[實用新型]微型燃氣輪機發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220547118.2
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN202851154U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 王永軍;袁平;何民;劉叢紅;時曉軍;耿加民;馮占祥;孫海龍;脫燁;劉莉娜;張宏杰;仝云峰;潘振宇;劉雯雯;付有志;張琳琳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東安發(fā)動機（集團）有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其是一種微型燃氣輪機發(fā)電裝置。?

背景技術

微型燃氣輪機發(fā)電裝置是一種新型的分布式發(fā)電裝置，其功率范圍15~300kW。近年來，隨著全球范圍內能源與動力需求以及環(huán)境保護等要求的變化，微型燃機得到了各國電力、動力、國防軍工等有關部門的高度重視。國際上已有美國、瑞典、英國等國家研制和生產微型燃氣輪機，國內也有一些大學、科研院所及企業(yè)在進行這方面的研制工作，目前還沒有成型的技術和產品。?

以微型燃氣輪機為核心的分布式供能系統(tǒng)是二十一世紀的高效、清潔能源技術的重要發(fā)展方向之一，作為先進能源技術的前沿發(fā)展方向，已被列入我國中、長期科學和技術發(fā)展綱要。微型燃氣輪機也是國防建設急需的軍事裝備。發(fā)展微型燃氣輪機技術對于我國國民經濟可持續(xù)發(fā)展和加強國防建設具有極其重要的意義，具有廣闊的應用前景。國內現有的15~300kW范圍內的微型燃氣輪機一般都結構復雜、起動響應慢，有的綜合熱效率不高，或排放無法滿足環(huán)保要求，因此不能滿足使用要求。?

發(fā)明內容

本實用新型的目的是提供一種結構緊湊、起動快、性能可靠、綜合熱效率高和低排放的微型燃氣輪機發(fā)電裝置。?

本實用新型的技術解決方案如下：微型燃氣機發(fā)電裝置包括燃氣輪機、回熱器、高速永磁電動/發(fā)電機，所述的燃氣輪機包括固接在一起的壓氣機機匣、中間機匣、渦輪機匣、燃燒室及轉子系統(tǒng)，轉子系統(tǒng)包括軸和軸上依次設置壓氣機葉輪、渦輪葉輪并可隨軸一同轉動，所述的軸通過后軸承和前軸承安裝在中間機匣上，所述的回熱器與渦輪機匣和壓氣機機匣相連，所述的高速永磁電動/發(fā)電機殼體與壓氣機機匣相連，電機轉子通過花鍵軸與軸固連；壓氣機葉輪位于壓氣機機匣的內部并與壓氣機機匣之間形成一個進氣道，所述的壓氣機機匣外側設置有渦形空氣流道，所述的中間機匣的前端與壓氣機機匣相連且安裝有徑向擴壓器，所述的徑向擴壓器位于進氣道和空氣流道之間，中間機匣的后端連接渦輪機匣和渦輪導向器，所述的渦輪葉輪位于渦輪導向器內部，渦輪導向器上安裝有渦殼；所述的渦輪機匣上設置有燃燒室，所述的燃燒室的空氣入口與渦輪機匣相連，燃氣出口與渦殼相連，燃燒室內安裝有點火系統(tǒng)；所述的回熱器的燃氣進口與渦輪機匣相連，空氣進口與壓氣機機匣上?設置的渦形空氣流道相連，空氣出口與渦輪機匣相連。所述的燃燒室可為獨立的部件，可從渦輪機匣上獨立進行拆卸。所述的后軸承和前軸承為角接觸軸承，且其直徑D與速N的乘積≥1200000，所述的前軸承為推力軸承。所述的花鍵軸為彈性花鍵軸。所述的回熱器為高效原表面回熱器。?

本實用新型的微型燃氣輪機工作時，蓄電池帶動高速永磁電動/發(fā)電機起動，空氣經壓氣機殼體氣流通道進入，通過壓氣機葉輪的旋轉做功進行壓縮，流出的高壓氣流進入徑向擴壓器增壓整流，進一步提高氣流的壓力，最后經壓氣機殼體渦形流道進行整流通過管道流入回熱器，高壓空氣經回熱器換熱后變成高溫空氣經渦輪機匣整流后進入燃燒室，燃燒室通過燃燒產生高溫氣體，這些高溫氣體經渦殼組件整流、渦輪導向器整流加速后吹動渦輪葉輪做功，排出的高溫燃氣進入回熱器來加熱高壓空氣，最后通過回熱器燃氣出口排入大氣。當燃燒室產生的高溫氣體推動渦輪葉輪做功達到一定轉速時，蓄電池停止向高速永磁電動/發(fā)電機供電，燃氣輪機帶動高速永磁電動/發(fā)電機發(fā)電。?

本實用新型采用了高轉速的轉子系統(tǒng)，將壓氣機部件和渦輪部件通過中間機匣整合在一起，在相同功率等級下，體積小、結構緊湊；采用了高速永磁電動/發(fā)電機與燃機固連，取消了減速器及相關附件，燃機起動快且結構更加緊湊；采用了彈性聯軸器，有效減小了轉子系統(tǒng)與電機轉子不同心對燃機工作的不利影響，同時采用外置式燃燒室，便于拆卸和維修，提高了燃氣輪機的可靠性；采用了回熱器換熱，可有效的增加能源的利用率，從而提高燃氣輪機的整機綜合熱效率；由回熱器加熱后的高溫高壓空氣參與燃燒，可使燃料燃燒得更加充分，燃燒效率提高，可有效的降低污染物的排放。前軸承位于壓氣機葉輪后，承受軸向負荷和徑向負荷，故可設置為推力軸承，后軸承位于渦輪葉輪前，主要承受的是徑向負荷，兩處軸承均采用角接觸球軸承，便于軸承的選型，DN值較高的軸承可使大載荷轉子系統(tǒng)在高轉速下運轉可靠；燃燒室采用逆向進氣，有利于冷卻；渦輪為向心葉輪，高溫燃氣經渦殼組件進行整流，由進氣導向器減壓增速，實現渦輪做功。?

本實用新型的轉子系統(tǒng)設計工作轉速為45000r/min，綜合熱效率可達29%，結構緊湊，高效、節(jié)能、環(huán)保，在城市分布式電源領域有廣泛的用途。?

附圖說明