透平減壓動力裝置和透平減壓機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動力裝置，特別是透平減壓動力裝置及利用透平減壓動力裝置作為動力源的透平減壓機組。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，有利用管道氣推動透平繼而帶動發(fā)電機發(fā)電的技術(shù)。在這種現(xiàn)有技術(shù)中，透平設(shè)置在封閉殼體內(nèi)，這個封閉殼體的入口和出口與上游管道和下游管道連接。發(fā)電機設(shè)置在殼體外部，通過轉(zhuǎn)軸與透平連接進行發(fā)電。由于管道內(nèi)與管道外的巨大壓力差，因此在封閉殼體與轉(zhuǎn)軸連接處，有管道氣泄漏的風險。本申請人為改進此缺點，曾提出過一種減壓膨脹透平發(fā)電機組，其發(fā)電機也位于殼體內(nèi)，因此消除了貫穿殼體的轉(zhuǎn)軸，獲得了良好效果。但經(jīng)過不斷研發(fā)，申請人認為之前提出的減壓膨脹透平發(fā)電機組還有可改進之處，以簡化機組結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本文提出一種可解決上述問題的透平減壓動力裝置。
[0004]本文還提出一種可解決上述問題的透平減壓機組。
[0005]本文提出的透平減壓動力裝置，包括:
[0006]外殼，所述外殼包括管道氣入口以及管道氣出口 ；
[0007]透平，所述透平設(shè)置于所述外殼內(nèi)以被所述外殼內(nèi)的管道氣驅(qū)動；
[0008]液壓栗，所述液壓栗設(shè)置于所述外殼內(nèi)并與所述透平連接以被所述透平驅(qū)動；
[0009]液體輸入管，所述液體輸入管穿過所述外殼并與所述液壓栗連通；
[0010]液體輸出管，所述液體輸出管穿過所述外殼并與所述液體栗連通；以及
[0011]液壓馬達，所述液壓馬達位于所述外殼之外并與所述液體輸出管連通以被所述液體輸出管輸出的尚壓液體驅(qū)動。
[0012]在一實施例中，所述外殼包括外殼主體以及安裝至所述外殼主體的管道氣入口部，所述管道氣入口部一端形成所述管道氣入口，另一端為連接至所述外殼主體的管道氣入口部連接端，所述管道氣入口的直徑小于所述管道氣入口部連接端的直徑。
[0013]在一實施例中，所述動力裝置還包括容置在所述外殼內(nèi)并正對所述管道氣入口的閥芯，所述閥芯用以根據(jù)所述透平下游的管道氣的壓力在軸向上朝向或遠離所述管道氣入口移動以調(diào)節(jié)進入所述透平的管道氣的流量。
[0014]在一實施例中，所述閥芯包括錐狀頭部和圓柱形連接部，所述錐狀頭部的外表面與所述管道氣入口部的內(nèi)表面之間形成輸入管道氣通道，所述圓柱形連接部與一腔體滑動連接。
[0015]在一實施例中，所述錐狀頭部外表面和所述管道氣入口部內(nèi)表面為流線型表面。
[0016]在一實施例中，所述腔體為一位于所述外殼內(nèi)的內(nèi)殼體，所述液壓栗安裝在所述內(nèi)殼體內(nèi)，所述內(nèi)殼體的外表面與所述外殼的內(nèi)表面之間形成流道，所述流道截面積與所述輸入管道氣通道截面積相等，所述閥芯設(shè)置在所述內(nèi)殼體靠近所述管道氣入口的一端，所述透平設(shè)置在所述內(nèi)殼體靠近所述管道氣出口的一端。
[0017]在一實施例中，所述液體輸入管和液體輸出管與所述外殼焊接固定。
[0018]本文還提出一種透平減壓機組，包括:
[0019]外殼，所述外殼包括管道氣入口以及管道氣出口 ；
[0020]透平，所述透平設(shè)置于所述外殼內(nèi)以被所述外殼內(nèi)的管道氣驅(qū)動；
