一種防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電設(shè)備中、低溫余熱能量回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組。
【【背景技術(shù)】】
[0002]有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，下文簡(jiǎn)稱0RC)發(fā)電技術(shù)在工業(yè)余熱、地?zé)崮?、太?yáng)能以及海洋溫差能的利用方面都已有應(yīng)用實(shí)例。0RC發(fā)電設(shè)備采用的低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)具有易揮發(fā)、價(jià)格昂貴等特性，不允許對(duì)外泄漏，因此對(duì)透平發(fā)電機(jī)組密封要求很高。
[0003]現(xiàn)有0RC發(fā)電設(shè)備的透平發(fā)電機(jī)組通常采用“透平機(jī)一齒輪減速箱一發(fā)電機(jī)”機(jī)組結(jié)構(gòu)，配備潤(rùn)滑系統(tǒng)，并用相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)來(lái)解決工作介質(zhì)對(duì)外泄漏問(wèn)題，密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命有限、造價(jià)昂貴，而且不能完全防止工作介質(zhì)的泄漏。
[0004]經(jīng)查詢國(guó)內(nèi)相關(guān)專利和技術(shù)文獻(xiàn)，現(xiàn)有的一體化防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組(申請(qǐng)?zhí)?201310492673.9)，采用磁懸浮軸承，無(wú)需冷卻、潤(rùn)滑，但磁懸浮軸承造價(jià)高昂，機(jī)組成本回收期較長(zhǎng)，且國(guó)內(nèi)磁懸浮軸承技術(shù)成熟度低，極少被行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品采用。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封效果好的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，由透平機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，透平靜葉、透平動(dòng)葉安裝于透平機(jī)殼體內(nèi)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)定子安裝于電機(jī)殼體內(nèi)，透平機(jī)殼體與電機(jī)殼體相連通；透平動(dòng)葉與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子共用同一根轉(zhuǎn)軸，用于支撐轉(zhuǎn)軸的第一軸承和第二軸承分別置于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端，所述透平機(jī)殼體和電機(jī)殼體中分別開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑第一軸承和第二軸承的第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路；栗后分流的液態(tài)工質(zhì)分別經(jīng)第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路流入對(duì)第一軸承、第二軸承進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻；潤(rùn)滑后的工質(zhì)流入電機(jī)腔內(nèi)再由透平機(jī)殼體和電機(jī)殼體之間的通孔流入透平機(jī)殼體內(nèi)與做功乏汽混合流出透平發(fā)電機(jī)進(jìn)入循環(huán)回路。
[0008]進(jìn)一步，所述透平機(jī)殼體端部安裝有透平靜葉固定蓋，透平發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口開(kāi)設(shè)在透平靜葉固定蓋上。
[0009]進(jìn)一步，所述電機(jī)殼體兩端開(kāi)放，電機(jī)殼體兩端分別設(shè)置間隔板一和間隔板二，第一軸承和第二軸承分別安裝在間隔板一和間隔板二上，電機(jī)殼體尾部通過(guò)電機(jī)后蓋封閉，第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路開(kāi)設(shè)在間隔板一中，第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路開(kāi)設(shè)在電機(jī)后蓋中。
[0010]進(jìn)一步，電機(jī)引線穿過(guò)間隔板二和電機(jī)后蓋引出電機(jī)殼體。
[0011]進(jìn)一步，所述透平動(dòng)葉采用懸臂型式，通過(guò)聯(lián)軸器安裝在轉(zhuǎn)軸上。
[0012]進(jìn)一步，所述電機(jī)殼體外部安裝有電機(jī)冷卻水套。
[0013]進(jìn)一步，所述第一軸承和第二軸承分別設(shè)置有軸承定位套，第一軸承和第二軸承分別通過(guò)軸承定位套固定在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0015]本發(fā)明將透平、發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)在同一根轉(zhuǎn)軸上，采用透平機(jī)殼體與電機(jī)殼體相連通的方案，無(wú)需軸端密封，可以做到機(jī)組工作介質(zhì)完全無(wú)泄漏；透平機(jī)殼體和電機(jī)殼體中分別開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑軸承第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路，利用機(jī)組工作介質(zhì)對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻，無(wú)需配備傳統(tǒng)油、脂冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)，規(guī)避了潤(rùn)滑油、脂與工作介質(zhì)混合后影響整個(gè)機(jī)組正常工作的問(wèn)題，完全保證了機(jī)組的可靠密封，防止工作介質(zhì)的泄漏。
[0016]進(jìn)一步，所述電機(jī)殼體兩端開(kāi)放，電機(jī)殼體兩端分別設(shè)置間隔板一和間隔板二，殼體尾部通過(guò)電機(jī)后蓋封閉，采用分體式結(jié)構(gòu)，便于拆卸維修。
