半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)的制作方法
【專利摘要】半封閉式有機(jī)朗肯透平膨脹機(jī)，發(fā)電機(jī)置于第一透平段和第二透平段之間，第一透平段包括第一透平段蝸殼、第一透平段導(dǎo)葉、第一透平段葉輪和第一透平段尾椎，第二透平段包括第二透平段蝸殼、第二透平段導(dǎo)葉、第二透平段葉輪和第二透平段尾椎；第一透平段和發(fā)電機(jī)通過第一透平段中間體相連，第一透平段密封體、第一透平段擋油環(huán)、止推徑向軸承、第一透平段擋油體和第一透平段密封件設(shè)置于第一透平段中間體內(nèi)；第二透平段和發(fā)電機(jī)通過第二透平段中間體相連，第二透平段密封體、第二透平段擋油環(huán)、徑向軸承、第二透平段擋油體和第二透平段密封件設(shè)置于第二透平段中間體內(nèi)；且第一透平段的出汽口與第二透平段的進(jìn)汽口連接。
【專利說明】
半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及低溫余熱回收發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入“十二五”以后，國家多部委聯(lián)合發(fā)布《重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新指導(dǎo)目錄(2012年版)》，“有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)透平技術(shù)”明確列入目錄大綱，力求以此推動(dòng)國家節(jié)能減排、減少碳量粉塵排放、降低溫室效應(yīng)、保護(hù)空氣質(zhì)量總體要求的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)有機(jī)工質(zhì)低沸點(diǎn)的特點(diǎn)，采用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(簡稱0RC)透平，可以利用工業(yè)過程中低溫?zé)嵩匆约暗責(zé)?、太陽能作為熱源進(jìn)行發(fā)電。ORC—般采用不同低沸點(diǎn)有機(jī)物(或者混合物)作為工質(zhì)，選用工質(zhì)時(shí)要求臭氧衰減指數(shù)(ODP)和溫室效應(yīng)指數(shù)(GWP)值盡可能小，同時(shí)應(yīng)該盡量選擇無毒性或者毒性低、不易燃、不宜爆且與設(shè)備材料和潤滑油具有良好兼容性的工質(zhì)。
[0003]工質(zhì)的泄漏一方面對(duì)環(huán)保性和安全性造成危害，另一方面造成機(jī)組運(yùn)行成本的增加。透平膨脹機(jī)是ORC系統(tǒng)中最難以解決的一個(gè)泄漏點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)通常選用機(jī)械密封和干氣密封作為軸封，然而機(jī)械密封和干氣密封結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，制造加工要求高，而且安裝與更換時(shí)比較麻煩，給系統(tǒng)運(yùn)行帶來不少困難。
[0004]目前現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行有機(jī)工質(zhì)的郎肯循環(huán)研究和小功率發(fā)電機(jī)組的開發(fā)過程中采用螺桿式膨脹機(jī)，這種結(jié)構(gòu)效率較低、機(jī)組功率受到本身結(jié)構(gòu)和膨脹原理的限制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)有泄漏、功率小和效率低的問題。
[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:半封閉式有機(jī)朗肯透平膨脹機(jī)，發(fā)電機(jī)置于第一透平段和第二透平段之間，第一透平段包括第一透平段蝸殼、第一透平段導(dǎo)葉、第一透平段葉輪和第一透平段尾椎，第二透平段包括第二透平段蝸殼、第二透平段導(dǎo)葉、第二透平段葉輪和第二透平段尾椎;第一透平段和發(fā)電機(jī)通過第一透平段中間體相連，第一透平段密封體、第一透平段擋油環(huán)、止推徑向軸承、第一透平段擋油體和第一透平段密封件設(shè)置于第一透平段中間體內(nèi)；第二透平段和發(fā)電機(jī)通過第二透平段中間體相連，第二透平段密封體、第二透平段擋油環(huán)、徑向軸承、第二透平段擋油體和第二透平段密封件設(shè)置于第二透平段中間體內(nèi)；且第一透平段的出汽口與第二透平段的進(jìn)汽口連接。
[0007]上述的第一透平段葉輪和第二透平段的葉輪為單級(jí)或多級(jí)透平，葉輪采用徑流式葉輪或者軸流式葉輪。
[0008]上述的止推徑向軸承和徑向軸承采用滑動(dòng)軸承或者滾動(dòng)軸承。
[0009]上述的發(fā)電機(jī)為利用工質(zhì)冷卻的封閉電機(jī)。
[0010]上述的第一透平段密封體、第一透平段密封件、第二透平段密封體和第二透平段密封件采用梳齒密封或者迷宮密封等非接觸式密封。
[0011]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0012]1、采用封閉電機(jī)置于兩個(gè)透平段中間的半封閉式結(jié)構(gòu)，具有無泄漏的特點(diǎn)。
[0013]2、采用兩個(gè)透平段的設(shè)計(jì)，具有效率高，機(jī)組功率大的特點(diǎn)。對(duì)于大焓降和壓比，單級(jí)透平不能有效地利用，而采用兩個(gè)透平段既提高透平膨脹機(jī)的功率，又保證膨脹機(jī)效率較高。兩個(gè)透平段可以選用徑流式或者軸流式透平，增加了透平膨脹級(jí)數(shù)，合理分配各級(jí)焓降比例，可以保證較小的動(dòng)葉圓周速度下達(dá)到最佳的速度比值，從而獲得好的輪周效率。
