本發(fā)明涉及通過提高殼體中壓力來提升氣冷式渦輪發(fā)電機(jī)的視在功率，尤其是在維護(hù)情況下提高，以及本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

由于在能源供應(yīng)商的客戶中存在隨著時(shí)間推移變化的運(yùn)行條件，經(jīng)常會(huì)發(fā)生：現(xiàn)有的電廠能夠生產(chǎn)和銷售更多的有功功率。為了實(shí)現(xiàn)這種情況，能夠通過借助于不同的技術(shù)提升效率來實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)的功率提升，其中通常實(shí)現(xiàn)提高>2％的數(shù)量級。

然而，在新電廠業(yè)務(wù)中客戶關(guān)注的是：購買盡可能地精確地符合當(dāng)前需要的新的部件，以便在此將投資成本保持為盡可能低的。這引起：電廠發(fā)電機(jī)以所需的功率構(gòu)建并且通常在視在功率方面不具有余量，使得不再可以通過提高效率來進(jìn)一步提升輸出功率。盡管如此，為了實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)的具有功率提升的業(yè)務(wù)，必須找出如下可行性：以合理的耗費(fèi)提高輸出側(cè)的有功功率。在此要注意的是：燃?xì)廨啓C(jī)僅產(chǎn)生有功功率，而渦輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生有功和無功功率。在此，所述有功功率和無功功率在發(fā)電機(jī)功率圖中通常在熱學(xué)方面受限。在此，所謂的功率因數(shù)對應(yīng)于功率圖中的有功功率和視在功率之間的角度的余弦值。

至今為止，提升氣冷式渦輪發(fā)電機(jī)功率的可能性能夠以如下方式進(jìn)行：

a)略微提升有功功率

少量地提升有功功率幾乎總是在限制無功功率的情況下或者通過限制功率因數(shù)而可行，直至所述功率因數(shù)達(dá)到數(shù)值1。在該情況下，在不對發(fā)電機(jī)進(jìn)行改型的情況下，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的最大的有功功率。然而更確切地說，該限制是理論性的，因?yàn)榘l(fā)電廠為了自身的運(yùn)行也需要無關(guān)功率，進(jìn)而必須從電網(wǎng)中獲取所述無功功率。

b)大量提升有功功率

如果在不產(chǎn)生無功功率的情況下需要較大程度地提升有功功率，那么發(fā)電機(jī)處于定子繞組的通過絕緣材料類別限定的熱學(xué)極限中。通常，需要定子重繞并且必要時(shí)需要其他的措施、如檢查轉(zhuǎn)子繞組的熱點(diǎn)以及消除該熱點(diǎn)，以便在考慮發(fā)電機(jī)的更高的熱學(xué)和機(jī)械負(fù)荷的情況下確保發(fā)電機(jī)的長時(shí)間運(yùn)行。這通常意味著顯著的時(shí)間上的和經(jīng)濟(jì)上的耗費(fèi)，使得該措施的經(jīng)濟(jì)性是不確定的。

c)在無功功率恒定的情況下提升視在功率

渦輪發(fā)電機(jī)的視在功率的提升能夠通過以冷卻技術(shù)優(yōu)化定子或轉(zhuǎn)子上的熱點(diǎn)的方式進(jìn)行，或者通過執(zhí)行用于減少各個(gè)部件的損耗的多種措施來進(jìn)行。這通常是極其成本耗費(fèi)的或者在需要定子重繞的情況下部分地由于設(shè)計(jì)而不是經(jīng)濟(jì)可行的。

d)在功率因數(shù)恒定的情況下提升視在功率

在功率因數(shù)恒定的情況下進(jìn)行視在功率的功率提升能夠僅通過改進(jìn)發(fā)電機(jī)的冷卻進(jìn)行。對此，能夠應(yīng)用“chiller制冷機(jī)”或者在溫暖的、干燥的地區(qū)中能夠應(yīng)用“蒸發(fā)冷卻器”，然而，所述制冷機(jī)或蒸發(fā)冷卻器分別很大程度地介入到電廠-過程技術(shù)中并且是極其成本耗費(fèi)的。