【【附圖說(shuō)明】】
[0017]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖中:1透平靜葉固定蓋；2透平靜葉；3透平動(dòng)葉；4透平機(jī)殼體；5間隔板一 ；6第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路；7電機(jī)冷卻水套；8電機(jī)殼體；9電機(jī)后蓋；10第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路；11通孔；12第一軸承；13發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；14發(fā)電機(jī)定子；15第二軸承；16透平發(fā)電機(jī)出氣口 ； 17透平發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口 ；18電機(jī)引線；19間隔板二 ；20轉(zhuǎn)軸；21聯(lián)軸器；22軸承定位套。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明提供一種采用有機(jī)工質(zhì)潤(rùn)滑、冷卻軸承的防泄漏透平發(fā)電機(jī)組，包括透平靜葉2、透平動(dòng)葉3，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13、發(fā)電機(jī)定子14置于相互連通的透平機(jī)殼體4內(nèi)和電機(jī)殼體8內(nèi)；透平動(dòng)葉3與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13共用同一根轉(zhuǎn)軸20，軸承置于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端，透平動(dòng)葉安裝采用懸臂型式。
[0021]上述透平發(fā)電機(jī)組包括:透平靜葉2、透平動(dòng)葉3、發(fā)電機(jī)定子14、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13、轉(zhuǎn)軸20、聯(lián)軸器21、殼體組件。
[0022]上述殼體組件包括:透平靜葉固定蓋1、透平機(jī)殼體4、間隔板一 5、間隔板二 19、軸承定位套22、電機(jī)殼體8、電機(jī)冷卻水套7，電機(jī)后蓋9。
[0023]上述循環(huán)回路指0RC回收中、低溫余熱能量透平發(fā)電機(jī)組工作循環(huán)回路。
[0024]透平靜葉2、透平動(dòng)葉3安裝于透平機(jī)殼體4內(nèi)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13、發(fā)電機(jī)定子14安裝于電機(jī)殼體8內(nèi)，透平機(jī)殼體4與電機(jī)殼體8相連通；透平動(dòng)葉3與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13共用同一根轉(zhuǎn)軸20，用于支撐轉(zhuǎn)軸20的第一軸承12和第二軸承15分別置于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13兩端，所述透平機(jī)殼體4和電機(jī)殼體8中分別開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑第一軸承12和第二軸承15的第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路6和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路10 ;栗后分流的液態(tài)工質(zhì)分別經(jīng)第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路6和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路10流入對(duì)第一軸承12、第二軸承15進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻；潤(rùn)滑后的工質(zhì)流入電機(jī)腔內(nèi)再由透平機(jī)殼體4和電機(jī)殼體8之間的通孔流入透平機(jī)殼體4內(nèi)與做功乏汽混合流出透平發(fā)電機(jī)進(jìn)入循環(huán)回路。
[0025]進(jìn)一步，所述透平機(jī)殼體4端部安裝有透平靜葉固定蓋1，透平發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口 17開(kāi)設(shè)在透平靜葉固定蓋1上。
[0026]進(jìn)一步，所述電機(jī)殼體8兩端開(kāi)放，電機(jī)殼體8兩端分別設(shè)置間隔板一 5和間隔板二 19，第一軸承12和第二軸承15分別安裝在間隔板一 5和間隔板二 19上，電機(jī)殼體8尾部通過(guò)電機(jī)后蓋9封閉，第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路6開(kāi)設(shè)在間隔板一 5中，第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路10開(kāi)設(shè)在電機(jī)后蓋9中。電機(jī)引線穿過(guò)間隔板二 19和電機(jī)后蓋9引出電機(jī)殼體8。
[0027]所述透平動(dòng)葉3采用懸臂型式，通過(guò)聯(lián)軸器21安裝在轉(zhuǎn)軸20上。所述電機(jī)殼體8外部安裝有電機(jī)冷卻水套7。所述第一軸承12和第二軸承15分別設(shè)置有軸承定位套22，第一軸承12和第二軸承15分別通過(guò)軸承定位套22固定在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13兩端。
