[發(fā)明專利]定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410389767.8
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104179536A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 張雪輝;陳海生;朱陽歷;李文;左志濤;譚春青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D11/06;F01D17/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，包括：

向心透平(10)，其包含多片導葉；

齒輪箱(20)，包括相互嚙合的高速齒輪(21)和低速齒輪(22)，其中，所述高速齒輪的齒輪軸與所述向心透平(10)的葉輪軸連接；

發(fā)電機組(30)，其主軸和所述齒輪箱(20)的低速齒輪的齒輪軸連接，其利用低速齒輪的齒輪軸輸出的扭矩進行發(fā)電；以及

電流輸出模塊(40)，其將所述發(fā)電機組(30)產(chǎn)生的電能向外輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述向心透平(10)和齒輪箱(20)的連接部位采用干氣密封結(jié)構(gòu)(15)進行密封，其密封氣為氮氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述高速齒輪(21)的齒輪軸與所述向心透平(10)的葉輪軸直接連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述高速齒輪的齒輪軸采用徑向軸承；

在高速齒輪的齒的兩側(cè)分別設置推力盤(23)，該推力盤(23)的下方與低速齒輪的齒的兩側(cè)相接觸，所述高速齒輪所承受的軸向力通過該推力盤(23)傳遞給低速齒輪；

在低速齒輪的兩側(cè)設置止推軸承(24)，由所述推力盤(23)傳遞而來的軸向力由該止推軸承(24)抵消。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述向心透平(10)包括：

所述多片導葉；以及

導葉角度調(diào)節(jié)部件(14)，其對所述多片導葉的角度進行調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述發(fā)電機組包括：

勵磁電流調(diào)節(jié)模塊(31)，其調(diào)節(jié)所述發(fā)電機組(30)中發(fā)電機的勵磁電流，進而改變所述向心透平(10)的載荷。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述電流輸出模塊(40)包括：

正常輸出通路，將發(fā)電機組(30)產(chǎn)生的電能直接向外輸出；以及

整流輸出通路，將發(fā)電機組(30)產(chǎn)生的電能整流為額定頻率后向外輸出；

其中，所述正常輸出通路和整流輸出通路其中之一連通，其中另一斷開，從而將所述發(fā)電機組(30)產(chǎn)生的電能向外輸出。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于：

所述正常輸出通路包括：第一電磁開關(guān)(41)，其前端連接至所述發(fā)電機組(30)的功率輸出端，其后端連接至所述定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組的功率輸出端；

所述整流輸出通路包括：整流器(42)，其前端通過第二電磁開關(guān)(43)連接至發(fā)電機組(30)的功率輸出端，其后端通過第三電磁開關(guān)(44)連接至所述定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組的功率輸出端，其對流經(jīng)的電流進行頻率調(diào)整。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，還包括：

流量傳感器(11)，設置于所述向心透平(10)的入口或出口；

入口壓力傳感器(12)和出口壓力傳感器(13)，分別設置于所述向心透平(10)的入口和出口；以及

轉(zhuǎn)速傳感器(25)，其對低速齒輪的齒輪軸、高速齒輪的齒輪軸，或發(fā)電機組(30)的主軸，的轉(zhuǎn)速進行檢測。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機組，其特征在于，所述電流輸出模塊還包括：

控制器(45)，其信號輸入端連接至所述流量傳感器(11)、入口壓力傳感器(12)、出口壓力傳感器(13)、轉(zhuǎn)速傳感器(25)，其信號輸出端連接至所述導葉角度調(diào)節(jié)部件(14)、勵磁電流調(diào)節(jié)模塊(31)、正常輸出通路、整流輸出通路，用于通過調(diào)整所述導葉角度調(diào)節(jié)部件(14)或勵磁電流調(diào)節(jié)模塊(31)，使向心透平的實際膨脹比與預設膨脹比一致，同時，通過控制正常輸出通路和整流輸出通路的開閉，使所述發(fā)電機組的輸出頻率與預設頻率一致。