[发明专利]汽轮机超速保护系统和汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及电站汽轮机安全技术领域，具体地，涉及一种汽轮机超速保护系统和汽轮机。

背景技术

汽轮机超速运转危害极大，这引起了技术人员的高度重视。目前，汽轮机超速保护装置有两种方法：电子超速保护和传统机械式超速保护。

电子超速保护系统通过电子测速系统，测量汽轮发电机组的实际运行转速，形成模拟量信号发送至控制系统，再通过逻辑模块运算识别上述模拟信号，当转速达到临界转速，例如，3300rpm以上时，控制系统发出自动停机指令，对汽轮机进行停机保护。在这种情况下，如果转速测量环节出现问题，系统极易发生保护拒动和误动事故。

传统机械式超速保护系统，一般在转子的端部安装一定质量的飞锤或飞环。当转子在临界转速，例如，3300rpm以下转速运行时，依靠弹簧将飞锤或飞环束缚。当转子转速达到3300rpm及以上时，飞锤或飞环旋转所增加的离心力克服弹簧的束缚力产生一定位移，击打保护撑钩。保护撑钩与机械超速保护系统内的其他部件配合，泄去控制油系统的压力，完成停机动作。然而，上述系统的可靠性很大程度上取决于弹簧的质量，例如，弹簧的制造精度、劲度系数和稳定性对其都有很大影响。另外，为了验证系统的可靠性，还须定期进行试验，而在线试验过程中，如果部件失灵或操作不当都可能会导致机组发生跳闸。因此，传统机械超速保护的可靠性存在改进空间。

目前，现有技术中尚未提出能够代替弹簧和飞锤/飞环的机械汽轮机超速保护系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备，该设备在传统的机械式超速保护系统的基础上进行了改进，以提高超速保护系统的可靠性。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种汽轮机超速保护系统，上述的汽轮机超速保护系统包括：驱动齿轮，该驱动齿轮设置为与汽轮机的转子的转速相匹配；转轴，该转轴平行于驱动齿轮的轴线并能够以临界转速转动；保护齿轮，该保护齿轮设置于转轴上并与转轴形成丝杠螺母机构，且设置成能够在驱动齿轮的转速大于临界转速时与驱动齿轮啮合；以及操作杆，该操作杆能与保护齿轮连接；其中，当驱动齿轮与保护齿轮啮合时，保护齿轮能够沿转轴的轴向移动，从而带动操作杆移动并产生启动防止汽轮机超速的保护装置的动作。

优选地，保护齿轮设置成棘轮结构。

优选地，保护齿轮包括轮状主体，和设置在轮状主体的外缘上的活动齿，活动齿设置为能够绕着上述的保护齿轮的轴线周向摆动，以使保护齿轮保持在空转位置或动作位置。

优选地，在保护齿轮上设置有限位部，活动齿通过位置定位轴，活动连接在保护齿轮上，活动齿包括能够延伸至驱动齿轮的两个相邻的齿之间的第一端，和用于与限位部配合以使活动齿保持在动作位置的第二端。

优选地，限位部为与保护齿轮的轮状主体一体成型且从保护齿轮的表面突出的凸块。

优选地，汽轮机超速保护系统还包括用于驱动转轴的电动机。

优选地，电动机通过齿轮箱向转轴输出动力。

优选地，汽轮机超速保护系统还包括设置成筒状的套管的连接部，上述连接部与保护齿轮一体成型，连接部设有用于在保护齿轮轴向移动时与上述操作杆进行配合的连接孔。

优选地，汽轮机超速保护系统还包括设置于连接部上的用于检测保护齿轮的轴向移动的位置开关。

优选地，汽轮机超速保护系统还包括能够使保护齿轮复位的复位装置。

优选地，临界转速为汽轮机安全工作时转子的最大转速。

优选地，驱动齿轮通过在转子的外周上设置齿而形成。

优选地，汽轮机超速保护系统包括保护装置，该保护装置包括保护撑钩，操作杆产生轴向位移时拉动保护撑钩使其脱扣。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种包括上述的汽轮机超速保护系统的汽轮机。

通过设置驱动齿轮和保护齿轮，且将保护齿轮设置成能够在驱动齿轮的转速大于临界转速时与驱动齿轮啮合，能够依靠驱动齿轮的周向旋转使保护齿轮产生沿转轴向左侧的轴向位移，进而带动操作杆触发保护动作。本申请的技术方案通过保护齿轮的轴向移动触发保护动作，这与传统的依靠离心力变化的超速保护系统存在本质差别，且具备更高的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式的汽轮机超速保护系统的结构示意图；