利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，主要包括膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述的膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)之間通過(guò)中間體連接，膨脹機(jī)的葉輪和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)置在同一根主軸上；發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子屏蔽套，發(fā)電機(jī)的定子上設(shè)有定子屏蔽套。所述的轉(zhuǎn)子兩端分別通過(guò)前軸承和后軸承支撐，并且設(shè)有前推力盤(pán)和后推力盤(pán)平衡推力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及低溫余熱回收發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電在低溫?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)中研究和應(yīng)用最為廣泛，采用不同的低沸點(diǎn)有機(jī)物作為工質(zhì)，可以回收不同溫度范圍的低溫?zé)崮?。這些低沸點(diǎn)有機(jī)物或者混合物多為人工合成，價(jià)值昂貴、有毒性、對(duì)環(huán)境破壞等原因不能對(duì)外泄漏。
[0003]現(xiàn)有渦輪膨脹機(jī)采用各種密封來(lái)解決工質(zhì)的對(duì)外泄漏，如機(jī)械密封、干氣密封、碳環(huán)密封等，密封的外部供給系統(tǒng)非常復(fù)雜，壽命有限，且造價(jià)昂貴，而且不能完全隔絕工質(zhì)的泄漏。其中機(jī)械密封占有很大比例，然而要求密封效果很高時(shí)，對(duì)機(jī)械密封裝置的要求也很高，如采用單端面機(jī)械密封裝置，一旦失效講形成大量介質(zhì)泄漏，如采用雙端面機(jī)械密封裝置雖然提高了密封的可靠性，但雙端面機(jī)械密封裝置須配有較復(fù)雜的輔助保護(hù)系統(tǒng)配套使用，特別是解決散熱問(wèn)題，安裝操作，維護(hù)都很不方便，且造價(jià)高。另外，即使采用了機(jī)械密封裝置仍然有少量的介質(zhì)會(huì)不斷泄漏，造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，有效實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的完全無(wú)泄漏。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，主要包括膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)，其特征是所述的膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)之間通過(guò)中間體連接，膨脹機(jī)的葉輪和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)置在同一根主軸上;發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子屏蔽套，發(fā)電機(jī)的定子上設(shè)有定子屏蔽套。
[0006]所述的轉(zhuǎn)子兩端分別通過(guò)前軸承和后軸承支撐，并且設(shè)有前推力盤(pán)和后推力盤(pán)平衡推力。
[0007]所述的中間體上設(shè)有密封氣進(jìn)氣管和冷卻液排液管，且在中間體內(nèi)的主軸上設(shè)有密封體和擋液環(huán);在發(fā)電機(jī)的末端設(shè)有后軸套，在后軸套上設(shè)有冷卻循環(huán)液進(jìn)液管。
[0008]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子屏蔽套、定子和定子屏蔽套，屏蔽套將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子隔開(kāi)，沒(méi)有軸端密封，做到工質(zhì)完全無(wú)泄漏;從而使得膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)能采用同軸直連結(jié)構(gòu);且發(fā)電機(jī)采用與膨脹機(jī)做功相同的工質(zhì)進(jìn)行冷卻;前軸承、后軸承、前推力盤(pán)和后推力盤(pán)采用與膨脹機(jī)做功相同的工質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、屏蔽膨脹機(jī)可以做到工質(zhì)完全無(wú)泄漏；
2、與有密封的膨脹機(jī)相比，省去了維修和更換密封的麻煩，也省去了聯(lián)軸器，零件數(shù)量少，可靠性高。不需要加潤(rùn)滑油，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。
[0010]3、結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，對(duì)底座和基礎(chǔ)的要求低，沒(méi)有聯(lián)軸器的對(duì)中問(wèn)題，安裝容易且費(fèi)用低。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1本發(fā)明余熱發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
[0012I圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，1、蝸殼2、密封氣進(jìn)氣管3、中間體4、前軸承5、前軸套6、前推力盤(pán)7、定子8、定子屏蔽套9、轉(zhuǎn)子屏蔽套10、轉(zhuǎn)子11、后推力盤(pán)12、后軸承13、后軸套14、后軸承座15、冷卻循環(huán)進(jìn)液管16、擋液環(huán)17、排液管18、導(dǎo)葉19、密封體20、軸21、尾椎22、葉輪23、膨脹機(jī)24、發(fā)電機(jī)。
[0014]a、蒸發(fā)器b、發(fā)電機(jī)C、膨脹機(jī)d、冷凝器e、工質(zhì)栗。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0016]實(shí)施例1:
