[發(fā)明專利]利用有機工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610346484.4
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN105863763B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝華云;徐志明
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州汽輪動力集團有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01D11/02;F01D25/22
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司33241
• 代理人: 周豪靖

技術(shù)領(lǐng)域

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工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機。

背景技術(shù)

利用有機工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電在低溫熱能發(fā)電技術(shù)中研究和應(yīng)用最為廣泛，采用不同的低沸點有機物作為工質(zhì)，可以回收不同溫度范圍的低溫熱能。這些低沸點有機物或者混合物多為人工合成，價值昂貴、有毒性、對環(huán)境破壞等原因不能對外泄漏。

現(xiàn)有渦輪膨脹機采用各種密封來解決工質(zhì)的對外泄漏，如機械密封、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，且造價昂貴，而且不能完全隔絕工質(zhì)的泄漏。其中機械密封占有很大比例，然而要求密封效果很高時，對機械密封裝置的要求也很高，如采用單端面機械密封裝置，一旦失效講形成大量介質(zhì)泄漏，如采用雙端面機械密封裝置雖然提高了密封的可靠性，但雙端面機械密封裝置須配有較復(fù)雜的輔助保護系統(tǒng)配套使用，特別是解決散熱問題，安裝操作，維護都很不方便，且造價高。另外，即使采用了機械密封裝置仍然有少量的介質(zhì)會不斷泄漏，造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

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工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機，有效實現(xiàn)工作介質(zhì)的完全無泄漏。

為了達到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的利用有機工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機，主要包括膨脹機和發(fā)電機，其特征是所述的膨脹機和發(fā)電機之間通過中間體連接，膨脹機的葉輪和發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)置在同一根主軸上；發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子屏蔽套，發(fā)電機的定子上設(shè)有定子屏蔽套。

所述的轉(zhuǎn)子兩端分別通過前軸承和后軸承支撐，并且設(shè)有前推力盤和后推力盤平衡推力。

所述的中間體上設(shè)有密封氣進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)電機的末端設(shè)有后軸套，在后軸套上設(shè)有冷卻循環(huán)液進液管。

本發(fā)明所設(shè)計的利用有機工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機，發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子屏蔽套、定子和定子屏蔽套，屏蔽套將發(fā)電機的轉(zhuǎn)子和定子隔開，沒有軸端密封，做到工質(zhì)完全無泄漏；從而使得膨脹機、發(fā)電機能采用同軸直連結(jié)構(gòu)；且發(fā)電機采用與膨脹機做功相同的工質(zhì)進行冷卻；前軸承、后軸承、前推力盤和后推力盤采用與膨脹機做功相同的工質(zhì)進行潤滑。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、屏蔽膨脹機可以做到工質(zhì)完全無泄漏；

2、與有密封的膨脹機相比，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。不需要加潤滑油，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。

3、結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，對底座和基礎(chǔ)的要求低，沒有聯(lián)軸器的對中問題，安裝容易且費用低。

附圖說明

圖1本發(fā)明余熱發(fā)電系統(tǒng)簡圖。

圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、蝸殼2、密封氣進氣管3、中間體4、前軸承5、前軸套6、前推力盤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12、后軸承13、后軸套14、后軸承座15、冷卻循環(huán)進液管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24、發(fā)電機。

a、蒸發(fā)器 b、發(fā)電機 c、膨脹機d、冷凝器e、工質(zhì)泵。

具體實施方式

下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

實施例1：

如圖2所示，本實施例描述的本發(fā)明所設(shè)計的利用有機工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電用的屏蔽膨脹機，主要包括膨脹機和發(fā)電機，所述的膨脹機和發(fā)電機之間通過中間體連接，膨脹機的葉輪和發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)置在同一根主軸上；發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子屏蔽套，發(fā)電機的定子上設(shè)有定子屏蔽套。

所述的轉(zhuǎn)子兩端分別通過前軸承和后軸承支撐，并且設(shè)有前推力盤和后推力盤平衡推力。

所述的中間體上設(shè)有密封氣進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)電機的末端設(shè)有后軸套，在后軸套上設(shè)有冷卻循環(huán)液進液管。

工作時如圖1所示的余熱發(fā)電系統(tǒng)簡圖，可以看到，來自工廠、地熱或者太陽能的中低溫熱源，通過蒸發(fā)器加熱低沸點工質(zhì)，低沸點工質(zhì)受熱后由液態(tài)變成有一定過熱度的氣態(tài)，從蝸殼進口進氣，經(jīng)導(dǎo)葉后推動葉輪轉(zhuǎn)動做功，膨脹機和發(fā)電機同軸，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。膨脹機內(nèi)做完功的氣體進入冷凝器冷凝為液態(tài)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)泵加壓后回到蒸發(fā)器繼續(xù)產(chǎn)生蒸汽做功。

工質(zhì)泵后的工質(zhì)主路進入蒸發(fā)器，另一路經(jīng)減壓閥后經(jīng)冷卻循環(huán)進液管進入發(fā)電機，先經(jīng)過后軸承，然后流過轉(zhuǎn)子，到前軸承最后經(jīng)排液管回到冷凝器，完成對兩個軸承的潤滑以及轉(zhuǎn)子的冷卻過程。