[0028]高壓氣態(tài)工質(zhì)由透平發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口 17進(jìn)入透平機(jī)膨脹做功，透平動(dòng)葉3通過(guò)轉(zhuǎn)軸20帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，0RC循環(huán)回路中，工質(zhì)栗后分流液態(tài)工質(zhì)由第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路6和第二承潤(rùn)滑冷卻流路10流入，對(duì)第一軸承12、第二軸承15進(jìn)行有效潤(rùn)滑、冷卻；流入電機(jī)腔內(nèi)，再由透平機(jī)與發(fā)電機(jī)間隔板一 5上的通孔11流出，與做功乏汽混合流出透平發(fā)電機(jī)出氣口 16進(jìn)入循環(huán)回路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:由透平機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，透平靜葉(2)、透平動(dòng)葉(3)安裝于透平機(jī)殼體⑷內(nèi)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)、發(fā)電機(jī)定子(14)安裝于電機(jī)殼體(8)內(nèi)，透平機(jī)殼體(4)與電機(jī)殼體(8)相連通；透平動(dòng)葉(3)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)共用同一根轉(zhuǎn)軸(20)，用于支撐轉(zhuǎn)軸(20)的第一軸承(12)和第二軸承(15)分別置于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)兩端，所述透平機(jī)殼體(4)和電機(jī)殼體(8)中分別開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑第一軸承(12)和第二軸承(15)的第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路(6)和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路(10); 栗后分流的液態(tài)工質(zhì)分別經(jīng)第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路(6)和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路(10)流入對(duì)第一軸承(12)、第二軸承(15)進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻；潤(rùn)滑后的工質(zhì)流入電機(jī)腔內(nèi)再由透平機(jī)殼體(4)和電機(jī)殼體(8)之間的通孔流入透平機(jī)殼體(4)內(nèi)與做功乏汽混合流出透平發(fā)電機(jī)進(jìn)入循環(huán)回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述透平機(jī)殼體(4)端部安裝有透平靜葉固定蓋(1)，透平發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口(17)開(kāi)設(shè)在透平靜葉固定蓋(1)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述電機(jī)殼體(8)兩端開(kāi)放，電機(jī)殼體(8)兩端分別設(shè)置間隔板一(5)和間隔板二(19)，第一軸承(12)和第二軸承(15)分別安裝在間隔板一(5)和間隔板二(19)上，電機(jī)殼體(8)尾部通過(guò)電機(jī)后蓋(9)封閉，第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路(6)開(kāi)設(shè)在間隔板一(5)中，第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路(10)開(kāi)設(shè)在電機(jī)后蓋(9)中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:電機(jī)引線穿過(guò)間隔板二 (19)和電機(jī)后蓋(9)引出電機(jī)殼體(8)05.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述透平動(dòng)葉(3)采用懸臂型式，通過(guò)聯(lián)軸器(21)安裝在轉(zhuǎn)軸(20)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述電機(jī)殼體(8)外部安裝有電機(jī)冷卻水套(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述第一軸承(12)和第二軸承(15)分別設(shè)置有軸承定位套(22)，第一軸承(12)和第二軸承(15)分別通過(guò)軸承定位套(22)固定在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)兩端。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防泄漏有機(jī)工質(zhì)透平發(fā)電機(jī)組，由透平機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，透平機(jī)殼體與電機(jī)殼體相連通；透平動(dòng)葉與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子共用同一根轉(zhuǎn)軸，所述透平機(jī)殼體和電機(jī)殼體中分別開(kāi)設(shè)有軸承潤(rùn)滑冷卻流路；泵后分流的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)軸承潤(rùn)滑冷卻流路對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻；采用透平機(jī)殼體與電機(jī)殼體相連通的方案，無(wú)需軸端密封，可以做到機(jī)組工作介質(zhì)完全無(wú)泄漏；透平機(jī)殼體和電機(jī)殼體中分別開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑軸承第一軸承潤(rùn)滑冷卻流路和第二軸承潤(rùn)滑冷卻流路，利用機(jī)組工作介質(zhì)對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻，無(wú)需配備傳統(tǒng)油、脂冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)，規(guī)避了潤(rùn)滑油、脂與工作介質(zhì)混合后影響整個(gè)機(jī)組正常工作的問(wèn)題，完全保證了機(jī)組的可靠密封，防止工作介質(zhì)的泄漏。
【IPC分類】F01D25/14, H02K5/20, F01D25/24, F01D25/18, F01D15/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105275507
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510683905
【發(fā)明人】姬佩劍, 孫友彬, 劉庚, 沈軍, 王寶亮, 王利利
【申請(qǐng)人】西安航空動(dòng)力股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月20日