變型形式d能夠是作為對于電廠運(yùn)營商而言具有最大效益的可行的功率提升的解決方案，其中除了穩(wěn)定性極限之外，能夠推遲全部冷卻技術(shù)方面引起的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提升發(fā)電機(jī)功率，而不會(huì)產(chǎn)生上述問題。

所述目的通過根據(jù)一種用于提升發(fā)電機(jī)的功率的方法和一種發(fā)電機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。一種用于提升發(fā)電機(jī)的功率的方法，該方法尤其在維護(hù)情況下提升發(fā)電機(jī)的功率，其中將所述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部中的氣體用于冷卻，其中裝入或更換所述發(fā)電機(jī)的軸密封件，以克服在所述發(fā)電機(jī)的所述外殼體中的至少120kpa、尤其至少150kpa的過壓或者比環(huán)境壓強(qiáng)至少高10％的、尤其至少高20％的過壓，和/或所述發(fā)電機(jī)的所述外殼體通過加固元件來加固，和/或所述發(fā)電機(jī)的所述外殼體更換成機(jī)械方面更穩(wěn)固的殼體，并且所述發(fā)電機(jī)以氣體過壓運(yùn)行。一種發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)具有軸密封件，以克服外殼體中的過壓，和/或所述發(fā)電機(jī)的外殼體具有加固元件，和/或所述發(fā)電機(jī)的外殼體通過更厚的或機(jī)械方面更穩(wěn)固的外殼體來更換或者具有更厚的或機(jī)械方面更穩(wěn)固的外殼體。

在實(shí)施例中列舉出其他有利的措施，這些措施能夠彼此任意組合以便實(shí)現(xiàn)其他的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1、2和3示出本發(fā)明的實(shí)施例。

說明書和附圖僅代表本發(fā)明的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

功率提升的解決方案是提高發(fā)電機(jī)1、11、111和其外殼體4中的氣壓、尤其是空氣壓。

由此增加發(fā)電機(jī)1'、11'、111'中的氣體或空氣的用于冷卻的質(zhì)量流，因此能夠更好地導(dǎo)出熱量，然而其中冷卻氣體中的摩擦損耗略有增加。

根據(jù)發(fā)電機(jī)1'、11'、111'中的氣體內(nèi)部壓力能夠?qū)崿F(xiàn)至16％或更高的功率提高。

為了能夠以過壓運(yùn)行發(fā)電機(jī)1'、11'、111'，能夠一方面引入軸密封件10'(圖1)，所述軸密封件承受住外殼體4中的較高的冷卻氣體壓力、在此尤其為空氣壓力，即至少1.20bar(120kpa)、尤其至少1.50bar(150kpa)的冷卻氣體壓力，或者與環(huán)境壓強(qiáng)相比高至少10％、尤其高至少20％的壓力。

同樣地，發(fā)電機(jī)11的外殼體4能夠通過加固元件12尤其在維護(hù)情況下來加固(圖2)，使得產(chǎn)生機(jī)械方面加固的發(fā)電機(jī)11'。

加固元件12為t形或雙t形承載件，并且優(yōu)選焊接到外殼體上。

作為維護(hù)成果，也可以通過殼體更換4-->4”(圖3)相對快速和簡單地利用現(xiàn)有的有源部件來提升功率。改變的發(fā)電機(jī)111”的改型的外殼體4”與之前的外殼體4(圖3左側(cè))相比優(yōu)選更厚(d'>d)或者優(yōu)選在機(jī)械方面更加穩(wěn)固。

此外，必須檢查，在發(fā)電機(jī)1'、11'、111'的勵(lì)磁機(jī)的現(xiàn)有的電流供應(yīng)中，電勢是否足以能夠提供所需要的較高的勵(lì)磁電流。

利用該解決方案，取消耗費(fèi)的定子或轉(zhuǎn)子重繞。此外，該解決方案能夠完全獨(dú)立于有源組件的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)方案來使用。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
通過應(yīng)用改進(jìn)的軸密封件和/或改變外殼體能夠?qū)饫涫桨l(fā)電機(jī)進(jìn)行改型，使得所述氣冷式發(fā)電機(jī)能夠以過壓運(yùn)行并且能夠?qū)崿F(xiàn)更高的功率。

技術(shù)研發(fā)人員：托爾斯滕·克羅爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西門子公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.10.08
技術(shù)公布日：2017.07.07