[0014]3、采用兩個(gè)透平段背靠背結(jié)構(gòu)，軸向推力幾乎完全平衡。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的剖面示意圖。
[0016]其中，1、第一透平段蝸殼2、第一透平段葉輪3、第一透平段尾椎4、第一透平段密封體5、第一透平段擋油環(huán)6、止推徑向軸承7、第一透平段中間體8、第一透平段擋油體9、第一透平段密封件10、電機(jī)定子11、電機(jī)轉(zhuǎn)子12、第二透平段密封件13、第二透平段擋油體、14、第二透平段中間體15、徑向軸承16、第二透平段擋油環(huán)17、第二透平段密封體18、第二透平段蝸殼19、第二透平段葉輪20、第二透平段尾椎21、第二透平段導(dǎo)葉22、軸23、發(fā)電機(jī)罩殼24、第一透平段導(dǎo)葉25、第一透平段26、發(fā)電機(jī)27、第二透平段。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]參照?qǐng)D1，一種半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，包括發(fā)電機(jī)26置于第一透平段25和第二透平段27之間，第一透平段包括第一透平段蝸殼1、第一透平段導(dǎo)葉24、第一透平段葉輪2和第一透平段尾椎3，第二透平段包括第二透平段蝸殼18、第二透平段導(dǎo)葉21、第二透平段葉輪19和第二透平段尾椎20。第一透平段25和發(fā)電機(jī)26通過第一透平段中間體7相連，第一透平段密封體4、第一透平段擋油環(huán)5、止推徑向軸承6、第一透平段擋油體8和第一透平段密封件9設(shè)置于第一透平段中間體內(nèi)，第二透平段27和發(fā)電機(jī)26通過第二透平段中間體14相連，第二透平段密封體17、第二透平段擋油環(huán)16、徑向軸承15、第二透平段擋油體13和第二透平段密封件12設(shè)置于第二透平段中間體內(nèi)。
[0020]使用時(shí)，帶一定過熱度的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入第一透平段蝸殼I，將氣流從管道中均勻分配到后面的第一透平段導(dǎo)葉24上，經(jīng)導(dǎo)葉膨脹加速后進(jìn)入第一透平段葉輪2繼續(xù)膨脹做功，完成第一段膨脹做功，然后經(jīng)過第一透平段尾椎3流出蝸殼進(jìn)入第二透平段蝸殼19，同樣，經(jīng)過第二透平段導(dǎo)葉21膨脹加速后進(jìn)入第二透平段葉輪20做功，完成第二段膨脹做功，在本例中，第一透平段葉輪和第二透平段均采用單級(jí)徑流式葉輪。
[0021]發(fā)電機(jī)26采用與膨脹機(jī)做功相同的工質(zhì)進(jìn)行冷卻，優(yōu)于空氣冷卻和水冷卻。發(fā)電機(jī)置于兩個(gè)透平段之間實(shí)現(xiàn)半封閉式結(jié)構(gòu)，杜絕了工質(zhì)泄漏。
[0022]為防止軸承潤滑油滲入密封處進(jìn)入透平段葉輪，通過引入密封氣進(jìn)入第一透平段密體4和第二透平段密封體17隔絕透平油進(jìn)入，該密封氣可以從透平排氣段引入。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，其特征在于:發(fā)電機(jī)(26)置于第一透平段(25)和第二透平段(27)之間，第一透平段包括第一透平段蝸殼(1)、第一透平段導(dǎo)葉(24)、第一透平段葉輪(2)和第一透平段尾椎(3)，第二透平段包括第二透平段蝸殼(18)、第二透平段導(dǎo)葉(21)、第二透平段葉輪(19)和第二透平段尾椎(20);第一透平段(25)和發(fā)電機(jī)(26)通過第一透平段中間體(7)相連，第一透平段密封體(4)、第一透平段擋油環(huán)(5)、止推徑向軸承(6)、第一透平段擋油體(8)和第一透平段密封件(9)設(shè)置于第一透平段中間體內(nèi)；第二透平段(27)和發(fā)電機(jī)(26)通過第二透平段中間體(14)相連，第二透平段密封體(17)、第二透平段擋油環(huán)(16)、徑向軸承(15)、第二透平段擋油體(13)和第二透平段密封件(12)設(shè)置于第二透平段中間體內(nèi)；且第一透平段的出汽口與第二透平段的進(jìn)汽口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，其特征在于:所述的第一透平段葉輪(2)和第二透平段的葉輪(19)為單級(jí)或多級(jí)透平，所述的葉輪采用徑流式葉輪或者軸流式葉輪。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，其特征在于:所述的止推徑向軸承(6)和徑向軸承(15)采用滑動(dòng)軸承或者滾動(dòng)軸承。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，其特征在于:所述的發(fā)電機(jī)(26)為利用工質(zhì)冷卻的封閉電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半封閉式有機(jī)朗肯循環(huán)透平膨脹機(jī)，其特征在于:所述的第一透平段密封體(4)、第一透平段密封件(9)、第二透平段密封體(17)和第二透平段密封件(12)采用梳齒密封或者迷宮密封的非接觸式密封結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F01K25/08GK205677676SQ201620476079
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日 公開號(hào)201620476079.X, CN 201620476079, CN 205677676 U, CN 205677676U, CN-U-205677676, CN201620476079, CN201620476079.X, CN205677676 U, CN205677676U
【發(fā)明人】祝華云, 徐志明
【申請(qǐng)人】杭州汽輪動(dòng)力集團(tuán)有限公司