[實(shí)用新型]有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)渦輪膨脹機(jī)密封結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720096828.0
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN206581991U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李順;毛聯(lián)飛;胡哺松;韋鈺芳;姚恩亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江動(dòng)力集團(tuán)有限公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D5/06
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 唐正玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型適用于有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)余熱利用領(lǐng)域，具體涉及有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)渦輪膨脹機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，屬于直接關(guān)系到有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)渦輪膨脹機(jī)做功功率高低的密封系統(tǒng)技術(shù)范疇。

背景技術(shù)

有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)發(fā)電技術(shù)較傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)，在低溫余熱動(dòng)力回收領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，近年來引起國內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)的極大重視。ORC系統(tǒng)主要由換熱蒸發(fā)系統(tǒng)、發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、密封系統(tǒng)及中樞控制系統(tǒng)組成。

ORC密封系統(tǒng)主要包含法蘭連接靜密封與渦輪膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)軸軸向動(dòng)密封兩部分，前者的密封性不好主要會(huì)造成有機(jī)工質(zhì)的泄漏，不夠環(huán)保且對昂貴的有機(jī)工質(zhì)是一種極大的浪費(fèi)；后者動(dòng)密封性能直接關(guān)系到透平膨脹機(jī)的效率，進(jìn)而影響到整臺(tái)ORC設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。目前，法蘭連接一般采用石墨纏繞墊密封，安裝方便、容易更換、密封效果比較好；渦輪膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)軸一般采用機(jī)械密封，機(jī)械密封具有密封性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)機(jī)械密封在對設(shè)計(jì)空間、安裝維護(hù)以及成本控制要求比較高的情況下還存在以下不足：

1)機(jī)械密封的元部件數(shù)目多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給現(xiàn)場工作人員的安裝、維修帶來不便。

2)輔助系統(tǒng)復(fù)雜，需設(shè)計(jì)一套獨(dú)立的機(jī)械密封輔助系統(tǒng)(如壓力控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、雜質(zhì)清除系統(tǒng)、流體替代或阻塞系統(tǒng))。

3)機(jī)械密封安裝空間需求比較大，使整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸更臃腫，成本更高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了彌補(bǔ)上述技術(shù)上的不足，提供一種新型的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)渦輪膨脹機(jī)密封結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)通過磁性聯(lián)軸器內(nèi)外磁驅(qū)之間的內(nèi)密封筒與O形圈，使軸承支撐處的旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封轉(zhuǎn)換為聯(lián)軸器處的端面靜密封,實(shí)現(xiàn)了零泄漏和絕對密封。從而讓整體系統(tǒng)更簡單、結(jié)構(gòu)更緊湊、安裝維護(hù)更方便，滿足整體系統(tǒng)密封的同時(shí)也能更好的控制成本。

本實(shí)用新型主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)渦輪膨脹機(jī)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：渦輪膨脹機(jī)與軸承座螺栓連接處安裝O形圈作徑向密封；軸承支撐處的渦輪膨脹機(jī)輸入軸和輸出軸上安裝磁性聯(lián)軸器作端面靜密封。

所述的磁性聯(lián)軸器包括內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體、內(nèi)密封筒、外驅(qū)動(dòng)磁體，內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體與渦輪膨脹機(jī)的輸入軸連接，外驅(qū)動(dòng)磁體與渦輪膨脹機(jī)的輸出軸連接，內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體與外驅(qū)動(dòng)磁體之間用內(nèi)密封筒隔開，內(nèi)密封筒與軸承座螺栓連接處安裝O形圈密封。

所述的磁性聯(lián)軸器還包括鐘形罩，鐘形罩與軸承座螺栓連接并罩在外驅(qū)動(dòng)磁體外起防護(hù)作用。

有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)渦輪膨脹機(jī)的密封介質(zhì)為推動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng) (ORC)渦輪膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)做功的有機(jī)工質(zhì)，泄漏點(diǎn)為渦輪膨脹機(jī)與軸承座連接處以及軸承支撐處。本實(shí)用新型在渦輪膨脹機(jī)與軸承座螺栓連接，使用 O形圈徑向密封；軸承支撐處使用磁性聯(lián)軸器端面靜密封。

本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)：該新型整體密封結(jié)構(gòu)密封性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、安裝維護(hù)方便、成本低廉，適用于設(shè)計(jì)空間有限、對成本控制較嚴(yán)的小功率有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)(ORC)發(fā)電設(shè)備或輔助動(dòng)力單元上。

附圖說明

圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖中：1－葉輪，2－密封形圈，3－軸承座，4－O形圈，5－輸入軸， 6－內(nèi)密封筒，7－內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體，8－外驅(qū)動(dòng)磁體，9－鐘形罩，10－輸出軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明：

如圖1所示，本實(shí)用新型是一種新型的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)(ORC)渦輪膨脹機(jī)整體密封結(jié)構(gòu)，密封介質(zhì)為推動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)(ORC)渦輪膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)做功的有機(jī)工質(zhì)，泄漏點(diǎn)為渦輪膨脹機(jī)與軸承座3連接處以及軸承支撐處兩點(diǎn)。渦輪膨脹機(jī)與軸承座3螺栓連接處安裝O形圈4作徑向密封；軸承支撐處的渦輪膨脹機(jī)的輸入軸5和輸出軸10上安裝磁性聯(lián)軸器作端面靜密封，整個(gè)密封腔以磁性聯(lián)軸器的內(nèi)密封筒6為界限，軸承支撐處泄漏點(diǎn)包含在密封腔體內(nèi)。

如圖1所示，所述的磁性聯(lián)軸器包括內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體7、內(nèi)密封筒6、外驅(qū)動(dòng)磁體8、鐘形罩9，內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體7與渦輪膨脹機(jī)的輸入軸5連接，外驅(qū)動(dòng)磁體8與渦輪膨脹機(jī)的輸出軸10連接，內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體7與外驅(qū)動(dòng)磁體8為一對永磁體，輸入軸5與輸出軸10通過該組永磁體磁力傳動(dòng)，內(nèi)驅(qū)動(dòng)磁體7 與外驅(qū)動(dòng)磁體8之間用內(nèi)密封筒6隔開，內(nèi)密封筒6與軸承座3螺栓連接處安裝O形圈密封，實(shí)現(xiàn)端面密封；鐘形罩9與軸承座3螺栓連接并罩在外驅(qū)動(dòng)磁體8外起防護(hù)作用。

本實(shí)用新型整體密封方式主要通過磁性聯(lián)軸器端面靜密封，延伸了整個(gè)設(shè)備的密封界限，使軸承支撐處泄漏點(diǎn)包含在密封腔體內(nèi)，完美規(guī)避了動(dòng)密封密封系統(tǒng)復(fù)雜且不易實(shí)現(xiàn)的缺點(diǎn)，從而讓整個(gè)密封方式更簡潔方便、容易實(shí)現(xiàn)、并且密封性能良好。