[0021 ] 液壓栗，所述液壓栗設(shè)置于所述外殼內(nèi)并與所述透平連接以被所述透平驅(qū)動；
[0022]液體輸入管，所述液體輸入管穿過所述外殼并與所述液壓栗連通；
[0023]液體輸出管，所述液體輸出管穿過所述外殼并與所述液體栗連通；
[0024]液壓馬達，所述液壓馬達位于所述外殼之外并與所述液體輸出管連通以被所述液體輸出管輸出的高壓液體驅(qū)動；以及
[0025]發(fā)電機，所述發(fā)電機與所述液壓馬達連接以被所述液壓馬達驅(qū)動發(fā)電。
[0026]本文還提出一種透平減壓機組，包括:
[0027]外殼，所述外殼包括管道氣入口以及管道氣出口 ；
[0028]透平，所述透平設(shè)置于所述外殼內(nèi)以被所述外殼內(nèi)的管道氣驅(qū)動；
[0029]液壓栗，所述液壓栗設(shè)置于所述外殼內(nèi)并與所述透平連接以被所述透平驅(qū)動；
[0030]液體輸入管，所述液體輸入管穿過所述外殼并與所述液壓栗連通；
[0031]液體輸出管，所述液體輸出管穿過所述外殼并與所述液體栗連通；
[0032]液壓馬達，所述液壓馬達位于所述外殼之外并與所述液體輸出管連通以被所述液體輸出管輸出的高壓液體驅(qū)動；以及
[0033]水栗，所述水栗與所述液壓馬達連接以被所述液壓馬達驅(qū)動。
[0034]本文還提出一種透平減壓機組，包括:
[0035]外殼，所述外殼包括管道氣入口以及管道氣出口 ；
[0036]透平，所述透平設(shè)置于所述外殼內(nèi)以被所述外殼內(nèi)的管道氣驅(qū)動；
[0037]液壓栗，所述液壓栗設(shè)置于所述外殼內(nèi)并與所述透平連接以被所述透平驅(qū)動；
[0038]液體輸入管，所述液體輸入管穿過所述外殼并與所述液壓栗連通；
[0039]液體輸出管，所述液體輸出管穿過所述外殼并與所述液體栗連通；
[0040]液壓馬達，所述液壓馬達位于所述外殼之外并與所述液體輸出管連通以被所述液體輸出管輸出的尚壓液體驅(qū)動；
[0041]抽風機，所述抽風機的輸入能源來源于所述液壓馬達的輸出動能；以及
[0042]換熱器，所述換熱器接收被所述透平膨脹減壓的管道氣和由所述抽風機形成的空氣流使兩者在所述換熱器內(nèi)進行逆流式熱交換。
[0043]綜上所述，本發(fā)明提供了一種透平減壓動力裝置，在燃氣管道內(nèi)設(shè)置透平和液壓栗，燃氣管道內(nèi)在外殼上焊接一液體管道且液體管道與液壓栗連通，因此管道氣泄漏的問題得以解決，安全性提高。管道外設(shè)置液壓馬達，將液壓栗的液體壓力轉(zhuǎn)換成馬達輸出軸的機械能，液壓馬達的動能具有多種應(yīng)用，可帶動發(fā)電機，風機，水栗等，而且將機組設(shè)置于燃氣管道外，安裝方便，成本降低。作為一種特別應(yīng)用，液壓馬達帶動風機，風機鼓動的空氣與減壓后的燃氣進行逆流式熱交換，對減壓后的燃氣進行加溫，有利于燃氣的傳輸。
【附圖說明】
[0044]圖1是透平減壓動力裝置的一個實施例的示意圖。
[0045]圖2是透平減壓機組的一個實施例的簡化示意圖。
[0046]圖3是透平減壓機組的一個實施例的簡化示意圖。
【具體實施方式】
[0047]在詳細描述實施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實現(xiàn)的實施例。而且，應(yīng)當理解，本文所使用的措辭及術(shù)語僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當描述“一個某元件”時，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個，也可以包括多個。
