[发明专利]一种降低汽轮机主轴轴承处工作温度的结构

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机主轴，特别涉及蒸汽轮机的一种降低汽轮机主轴轴承处工作温度的结构，主要用于蒸汽轮机降低主轴轴承处温度。

背景技术

一般经过再热后的蒸汽轮机都是从中间进汽，两端出汽，经过膨胀做功后蒸汽的温度已经降得较低，所以主轴两端的轴承处的温度都基本满足要求，不存在温度过高无法运行的情况。但是对于从一端进汽，一端出汽的蒸汽轮机，又经过再热，喷嘴处的温度很高，可以达到500多摄氏度，由于主轴两个轴承支撑之间的距离有限，喷嘴距离靠近它的轴承的位置很近，热量来不及散失，靠近喷嘴端轴承处的温度必然过高，轴承无法运行。出汽端由于蒸汽经过膨胀做功后温度已经急速下降，所以温度一般较低，可以满足轴承的运行温度。

对于靠近喷嘴的轴承处温度过高的问题，如果能够在喷嘴与轴承之间采取冷却措施，比如加大对流或者增强换热，降温效果会很明显，但是考虑到转子的动力学性能以及整个机组的尺寸，喷嘴与轴承之间常常没有多余的位置能够采取冷却措施，常见的冷却方法是在轴端轴向方向打孔，再在径向打几个对称的孔，轴向的孔与径向的孔连通，给孔里面通冷却水或者冷空气来降低轴承处主轴的温度，这种方法冷却效果也较好，但主轴端部一般会和电机等设备相连，这种方法也较难于实施。并且打孔会影响主轴的强度以及传递扭矩的特性，所以缺陷也较大。

发明内容

为了解决经过再热后从一端进汽，一端出汽的蒸汽轮机靠近喷嘴处由于热传递使得主轴轴承处温度过高，轴承无法运行的问题，本发明提供了一种降低主轴轴承处工作温度的结构，该结构不仅能够使主轴轴承处温度降低至轴承正常运行温度范围，而且不会影响转子的动力学性能，也不会损伤主轴的强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种降低汽轮机主轴轴承处工作温度的结构，包括有主轴，主轴左侧与电机相连，向右依次安装的是推力轴承、径向轴承、前油封、前汽封、喷嘴、动叶、后汽封、后油封、后轴承。前、后汽封、喷嘴、动叶均在气缸内部。其特征是在主轴左侧电机与前轴承之间安装一个散热轴套，所述散热轴套外表面设有一排散热的肋片，肋片与轴套一体，通过加大散热面积来降低轴承处主轴的温度，轴套与主轴过赢配合，要充分紧密接触。

本发明轴套的长度和散热肋片的数量可以根据温度的高低增减，由于轴套是在电机与前轴承之间，不在转子的轴承支撑点之间，所以长度可变范围较大，均不会对转子的动力学性能产生影响。轴套和散热肋片可以是铜或者铝合金等散热性良好的材料。温度过高时还可以向散热肋片吹冷空气来增加对流换热以降低主轴温度。

本发明的优点在于，能够在不增加转子两个轴承支撑点之间距离的情况下降低靠近喷嘴端主轴轴承处的温度，不会对转子的动力学性能产生影响；不用损失主轴的强度，也不需要过多的工艺；主轴温度下降梯度连续，热应力较小；结构简单且易于操作。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明散热轴套结构示意图。

图中1.主轴，2.推力轴承，3.前径向轴承，4.前油封，5.前汽封，6.喷嘴，7.动叶，8.后汽封，9.后油封，10.后轴承，11.电机，12.散热轴套，13.肋片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，2，一种降低汽轮机主轴轴承处工作温度的结构，主轴1上安装有推力轴承2、前径向轴承3、前油封4、前汽封5、喷嘴6、动叶7、后汽封8、后油封9、后轴承10，其中，前汽封5、喷嘴6、动叶7、后汽封8在气缸内，主轴1左侧与电机11相连。再热蒸汽从喷嘴6进入流道，经过多级膨胀做功后进入冷凝器。后轴承10靠近末级叶片，高温蒸汽经过多级膨胀后到达末级时温度已经降的较低，所以后轴承10处的温度也较低，轴承可以正常运行。前轴承3靠近喷嘴6，喷嘴6处高温蒸汽的部分热量通过主轴1很快就会快递到前轴承3处，而前轴承3和喷嘴6之间仅有一小段油封4和汽封5，热量来不及散失，前轴承3处的温度远高于轴承的正常运行温度范围，所以必须要采取冷却措施让前轴承3处的温度降低到正常运行范围。本发明在主轴1左侧电机11与前轴承3之间安装一个散热性良好的散热轴套12，通过加大散热面积来降低前轴承3处主轴的温度，散热轴套12与主轴1要充分紧密接触。冷却轴套12外表面设有一排散热的肋片13，13肋片与轴套一体，轴套和肋片可以是铜或者铝合金等散热性良好的材料。

在汽轮机运行时，散热轴套12与主轴1过盈配合，散热轴套12跟随主轴1一起旋转，通过大面积散热的肋片13带走部分热量，可进一步通过在一侧设置风机向散热轴套12上的肋片13吹冷空气来增加对流换热以降低主轴1的温度。本发明散热轴套12的长度和肋片的数量本领域技术人员可以根据温度的高低增减，由于散热轴套12是在电机11与前轴承3之间，不在转子的轴承支撑点之间，所以长度可变范围较大，均不会对转子的动力学性能产生影响。冷空气的温度以及风速也可以根据前轴承3处温度的高低调整，灵活性较大。