一种135MW单列同轴压缩空气储能布置结构的制作方法

本发明涉及汽轮机，具体涉及一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构。

背景技术：

1、随着新型电力系统建设推进，135mw 级先进绝热压缩空气储能成为长时大规模储能主流技术路线，单列同轴布置结构可将多级压缩机、电动发电机、多级膨胀机集成于单根连续轴系，相较分置双列机组具备厂房占地小、轴系传动损耗低、管路布置简洁、设备集成度高等突出优势，适配大容量储能电站紧凑化建设需求；但现有滑销系统多借鉴传统火电汽轮机或独立压缩机单机滑销方案，未针对 135mw 单列同轴压缩空气储能机组特殊运行工况与超长串联轴系结构进行适配设计，存在诸多技术短板：其一，机组每日完成储能压缩、释能膨胀两次完整循环，全年冷热交变启停频次可达两万次以上，压缩机侧、膨胀机侧气缸温度区间差异极大，压缩段长期高温蓄热换热、膨胀段存在多级再热变温工况，整机轴向总热膨胀量远超常规汽轮机，传统单一死点滑销布局易造成两端气缸膨胀相互牵制，出现滑销卡涩、缸体偏移问题；其二，单列同轴超长轴系串联多段压缩机缸、多段膨胀机缸与电动发电机定子，各缸体支撑载荷、热变形速率不一致，常规猫爪横销、分段纵销组合无法同步约束整机横向、纵向、竖向三维定向膨胀，运行中易引发动静部件中心偏移、轴封与叶片碰磨，胀差控制难度大幅提升；其三，现有滑销系统未统筹匹配储能机组大流量高压空气管道热位移、多级换热器附属设备膨胀牵拉作用，管道热应力易传导至气缸支座，进一步加剧滑销偏载磨损，长期频繁交变载荷下滑销间隙快速失效，机组振动超标、检修周期缩短；其四，传统分缸独立滑销结构零部件数量多、安装定位工序繁琐，135mw 大容量单列同轴机组缸体总长跨度大，多组分散滑销难以统一校准对中，安装调试周期长、土建台板改造工作量大，制约储能电站建设与运维效率；

2、综上所述，传统压缩空气储能系统存在体积较大，用地成本高，系统稳定性差的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决传统压缩空气储能系统存在体积较大，用地成本高，系统稳定性差的问题，而提出一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构。

2、本发明的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其组成包括三段离心压缩机1、二段轴流压缩机2、一号挠性联轴器3、变速箱4、二号挠性联轴器5、一段轴流压缩机6、离合器7、三合一电机8、离合器9、四段离心压缩机11、驱动电机12、空气透平13和透平低压缸14；

3、所述的三段离心压缩机1、二段轴流压缩机2、一号挠性联轴器3、变速箱4、二号挠性联轴器5、一段轴流压缩机6、离合器7、三合一电机8、离合器9、空气透平13和透平低压缸14由左到右依次同轴连通设置，所述的四段离心压缩机11和驱动电机12单独同轴连通布置；

4、进一步的，所述的三段离心压缩机1下设置三号压缩机独立死点a，三段离心压缩机1与二段轴流压缩机2之间轴承箱下设置一号轴承箱独立死点b；

5、进一步的，所述的一号轴承箱内部推力支持联合轴承是该段转子的膨胀死点c，转子从膨胀死点c向左右两侧膨胀；

6、进一步的，所述的二段轴流压缩机2右侧轴承箱下设二号轴承箱独立死点d，变速箱4下设置齿轮箱独立死点e；

7、进一步的，所述的变速箱4右侧轴承箱下设三号轴承箱死点f，一段轴流压缩机6电机侧轴承箱下设四号轴承箱独立死点h，一段轴流压缩机6由此死点向左膨胀；

8、进一步的，所述的四号轴承箱内部推力支持轴承是该段转子的膨胀死点g，由转子向左侧膨胀；

9、进一步的，所述的三合一电机8下方设置独立死点j，三合一电机8的内部设有一个转子膨胀死点k；

10、进一步的，所述的透平低压缸14与透平高中压缸之间的轴承箱下设置轴承箱独立死点n，该轴承箱内部推力支持联合轴承作为该段转子的独立死点m；

11、进一步的，所述的透平低压缸14的端部依次设有排气缸挠性支架15和排气波纹节；

12、进一步的，在储能工况下压缩机侧的离合器7啮合，透平侧离合器脱开，电机驱动一段、二段、三段压缩机转动。一段、二段、三段压缩机额定功率合计不超过80mw。发电工况下透平侧离合器啮合，压缩机侧的离合器7脱开，透平驱动电机发电。离合器可在盘车转速下，进行接合、脱开，从而实现机组运行模式的切换；