[0048]圖1是透平減壓動力裝置的一個實施例的示意圖。所述動力裝置包括外殼10，透平12，液壓栗14，液體輸入管16，液體輸出管18以及液壓馬達20，其中透平12和液壓栗14均設(shè)置于外殼10內(nèi)，且透平12與液壓栗14驅(qū)動連接，這樣，進入外殼10的管道氣(例如天然氣，液化氣等)推動透平12旋轉(zhuǎn)，繼而驅(qū)動液壓馬達20運轉(zhuǎn)。液體輸入管16穿過外殼10并與液壓栗14連通，液體輸出管18穿過外殼10并與液壓栗14連通，液壓馬達20設(shè)置于外殼10外并與液體輸出管18連通，液體從液體輸入管16進入液壓栗14，經(jīng)液壓栗14壓縮成高壓液體從液體輸出管18輸出，輸出的高壓液體驅(qū)動液壓馬達20運轉(zhuǎn)。
[0049]外殼10包括管道氣入口 22以及管道氣出口 24。管道氣入口 22與上游管道連接以接收上游來氣，管道氣出口 24與下游管道連接以向下游輸出膨脹后的管道氣。
[0050]在本實施例中，外殼10包括基本呈圓柱形的外殼主體26以及安裝至外殼主體26的管道氣入口部28。管道氣入口部28的一端30 (下稱管道氣入口部連接端30)連接至外殼主體26，而遠離外殼主體26的另一端設(shè)置上述管道氣入口 22。管道氣入口部連接端30可以可拆卸地方式，例如法蘭安裝至外殼主體26。管道氣入口 22的直徑小于管道氣入口部連接端30的直徑。優(yōu)選的是，管道氣入口部28具有呈流線型曲面的內(nèi)表面32。
[0051]在所示的實施例中，透平12設(shè)有兩級，一級透平包括第一級導向器34和第一級動葉36，二級透平包括第二級導向器38和第二級動葉40。其中，第一級導向器34和第二級導向器38與外殼10 (例如，外殼主體26)固定，例如第一級導向器34和第二級導向器38的外圈焊接或以其它方式固定至外殼主體26的內(nèi)圓表面。第一級動葉36和第二級動葉40固定在一轉(zhuǎn)軸42上以在管道氣的推動作用下繞一旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
[0052]在其它實施例中，根據(jù)實際需要，透平12可以僅設(shè)置一級或多于兩級。
[0053]在所示的實施例中，外殼10內(nèi)設(shè)置一內(nèi)殼體44，透平12和液壓栗14均安裝在內(nèi)殼體44內(nèi)，從管道氣流向看，透平12設(shè)置在液壓栗14下游，外殼10內(nèi)表面與內(nèi)殼體44外表面之間形成流道45。內(nèi)殼體44在軸向上的至少兩個位置相對于外殼10固定。在靠近管道氣入口 22的一端，液體輸入管16和液體輸出管18與外殼10焊接固定，同時液體輸入管16和液體輸出管18與內(nèi)殼體44內(nèi)的液壓栗14連通，液體輸入管16和液體輸出管18與內(nèi)殼體44之間也是固定關(guān)系(例如焊接固定)，因此，液體輸入管16和液體輸出管18可作為支撐內(nèi)殼體44的元件；在靠近管道氣出口 24的一端，內(nèi)殼體44被第一級導向器34和/或第二級導向器38支撐。
[0054]上述動力裝置可以使用在管道氣門站(如城市門站)中。在這里，上游來氣的壓力將被降低。本發(fā)明是利用管道氣在經(jīng)過透平膨脹之后降低壓力的。為了滿足管道傳輸?shù)墓艿罋鈮毫σ?，?jīng)透平膨脹降壓的管道氣的壓力需要維持在預定值。根據(jù)輸氣站在整個管道傳輸中的不同位置，在此所述的預定值是不同的。例如，管道氣壓力可以從1Mpa降壓至4MPa、從4MPa降壓至2.5MPa或從2.5MPa降壓至1.6MPa，并可在一定范圍內(nèi)浮動。應(yīng)當理解的是，在一些輸氣站，經(jīng)