如圖2所示，本實(shí)施例描述的本發(fā)明所設(shè)計(jì)的利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，主要包括膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述的膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)之間通過(guò)中間體連接，膨脹機(jī)的葉輪和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)置在同一根主軸上;發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子屏蔽套，發(fā)電機(jī)的定子上設(shè)有定子屏蔽套。
[0017]所述的轉(zhuǎn)子兩端分別通過(guò)前軸承和后軸承支撐，并且設(shè)有前推力盤(pán)和后推力盤(pán)平衡推力。
[0018]所述的中間體上設(shè)有密封氣進(jìn)氣管和冷卻液排液管，且在中間體內(nèi)的主軸上設(shè)有密封體和擋液環(huán);在發(fā)電機(jī)的末端設(shè)有后軸套，在后軸套上設(shè)有冷卻循環(huán)液進(jìn)液管。
[0019]工作時(shí)如圖1所示的余熱發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，可以看到，來(lái)自工廠、地?zé)峄蛘咛?yáng)能的中低溫?zé)嵩矗ㄟ^(guò)蒸發(fā)器加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)，低沸點(diǎn)工質(zhì)受熱后由液態(tài)變成有一定過(guò)熱度的氣態(tài)，從蝸殼進(jìn)口進(jìn)氣，經(jīng)導(dǎo)葉后推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)做功，膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)同軸，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。膨脹機(jī)內(nèi)做完功的氣體進(jìn)入冷凝器冷凝為液態(tài)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)栗加壓后回到蒸發(fā)器繼續(xù)產(chǎn)生蒸汽做功。
[0020]工質(zhì)栗后的工質(zhì)主路進(jìn)入蒸發(fā)器，另一路經(jīng)減壓閥后經(jīng)冷卻循環(huán)進(jìn)液管進(jìn)入發(fā)電機(jī)，先經(jīng)過(guò)后軸承，然后流過(guò)轉(zhuǎn)子，到前軸承最后經(jīng)排液管回到冷凝器，完成對(duì)兩個(gè)軸承的潤(rùn)滑以及轉(zhuǎn)子的冷卻過(guò)程。
[0021]對(duì)于發(fā)電機(jī)定子的冷卻采用冷卻夾套進(jìn)行冷卻，這與常規(guī)的冷卻水夾套原理一樣，不過(guò)把水換成了工質(zhì)，工質(zhì)栗后的主路先經(jīng)過(guò)冷卻夾套冷卻電機(jī)后再進(jìn)入蒸發(fā)器，工質(zhì)的熱焓得以提高是一種間接的能量回收再利用。
[0022]如圖2所示屏蔽膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)，膨脹機(jī)包括蝸殼、導(dǎo)葉、葉輪和尾椎，發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)定子，所述的定子上套有定子屏蔽套，所述的轉(zhuǎn)子上套有轉(zhuǎn)子屏蔽套，定子屏蔽套轉(zhuǎn)子屏蔽套之間具有間隙，所述轉(zhuǎn)子兩端有兩個(gè)軸套，軸套和轉(zhuǎn)子間有推力盤(pán)，軸套外側(cè)設(shè)置有前軸承和后軸承。膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)通過(guò)中間體相連，中間體內(nèi)有密封體，密封采用蜂窩密封或梳齒密封等非接觸式密封，密封體中開(kāi)有密封氣進(jìn)口，密封氣采用做功相同的工質(zhì)氣，一是減少葉輪進(jìn)口工質(zhì)氣的泄漏，提高做功效率，二是隔絕前軸承潤(rùn)滑液進(jìn)入葉輪。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，主要包括膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)，其特征是所述的膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)之間通過(guò)中間體連接，膨脹機(jī)的葉輪和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)置在同一根主軸上;發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子屏蔽套，發(fā)電機(jī)的定子上設(shè)有定子屏蔽套。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，其特征是所述的轉(zhuǎn)子兩端分別通過(guò)前軸承和后軸承支撐，并且設(shè)有前推力盤(pán)和后推力盤(pán)平衡推力。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機(jī)，其特征是所述的中間體上設(shè)有密封氣進(jìn)氣管和冷卻液排液管，且在中間體內(nèi)的主軸上設(shè)有密封體和擋液環(huán);在發(fā)電機(jī)的末端設(shè)有后軸套，在后軸套上設(shè)有冷卻循環(huán)液進(jìn)液管。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)用的屏蔽膨脹機(jī)，其特征是所述的弟子屏蔽套和轉(zhuǎn)子屏蔽套之間具有間隙;所述的密封體采用蜂窩密封或梳齒密封。
【文檔編號(hào)】F01K25/10GK105863763SQ201610346484
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【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