[發(fā)明專利]定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組

有效

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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)電行業(yè)流體發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)

近年來，隨著天然氣的廣泛應(yīng)用，天然氣的消費(fèi)量不斷攀升。對(duì)天然氣壓力能進(jìn)行回收并利用其進(jìn)行發(fā)電成為本領(lǐng)域內(nèi)的研發(fā)熱點(diǎn)。目前，并沒有對(duì)天然氣壓力能進(jìn)行回收的裝置。

此外，天然氣用氣量具有階段性，在一天中用氣量的峰谷比較大，天然氣輸送主網(wǎng)的壓力基本恒定，用戶端管網(wǎng)的壓力也基本保持不變，故天然氣壓力能回收裝置需要適應(yīng)不同天然氣流量并保持用戶管網(wǎng)的壓力基本恒定，現(xiàn)有的向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組根本不能滿足此類要求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組，以實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣壓力能的有效回收。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組包括：向心透平10，其包含多片導(dǎo)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，高速齒輪的齒輪軸與向心透平10的葉輪軸連接；發(fā)電機(jī)組30，其主軸和齒輪箱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(jìn)行發(fā)電；以及電流輸出模塊40，其將發(fā)電機(jī)組30產(chǎn)生的電能向外輸出。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，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(jìn)行密封，密封氣為氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，高速齒輪21的齒輪軸與向心透平10的葉輪軸直接連接。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，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(shè)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，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(shè)置止推軸承24，由推力盤23傳遞而來的軸向力由該止推軸承24抵消。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，向心透平10包括：多片導(dǎo)葉；以及導(dǎo)葉角度調(diào)節(jié)部件14，其對(duì)多片導(dǎo)葉的角度進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，發(fā)電機(jī)組包括：勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)模塊31，其調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組30中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，進(jìn)而改變向心透平10的載荷。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，電流輸出模塊40包括：正常輸出通路，將發(fā)電機(jī)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(jī)組30產(chǎn)生的電能整流為額定頻率后向外輸出；其中，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，從而將發(fā)電機(jī)組30產(chǎn)生的電能向外輸出。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，正常輸出通路包括：第一電磁開關(guān)41，其前端連接至發(fā)電機(jī)組30的功率輸出端，其后端連接至定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組的功率輸出端；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(jī)組30的功率輸出端，其后端通過第三電磁開關(guān)44連接至定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組的功率輸出端，其對(duì)流經(jīng)的電流進(jìn)行頻率調(diào)整。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組還包括：流量傳感器11，設(shè)置于向心透平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(shè)置于向心透平10的入口和出口；以及轉(zhuǎn)速傳感器25，其對(duì)低速齒輪的齒輪軸、高速齒輪的齒輪軸，或發(fā)電機(jī)組30的主軸，的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)。

優(yōu)選地，本發(fā)明定膨脹比天然氣向心透平膨脹發(fā)電機(jī)組中，電流輸出模塊還包括：控制器45，其信號(hào)輸入端連接至流量傳感器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(hào)輸出端連接至導(dǎo)葉角度調(diào)節(jié)部件14、勵(lì)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)整導(dǎo)葉角度調(diào)節(jié)部件14或勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)模塊31，使向心透平的實(shí)際膨脹比與預(yù)設(shè)膨脹比一致，同時(shí)，通過控制正常輸出通路和整流輸出通路的開閉，使發(fā)電機(jī)組的輸出頻率與預(yù)設(shè)頻率一致。