[实用新型]双轴发电燃气轮机

说明书

本实用新型公开了一种双轴发电燃气轮机，包括第一转子系统和第二转子系统；所述第一转子系统包括第一转轴、第一电机、压气机、第一涡轮和燃烧室，压气机的排气端与燃烧室的入口端连通，燃烧室的排气端与第一涡轮的进气端连通；所述第二转子系统包括第二转轴、第二涡轮和第二电机；所述第一转轴和第二转轴同轴设置；所述第一涡轮的排气端与第二涡轮的进气端连通。本实用新型含两根发电轴，且两根发电轴之间解耦，转速不必相同，便于灵活匹配涡轮的气动设计。转轴长度短，容易保障轴上零件同轴度，加工更容易，集成度高，整机可靠性高。当压气机的落压比较高时，涡轮可设置为两个或多个，以充分利用压气机产生的压差，获得较高的发电效率。

技术领域

本实用新型涉及一种双轴发电燃气轮机，属于燃气轮机技术领域。

背景技术

工业燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室燃料燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。

现有技术中，燃气轮机的各部件设置在一根轴上，由于压气机、涡轮均在此轴上，结构简单，经济性好，但当所需功率较大时，轴长较长，设计难度高。理论上，单转子结构微型燃气轮机的压气机可以作成任意多的级数以达到一定的增压比。但单转子的结构限制使所有零件都安装在同一根主轴之上，当单转子的转速突然下降时，压气机的高压部分会因得不到足够的转速而效率严重下降，同时，压气机低压部分的载荷会急剧上升，低压压气机部分超载运行时就会引起喘振，而在正常运行中，喘振是不被允许的。为解决此问题，通常会在压气机前加装导流叶片或者在压气机的中间级上进行放气，即空放掉一部分被增压的空气以减少压气机低压部分的载荷。此种方式缺点明显，不仅会大大降低效率，而且在高增压比的压气机上的作用也不是十分的明显。

此外，目前燃气轮机中压气机所用叶轮分为开式、半开式和闭式，三种叶轮的特点如下：

(1)开式叶轮：摩擦损失和流动阻力很大，叶轮效率最低，易产生振动，不宜在高转速下工作。

(2)半开式叶轮：摩擦损失和流动阻力较开式的小，效率较高，有一定的刚度和强度，允许在较高的圆周速度下工作。

(3)闭式叶轮：摩擦损失和流动阻力均最小，效率最高，但是由于结构复杂、笨重，以及轮盖在旋转时会对叶片产生巨大的应力，其强度较差，不宜于高转速工况下使用。

目前的压气机采用的叶轮多为半开式叶轮。压气机需要克服的难题在于如何获得较小的摩擦损失和流动阻力、较高的效率、轻巧并具有高强度。

目前的压气机普遍采用多个径向轴承和推力轴承组成的轴承组，往往需要足够长的转轴进行安装，带来的问题是压气机轴向尺寸增加，如果将该类型的压气机用在微型燃气轮机发电机组等设备中，会增大设备所占用的空间，同时增加整体重量，不利于集成化设计，且布置多个轴承所带来的加工及装配误差会增大，加工及装配难度高。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型提供了一种双轴发电燃气轮机，其无需较长的转轴，容易保障轴上零件同轴度，加工更容易，集成度高，整机可靠性高。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种双轴发电燃气轮机，包括第一转子系统和第二转子系统；所述第一转子系统包括第一转轴、第一电机、压气机、第一涡轮和燃烧室，其中，第一电机、压气机和第一涡轮由前到后依次套设在第一转轴上，压气机的排气端与燃烧室的入口端连通，燃烧室的排气端与第一涡轮的进气端连通；

所述第二转子系统包括第二转轴、第二涡轮和第二电机，其中，第二涡轮、第二电机从前到后依次套设在第二转轴上；

所述第一转轴和第二转轴同轴设置，且第一转轴设置在第二转轴之前；所述第一涡轮的排气端与第二涡轮的进气端连通。