示改進(jìn)之后的圖8的發(fā)電廠，該發(fā)電廠具有容納在機(jī)座6內(nèi)的新的有效部分15和容納在機(jī)座6的外面的新齒輪箱21。圖10和11顯示該方法的另一例子；在這個(gè)例子中，相同的標(biāo)號(hào)也指示與已經(jīng)描述的元件相同或相似的元件。特別地，在這個(gè)例子中，超過(guò)一個(gè)非有效部分的尺寸和/或位置已被改變以增加可用于有效部分的空間。圖10顯示具有有效部分7和非有效部分的改進(jìn)之前的發(fā)電廠1，非有效部分包括垂直冷卻器10、勵(lì)磁機(jī)9、兩個(gè)冷卻風(fēng)扇24(在轉(zhuǎn)子的每個(gè)軸向側(cè)布置一個(gè))和襯套系統(tǒng)25 (用于在發(fā)電機(jī)殼體的外面提供由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力)。圖11顯示改進(jìn)之后的發(fā)電廠I。新的有效部分15和為新冷卻器22的新非有效部分重疊；特別地，新冷卻器22 (水平冷卻器)布置在新的有效部分15的上方。
另外，提供新的襯套系統(tǒng)26和新的勵(lì)磁機(jī)19 ;它們比原始襯套系統(tǒng)25和勵(lì)磁機(jī)9
短。 此外，圖10中顯示的發(fā)電機(jī)的兩個(gè)原始風(fēng)扇24已被一個(gè)風(fēng)扇27替換；8卩，風(fēng)扇24之一已被一個(gè)風(fēng)扇27替換,并且另一個(gè)風(fēng)扇24未被替換。以上的例子顯示原始有效部分7和原始非有效部分(諸如，齒輪箱8、勵(lì)磁機(jī)9、冷卻器10、風(fēng)扇24、襯套系統(tǒng)25)優(yōu)選地在軸向上連接。在這種情況下，新的更大的有效部分15在軸向上比原始有效部分7大。當(dāng)新的非有效部分比原始非有效部分小時(shí)，新的非有效部分能夠在軸向上比原始非有效部分短(如圖1-7中的勵(lì)磁機(jī)以及圖10-11中的勵(lì)磁機(jī)和襯套系統(tǒng)所示)。當(dāng)新的有效部分15和新的非有效部分重疊時(shí)，新的非有效部分優(yōu)選地布置在新的有效部分15的上方(諸如，圖10-11中的冷卻器)。圖12和13顯示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例；在這個(gè)實(shí)施例中，相同的標(biāo)號(hào)也指示與已經(jīng)描述的元件相同或相似的元件。在這個(gè)實(shí)施例中，原始發(fā)電機(jī)(12)具有有效部分7，有效部分7具有壓迫有效部分7內(nèi)的壓縮空氣以對(duì)它進(jìn)行冷卻的壓縮機(jī)28 (或風(fēng)扇)。有效部分7連接到蒸汽渦輪機(jī)3和勵(lì)磁機(jī)9。如圖中所示，有效部分7和壓縮機(jī)28被容納在機(jī)座6內(nèi)，但勵(lì)磁機(jī)9和蒸汽渦輪機(jī)3位于機(jī)座6外面。圖13顯示改進(jìn)之后的發(fā)電機(jī)。在這種情況下，原始有效部分7已經(jīng)被新的更大的有效部分15替換，并且原始?jí)嚎s機(jī)28已經(jīng)被在新的有效部分15上方連接的冷卻器(諸如，例如水平冷卻器22)替換。因此，在這個(gè)例子中，為壓縮機(jī)28的原始非有效部分已經(jīng)被具有相同冷卻功能的不同的非有效部分O替換。原始勵(lì)磁機(jī)9可以被替換或者不被替換，并且在任何情況下，它位于機(jī)座6的外面。同樣地，蒸汽渦輪機(jī)3也能夠被替換或者不被替換，并且它位于機(jī)座6的外面。圖14和15顯示該方法的另一實(shí)施例；在這個(gè)實(shí)施例中，相同的標(biāo)號(hào)也指示與已經(jīng)描述的元件相同或相似的元件。特別地，圖14顯示改進(jìn)之前的發(fā)電機(jī)4的例子，該發(fā)電機(jī)4具有容納在機(jī)座6內(nèi)的原始有效部分7和原始非有效部分(勵(lì)磁機(jī)9)。圖15顯示改進(jìn)之后的發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)具有容納在機(jī)座6內(nèi)的新的有效部分15和位于機(jī)座6的外面的新的非有效部分(新的勵(lì)磁機(jī)9)。發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)能夠通過(guò)改善發(fā)動(dòng)機(jī)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，增加燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)循環(huán)的熱氣的溫度或者改善蒸汽渦輪機(jī)內(nèi)循環(huán)的蒸汽的特征。另一方面，能夠替換發(fā)動(dòng)機(jī)的組件，例如能夠替換燃?xì)鉁u輪機(jī)和/或蒸汽渦輪機(jī)的定子和/或轉(zhuǎn)子葉片，和/或能夠替換燃?xì)鉁u輪機(jī)壓縮機(jī)的定子和/或轉(zhuǎn)子葉片。不管怎樣，在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)替換發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)升級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)(即，替換整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī))。根據(jù)這種方法改進(jìn)發(fā)電廠證明是非常時(shí)間和成本有效的，這是因?yàn)槟軌蛑匦率褂脵C(jī)座或者不需要重新設(shè)計(jì)機(jī)座(如果不重新使用機(jī)座)。當(dāng)然，可以彼此獨(dú)立地提供所描述的特征。
在實(shí)踐中，能夠根據(jù)要求和現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)任意選擇使用的材料和尺寸。參考標(biāo)號(hào)I發(fā)電廠2燃?xì)鉁u輪機(jī)3蒸汽渦輪機(jī)4發(fā)電機(jī) 5 底座6 機(jī)座7有效部分8齒輪箱9勵(lì)磁機(jī)10冷卻器11 凹坑12機(jī)座底座13 軸承15新的有效部分167的占用空間1715的占用空間189的占用空間19新的勵(lì)磁機(jī)2019的占用空間21新的齒輪箱22新的冷卻器24 風(fēng)扇25原始襯套系統(tǒng)26新的襯套系統(tǒng)27新的風(fēng)扇28壓縮機(jī)