13、其中三段、二段压缩机与一段压缩机转速不同，需使用变速箱和挠性联轴器连接一段压缩机与二、三段压缩机，另外电机前后需布置离合器，故将滑销系统分为三段。在变速箱前后各布置一号挠性联轴器3和二号挠性联轴器5，此挠性结构可以减少同轴转子较为麻烦的膨胀问题，最大限度的减少齿轮箱内部的相对位移量，能保证机组的安全可靠运行。压缩机缸体通过“猫爪”支托搭在猫爪支架上，两者之间通过键配合实现自由滑动。当机组受热膨胀时，以设定的绝对死点为基准，其他气缸及轴承箱受导向键的限制，只能沿机组轴向自由滑动而不能横向偏移。缸体与轴承箱由定中心梁固定，四段压缩机11是齿箱式，齿箱为该段的独立死点。单列同轴部分，三段离心压缩机1下设置三号压缩机独立死点a，气缸膨胀方向向左，三段离心压缩机1与二段轴流压缩机2之间轴承箱下设置一号轴承箱独立死点b，该轴承箱内部推力支持联合轴承是该段转子的膨胀死点c，转子从膨胀死点c向左右两侧膨胀。二段轴流压缩机2右侧轴承箱下设二号轴承箱独立死点d，在变速箱4与压缩机转子之间设置一号挠性联轴器3，有效减少膨胀量。变速箱4下设置齿轮箱独立死点e，齿箱右侧轴承箱下设三号轴承箱死点f，齿箱电机侧与压缩机转子之间是二号挠性联轴器5。一段轴流压缩机6电机侧轴承箱下设四号轴承箱独立死点h，一段轴流压缩机6由此死点向左膨胀；该轴承箱内部推力支持轴承是该段转子的膨胀死点g，由转子向左侧膨胀。在三合一电机8下方设置独立死点j，三合一电机8内部也设有一个转子膨胀死点k，转子由死点k向左右两侧膨胀。透平高中压缸与透平低压缸14之间的轴承箱下设置轴承箱独立死点n，空气透平13由此向左膨胀，透平低压缸14由此死点向右膨胀；在该轴承箱内部设置推力支持联合轴承作为该段转子的独立死点m，转子由此向左右两侧膨胀。整个系统的最右侧设置排气缸挠性支架15和排气波纹节，吸收热膨胀位移、隔离振动传递、避免排气系统与基础/轴承产生过约束，保障轴系对中与结构安全。

14、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

15、本发明克服了现有技术的缺点，该压缩机组采用单列同轴设计，具有结构紧凑、运行灵活等特点，显著减少电动机数量，降低设备成本，减少设备故障点，提高运维效率。并且配有一套高度适配且验证可行的滑销系统，该滑销系统能够精准引导机组在启停及变工况热膨胀过程中的位移方向，通过优化的滑销布局与挠性连接设计，有效释放热应力，满足该大规模单列同轴压缩机组布置方案的实际运行条件，避免机组产生卡涩或异常变形，精准控制机组热膨胀方向，最大限度减少相对位移对运行的影响，从而显著提升了单列同轴压缩机组在复杂工况下的运行稳定性与安全性。

1.一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：它包括三段离心压缩机（1）、二段轴流压缩机（2）、一号挠性联轴器（3）、变速箱（4）、二号挠性联轴器（5）、一段轴流压缩机（6）、离合器（7）、三合一电机（8）、离合器（9）、四段离心压缩机（11）、驱动电机（12）、空气透平（13）和透平低压缸（14）；

2.根据权利要求1所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的三段离心压缩机（1）下设置三号压缩机独立死点（a），三段离心压缩机（1）与二段轴流压缩机（2）之间轴承箱下设置一号轴承箱独立死点（b）。

3.根据权利要求2所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的一号轴承箱内部推力支持联合轴承是该段转子的膨胀死点（c），转子从膨胀死点（c）向左右两侧膨胀。

4.根据权利要求3所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的二段轴流压缩机（2）右侧轴承箱下设二号轴承箱独立死点（d），变速箱（4）下设置齿轮箱独立死点（e）。

5.根据权利要求4所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的变速箱（4）右侧轴承箱下设三号轴承箱死点（f），一段轴流压缩机（6）电机侧轴承箱下设四号轴承箱独立死点（h），一段轴流压缩机（6）由此死点向左膨胀。

6.根据权利要求5所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的四号轴承箱内部推力支持轴承是该段转子的膨胀死点（g），由转子向左侧膨胀。

7.根据权利要求6所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的三合一电机（8）下方设置独立死点（j），三合一电机（8）的内部设有一个转子膨胀死点（k）。

8.根据权利要求7所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的透平低压缸（14）与透平高中压缸之间的轴承箱下设置轴承箱独立死点（n），该轴承箱内部推力支持联合轴承作为该段转子的独立死点（m）。

9.根据权利要求8所述的一种135mw单列同轴压缩空气储能布置结构，其特征在于：所述的透平低压缸（14）的端部依次设有排气缸挠性支架（15）和排气波纹节。