[发明专利]轴心差测量装置和方法

说明书

技术领域

本申请涉及：轴心差测量装置，用于测量离合器啮合的两轴的轴心差；轴心差测量方法；使用轴心差测量装置的单轴联合设备；以及单轴联合设备的开动方法。

背景技术

近年来，具有直接与带有一轴的汽轮机相连的燃气轮机的单轴联合设备用作高效联合设备，能灵活地响应每天的耗电量的变化，发出极少量有毒物质，例如NOx等。常规上，以上述方式构造的单轴联合设备同时开动汽轮机和燃气轮机。因此，为了同时开动这两个涡轮，需要较大的开动扭矩，从而需要能产生这种巨大的开动扭距的半导体开关元件。

另外，有必要将冷却蒸汽供给汽轮机，以便防止汽轮机叶片的温度由于风阻损失过度增加。然而，供给汽轮机的蒸汽不能由废热回收蒸汽锅炉产生，该废热回收蒸汽锅炉利用燃气轮机的废气产生蒸汽，直到由燃气轮机转动的发电机的电力输出增加。因此，具有足以供应充分的冷却蒸汽给燃气轮机的能力的辅助锅炉是必要的。而且，在传统的单轴联合设备中，必须将燃气轮机、汽轮机和发电机排成一行，从而不能应用轴流排气型汽轮机。因此，有必要在汽轮机下面安装冷凝器。结果，有必要在较高的平面上安装燃气轮机、汽轮机和发电机，这就要求将涡轮机装置建筑物构造为具有多个底面。

为了解决上述问题，提出了如图11所示的单轴联合设备，该单轴联合设备具有应用在燃气轮机201和汽轮机202之间的离合器204。(参看日本专利申请公开号2003-13709。)图11所示的单轴联合设备具有安装在燃气轮机201和离合器204之间的发电机203。通过应用如上所述的离合器204，可能使燃气轮机201和发电机203和汽轮机202相连或分离。因此，在开动时，首先，在燃气轮机201和发电机203通过离合器204与汽轮机202分离的条件下仅开动燃气轮机201和发电机203。然后，当将在废热回收蒸汽锅炉(此处未示出)中产生的蒸汽供给汽轮机202时，蒸汽被导入汽轮机202中，以便开动汽轮机202。此后，当汽轮机202获得额定转速时，燃气轮机201和发电机203将通过离合器204与汽轮机202相连，从而使汽轮机202的扭距传送到发电机203。

由于在应用离合器204的单轴联合设备中，在开动时间开始时首先仅开动燃气轮机201和发电机203是必要的，所以有可能使得开动所必须的半导体开关元件的容量较小。而且，当仅开动燃气轮机201和发电机203时，汽轮机202以低速转动，从而不需要冷却蒸汽。结果，有可能使得辅助锅炉的容量较小。另外，由于汽轮机202的热膨胀能被离合器204吸收，所以可能将单轴联合设备构造成具有以图11所示的上述次序顺序排成一行的燃气轮机201、发电机203和汽轮机202，从而使得可能将汽轮机放置在一端。因此，由于汽轮机202可以是轴流排气汽轮机，所以可能采用轴流排气冷凝器，从而使得不必如传统的放置方式一样将涡轮轴放置在较高的平面上。

如上所述，由于在开动时间，设置有如图11所示的离合器204的单轴联合设备使汽轮机202在开动燃气轮机201后启动，所以在开动汽轮机202之前汽轮机202以额定转速转动很长时间。因此，离合器204的燃气轮机201一侧上的轴承座由于较高的轴承放油温度而膨胀，而离合器204的汽轮机202一侧上的轴承座具有取决于汽轮机202的状态的不同膨胀率。

换言之，当关闭汽轮机202同时冷凝器真空度得到保持时，汽封蒸汽在很长时间内一直流到汽轮机202的轴承上。结果，汽轮机202一侧上的轴承座轻微膨胀。然而，由于当随着冷凝器的真空打破从而使汽轮机202停止时汽封蒸汽不会流到汽轮机202的轴承上，所以汽轮机202一侧上的轴承座近似在最初状态，并且没有膨胀。而且，由于在开动汽轮机202之前汽轮机202几乎不转动，所以汽轮机202一侧上的轴承座不具有与燃气轮机201一侧上的轴承座相同的大膨胀率。

在开动时间，在装配有如上所述配置的离合器204的单轴联合设备中，燃气轮机201一侧上的轴承座的膨胀率与汽轮机202一侧上的轴承座的膨胀率不同，且膨胀率的差异也随着汽轮机202的状态而不同。而且，不仅燃气轮机201的轴承座与汽轮机202的轴承座的膨胀率小同，而且燃气轮机201和汽轮机202的轴的提升量和倾斜度也不同。结果，燃气轮机201的轴中心和汽轮机202的轴中心之间出现轴心差。