權(quán)利要求
1.一種用于改進(jìn)發(fā)電廠(I)的方法，發(fā)電廠(I)包括連接到至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(2，3)的發(fā)電機(jī)(4),發(fā)電機(jī)⑷包括 -原始有效部分(7)，用于產(chǎn)生電力， -原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)，與原始有效部分(7)協(xié)作， -機(jī)座(6)，原始有效部分(7)和原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)被容納在機(jī)座(6)中， 該方法包括下述步驟 -去除原始有效部分(7)， -去除原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)， -提供新的有效部分(15)，新的有效部分(15) -比原始有效部分⑵大， -在以前由原始有效部分(7)占據(jù)的區(qū)域上至少部分地延伸， -在以前由原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)占據(jù)的區(qū)域上至少部分地延伸， -被容納在機(jī)座出)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，提供替換原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)的新的非有效部分(19，21，22，26，27)，其中，新的非有效部分(19，21，22，26，27)比原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)小。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，提供替換原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)的新的非有效部分(19，21，22，26，27)，其中，新的有效部分(15)和新的非有效部分(19，21，22，26，27)至少部分地重疊。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，提供替換原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)的新的非有效部分(19，21，22，26，27)，其中，新的非有效部分(19，21，22，26，27)至少部分地位于機(jī)座(6)的外面。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)未被替換。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)與原始有效部分(7)相鄰。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，原始有效部分(7)和原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)在軸向上連接。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，新的更大的有效部分(15)在軸向上比原始有效部分(7)長(zhǎng)。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，新的更小的非有效部分(19，21，22，26，27)在軸向上比原始非有效部分(8,9,10,24,25,28)短。
10.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，至少部分地重疊的新的有效部分(15)和新的非有效部分(19，21，22，26，27)使新的非有效部分(19，21，22，26，27)至少部分地布置在新的有效部分(15)的上方。
11.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，新的非有效部分(19，21，22，26，27)位于機(jī)座(6)內(nèi)ο
12.如權(quán)利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)和新的非有效部分(19，21，22，26，27)包括 -用于有效部分的冷卻器，和/或 -勵(lì)磁機(jī)，和/或 -齒輪箱，和/或 -風(fēng)扇(24)，和/或 -壓縮機(jī)，和/或 -襯套結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)被具有相同功能的不同的新的非有效部分(19，21，22，26，27)替換。
14.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，機(jī)座(6)包括具有用于定子的機(jī)座底座(12)的凹坑(11)和用于發(fā)電機(jī)⑷的轉(zhuǎn)子的軸承(13)。
15.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，升級(jí)所述至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(2，3)。
全文摘要
一種改進(jìn)發(fā)電廠(1)的方法包括下述步驟去除原始有效部分(7)；去除原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)；提供新的有效部分(15)，新的有效部分(15)比原始有效部分(7)大，并且在以前由原始有效部分(7)占據(jù)的區(qū)域上至少部分地延伸，在以前由原始非有效部分(8，9，10，24，25，28)占據(jù)的區(qū)域上至少部分地延伸，并且被容納在機(jī)座(6)內(nèi)。
文檔編號(hào)H02K5/00GK102624147SQ20121002309
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者A·勒施, D·托伊費(fèi)爾, L·達(dá)歷山德羅 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司