[實用新型]帶中間再熱的軸流式能量回收透平

有效

• 申請號: 200920032593.4
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN201448245U
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 陳紅梅;鄭秀萍;楊岐平;孫鴻聲;王弢;王冬
• 申請（專利權）人: 西安陜鼓動力股份有限公司
• 主分類號: F04D3/00
• 分類號: F04D3/00;F04D29/52;F04D29/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本實用新型屬于流體動力工程領域的機械設備，涉及一種能量回收透平的結構，特別涉及一種帶中間再熱的軸流式能量回收透平。

背景技術

近年來各種能量回收透平在我國化工、石油、冶金等部門獲得了廣泛的應用。各種工藝流程中產生的尾氣，能量回收透平以這些混合氣體作為工質，將其熱能轉化為機械能后驅動其他旋轉機械或轉化為電能輸出，混合氣體做功后壓力溫度降低，經管道排放到大氣。在尾氣參數適合采用軸流式能量回收透平的場合，有時候會遇到這樣的情況：氣體經過做功壓力下降到接近排放標準時，但相應的溫度幅度下降太大，給設備的長期運行帶來危害(例如混合氣體含水分的情況下當出口溫度在零度以下會可能產生冰晶給設備帶來危害，或者有些氣體在一定溫度下具有的較強的腐蝕性危害設備的安全性)。

軸流式能量回收透平，至少包括有機殼和轉子；機殼內有承缸，承缸內裝有靜葉片，轉子上安裝有動葉片，轉子上的動葉片和承缸內的靜葉片相配合，構成獨立的軸流式結構。

目前的能量回收透平分為軸流式和向心式兩種結構。在向心式結構的透平中易于采用中間再熱結構。但在很多情況下，工藝流程中產生的尾氣流量較大、壓力不高，工況多變，適合采用通流能力大、適應工況范圍寬、效率高的軸流式透平。但是在需要再熱的情況下，一般透平廠家仍采用向心式結構。另外一種方式就是采用兩臺傳統的軸流式能量回收透平串聯使用，從一臺尾透出來的尾氣經過加熱后進入另外一臺尾透。但這種方式占地面積大，成本高。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種帶中間再熱的軸流式能量回收透平。

為了實現上述任務，本實用新型采取如下的技術解決方案：

一種帶中間再熱的軸流式能量回收透平，至少包括有機殼和轉子；機殼內有承缸，承缸內裝有靜葉片，轉子上安裝有動葉片，其特征在于，所述的機殼內有兩套承缸，所述的轉子上安裝有兩套動葉片，兩套動葉片位于轉子的兩側，兩套動葉片之間用中間密封套隔開，兩套動葉片和兩套承缸上靜葉片配合形成獨立的高壓段承缸和低壓段承缸，高壓段承缸和低壓段承缸的進氣和排氣通道在機殼內形成，互相不影響。

申請人首次采用了在軸流式能量回收透平中間增加中間再熱裝置，將氣體排放溫度提高到合適的程度滿足了設計要求，充分回收利用尾氣的能量的同時，該透平具備軸流式透平的全部優點，但比起兩臺軸流式能量回收透平成本要低的多。

附圖說明

圖1、圖2、圖3分別是中間再熱的軸流式能量回收透平的三種結構形式示意圖。其中，圖2的高壓段和低壓段對稱布置，這種形式的優點就是可以平衡軸向推力。圖3可以平衡軸向推力外，可以使結構布置更加緊湊。

圖4是其中第一種形式的中間再熱的軸流式能量回收透平的具體結構。

以下結合附圖和發明人給出的實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。

具體實施方式

本實用新型的設計思路如下：

一定溫度和壓力的混合氣體進入透平，經過一級或者多級膨脹后徑向流出透平，經換熱器加熱再次進入透平經一級或多級繼續膨脹做功后流出，換熱之前的透平部分成為帶中間再熱的的能量回收透平的高壓段部分，之后的部分透平部分稱為低壓段部分。

本實用新型的帶中間再熱的軸流式能量回收透平的設計，根據尾氣的入口參數、轉速要求、出口的溫度限制和加熱氣體的參數情況，可確定合適的總級數，同時可確定尾氣被引出進行再熱的參數。所有的尾氣經過管道流入合適的換熱器被加熱到一定的溫度引入到透平的第二個入口。換熱器用管道與尾透相連，置于機組一定距離之外。這種中間再熱裝置的采用，在計算方面主要是需要確定再熱參數，確定整個透平功率在高壓段和低壓段的分配問題，根據熱源氣體的參數和換熱器參數，兩段的功率分配有一個最佳值，使功率輸出達到最大。

這種帶中間再熱的軸流式尾氣透平比起串聯兩臺傳統的軸流尾透，該尾透的占地面積大大減小，結構緊湊得多，勿需單獨的軸承和中間的聯軸器，機械損失小，配套和控制集中，部分輔機使用一套。與一般的軸流式能量回收透平大大增加了設計的復雜性：每段帶各自的入口和出口、各自的導流器、擴壓器和密封等。這使得主軸的長度加大、機殼較為復雜。高低壓段的布置形式有多種。