利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機的制作方法
【專利摘要】利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，主要包括膨脹機和發電機，所述的膨脹機和發電機之間通過中間體連接，膨脹機的葉輪和發電機的轉子設置在同一根主軸上；發電機的轉子上設有轉子屏蔽套，發電機的定子上設有定子屏蔽套。所述的轉子兩端分別通過前軸承和后軸承支撐，并且設有前推力盤和后推力盤平衡推力。
【專利說明】
利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機
技術領域
[0001]本發明涉及低溫余熱回收發電技術領域，具體涉及一種利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機。
【背景技術】
[0002]利用有機工質朗肯循環發電在低溫熱能發電技術中研究和應用最為廣泛，采用不同的低沸點有機物作為工質，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、對環境破壞等原因不能對外泄漏。
[0003]現有渦輪膨脹機采用各種密封來解決工質的對外泄漏，如機械密封、干氣密封、碳環密封等，密封的外部供給系統非常復雜，壽命有限，且造價昂貴，而且不能完全隔絕工質的泄漏。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雜的輔助保護系統配套使用，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會不斷泄漏，造成環境污染。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，有效實現工作介質的完全無泄漏。
[0005]為了達到上述目的，本發明所設計的利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，主要包括膨脹機和發電機，其特征是所述的膨脹機和發電機之間通過中間體連接，膨脹機的葉輪和發電機的轉子設置在同一根主軸上;發電機的轉子上設有轉子屏蔽套，發電機的定子上設有定子屏蔽套。
[0006]所述的轉子兩端分別通過前軸承和后軸承支撐，并且設有前推力盤和后推力盤平衡推力。
[0007]所述的中間體上設有密封氣進氣管和冷卻液排液管，且在中間體內的主軸上設有密封體和擋液環;在發電機的末端設有后軸套，在后軸套上設有冷卻循環液進液管。
[0008]本發明所設計的利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，發電機包括轉子、轉子屏蔽套、定子和定子屏蔽套，屏蔽套將發電機的轉子和定子隔開，沒有軸端密封，做到工質完全無泄漏;從而使得膨脹機、發電機能采用同軸直連結構;且發電機采用與膨脹機做功相同的工質進行冷卻;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進行潤滑。
[0009]本發明與現有技術相比，具有如下優點:
1、屏蔽膨脹機可以做到工質完全無泄漏；
2、與有密封的膨脹機相比，省去了維修和更換密封的麻煩，也省去了聯軸器，零件數量少，可靠性高。不需要加潤滑油，運轉平穩，噪音低。
[0010]3、結構緊湊，占用空間少，對底座和基礎的要求低，沒有聯軸器的對中問題，安裝容易且費用低。
【附圖說明】
[0011]圖1本發明余熱發電系統簡圖。
[0012I圖2本發明結構示意圖。
[0013]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、轉子屏蔽套10、轉子11、后推力盤12、后軸承13、后軸套14、后軸承座15、冷卻循環進液管16、擋液環17、排液管18、導葉19、密封體20、軸21、尾椎22、葉輪23、膨脹機24、發電機。
[0014]a、蒸發器b、發電機C、膨脹機d、冷凝器e、工質栗。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0016]實施例1:
如圖2所示，本實施例描述的本發明所設計的利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，主要包括膨脹機和發電機，所述的膨脹機和發電機之間通過中間體連接，膨脹機的葉輪和發電機的轉子設置在同一根主軸上;發電機的轉子上設有轉子屏蔽套，發電機的定子上設有定子屏蔽套。
[0017]所述的轉子兩端分別通過前軸承和后軸承支撐，并且設有前推力盤和后推力盤平衡推力。
[0018]所述的中間體上設有密封氣進氣管和冷卻液排液管，且在中間體內的主軸上設有密封體和擋液環;在發電機的末端設有后軸套，在后軸套上設有冷卻循環液進液管。
[0019]工作時如圖1所示的余熱發電系統簡圖，可以看到，來自工廠、地熱或者太陽能的中低溫熱源，通過蒸發器加熱低沸點工質，低沸點工質受熱后由液態變成有一定過熱度的氣態，從蝸殼進口進氣，經導葉后推動葉輪轉動做功，膨脹機和發電機同軸，從而帶動發電機發電。膨脹機內做完功的氣體進入冷凝器冷凝為液態，液態工質經工質栗加壓后回到蒸發器繼續產生蒸汽做功。
[0020]工質栗后的工質主路進入蒸發器，另一路經減壓閥后經冷卻循環進液管進入發電機，先經過后軸承，然后流過轉子，到前軸承最后經排液管回到冷凝器，完成對兩個軸承的潤滑以及轉子的冷卻過程。
[0021]對于發電機定子的冷卻采用冷卻夾套進行冷卻，這與常規的冷卻水夾套原理一樣，不過把水換成了工質，工質栗后的主路先經過冷卻夾套冷卻電機后再進入蒸發器，工質的熱焓得以提高是一種間接的能量回收再利用。
[0022]如圖2所示屏蔽膨脹機結構示意圖，膨脹機，包括膨脹機和發電機，膨脹機包括蝸殼、導葉、葉輪和尾椎，發電機包括發電機轉子和發電機定子，所述的定子上套有定子屏蔽套，所述的轉子上套有轉子屏蔽套，定子屏蔽套轉子屏蔽套之間具有間隙，所述轉子兩端有兩個軸套，軸套和轉子間有推力盤，軸套外側設置有前軸承和后軸承。膨脹機和發電機通過中間體相連，中間體內有密封體，密封采用蜂窩密封或梳齒密封等非接觸式密封，密封體中開有密封氣進口，密封氣采用做功相同的工質氣，一是減少葉輪進口工質氣的泄漏，提高做功效率，二是隔絕前軸承潤滑液進入葉輪。
【主權項】
1.一種利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，主要包括膨脹機和發電機，其特征是所述的膨脹機和發電機之間通過中間體連接，膨脹機的葉輪和發電機的轉子設置在同一根主軸上;發電機的轉子上設有轉子屏蔽套，發電機的定子上設有定子屏蔽套。2.根據權利要求1所述的利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，其特征是所述的轉子兩端分別通過前軸承和后軸承支撐，并且設有前推力盤和后推力盤平衡推力。3.根據權利要求2所述的利用有機工質朗肯循環發電用的屏蔽膨脹機，其特征是所述的中間體上設有密封氣進氣管和冷卻液排液管，且在中間體內的主軸上設有密封體和擋液環;在發電機的末端設有后軸套，在后軸套上設有冷卻循環液進液管。4.根據權利要求1或2或3所述的利用有機工質朗肯循環發電機用的屏蔽膨脹機，其特征是所述的弟子屏蔽套和轉子屏蔽套之間具有間隙;所述的密封體采用蜂窩密封或梳齒密封。
【文檔編號】F01K25/10GK105863763SQ201610346484
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】祝華云, 徐志明
【申請人】杭州汽輪動力集團有限公司