CN105275507A - 一种防泄漏有机工质透平发电机组 - Google Patents

一种防泄漏有机工质透平发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种防泄漏有机工质透平发电机组，由透平机和发电机组成，透平机壳体与电机壳体相连通；透平动叶与发电机转子共用同一根转轴，所述透平机壳体和电机壳体中分别开设有轴承润滑冷却流路；泵后分流的液态工质经轴承润滑冷却流路对轴承进行润滑、冷却；采用透平机壳体与电机壳体相连通的方案，无需轴端密封，可以做到机组工作介质完全无泄漏；透平机壳体和电机壳体中分别开设有润滑轴承第一轴承润滑冷却流路和第二轴承润滑冷却流路，利用机组工作介质对轴承进行润滑、冷却，无需配备传统油、脂冷却、润滑系统，规避了润滑油、脂与工作介质混合后影响整个机组正常工作的问题，完全保证了机组的可靠密封，防止工作介质的泄漏。

Description

一种防泄漏有机工质透平发电机组
【技术领域】
本发明涉及有机朗肯循环发电设备中、低温余热能量回收技术领域，具体涉及防泄漏有机工质透平发电机组。
【背景技术】
有机朗肯循环(OrganicRankineCycle，下文简称ORC)发电技术在工业余热、地热能、太阳能以及海洋温差能的利用方面都已有应用实例。ORC发电设备采用的低沸点有机工质具有易挥发、价格昂贵等特性，不允许对外泄漏，因此对透平发电机组密封要求很高。
现有ORC发电设备的透平发电机组通常采用“透平机—齿轮减速箱—发电机”机组结构，配备润滑系统，并用相应的密封结构来解决工作介质对外泄漏问题，密封系统结构复杂、寿命有限、造价昂贵，而且不能完全防止工作介质的泄漏。
经查询国内相关专利和技术文献，现有的一体化防泄漏有机工质透平发电机组(申请号：201310492673.9)，采用磁悬浮轴承，无需冷却、润滑，但磁悬浮轴承造价高昂，机组成本回收期较长，且国内磁悬浮轴承技术成熟度低，极少被行业内产品采用。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明提供了一种结构简单、密封效果好的防泄漏有机工质透平发电机组。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种防泄漏有机工质透平发电机组，由透平机和发电机组成，透平静叶、透平动叶安装于透平机壳体内，发电机转子、发电机定子安装于电机壳体内，透平机壳体与电机壳体相连通；透平动叶与发电机转子共用同一根转轴，用于支撑转轴的第一轴承和第二轴承分别置于发电机转子两端，所述透平机壳体和电机壳体中分别开设有润滑第一轴承和第二轴承的第一轴承润滑冷却流路和第二轴承润滑冷却流路；泵后分流的液态工质分别经第一轴承润滑冷却流路和第二轴承润滑冷却流路流入对第一轴承、第二轴承进行润滑、冷却；润滑后的工质流入电机腔内再由透平机壳体和电机壳体之间的通孔流入透平机壳体内与做功乏汽混合流出透平发电机进入循环回路。
进一步，所述透平机壳体端部安装有透平静叶固定盖，透平发电机进气口开设在透平静叶固定盖上。
进一步，所述电机壳体两端开放，电机壳体两端分别设置间隔板一和间隔板二，第一轴承和第二轴承分别安装在间隔板一和间隔板二上，电机壳体尾部通过电机后盖封闭，第一轴承润滑冷却流路开设在间隔板一中，第二轴承润滑冷却流路开设在电机后盖中。
进一步，电机引线穿过间隔板二和电机后盖引出电机壳体。
进一步，所述透平动叶采用悬臂型式，通过联轴器安装在转轴上。
进一步，所述电机壳体外部安装有电机冷却水套。
进一步，所述第一轴承和第二轴承分别设置有轴承定位套，第一轴承和第二轴承分别通过轴承定位套固定在发电机转子两端。
本发明相对于现有技术有如下优点和效果：
本发明将透平、发电机设计在同一根转轴上，采用透平机壳体与电机壳体相连通的方案，无需轴端密封，可以做到机组工作介质完全无泄漏；透平机壳体和电机壳体中分别开设有润滑轴承第一轴承润滑冷却流路和第二轴承润滑冷却流路，利用机组工作介质对轴承进行润滑、冷却，无需配备传统油、脂冷却、润滑系统，规避了润滑油、脂与工作介质混合后影响整个机组正常工作的问题，完全保证了机组的可靠密封，防止工作介质的泄漏。
进一步，所述电机壳体两端开放，电机壳体两端分别设置间隔板一和间隔板二，壳体尾部通过电机后盖封闭，采用分体式结构，便于拆卸维修。
【附图说明】
图1为本发明整体结构示意图
图中：1透平静叶固定盖；2透平静叶；3透平动叶；4透平机壳体；5间隔板一；6第一轴承润滑冷却流路；7电机冷却水套；8电机壳体；9电机后盖；10第二轴承润滑冷却流路；11通孔；12第一轴承；13发电机转子；14发电机定子；15第二轴承；16透平发电机出气口；17透平发电机进气口；18电机引线；19间隔板二；20转轴；21联轴器；22轴承定位套。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于以下实施例。
如图1所示，本发明提供一种采用有机工质润滑、冷却轴承的防泄漏透平发电机组，包括透平静叶2、透平动叶3，发电机转子13、发电机定子14置于相互连通的透平机壳体4内和电机壳体8内；透平动叶3与发电机转子13共用同一根转轴20，轴承置于发电机转子两端，透平动叶安装采用悬臂型式。
上述透平发电机组包括：透平静叶2、透平动叶3、发电机定子14、发电机转子13、转轴20、联轴器21、壳体组件。
上述壳体组件包括：透平静叶固定盖1、透平机壳体4、间隔板一5、间隔板二19、轴承定位套22、电机壳体8、电机冷却水套7，电机后盖9。
上述循环回路指ORC回收中、低温余热能量透平发电机组工作循环回路。
透平静叶2、透平动叶3安装于透平机壳体4内，发电机转子13、发电机定子14安装于电机壳体8内，透平机壳体4与电机壳体8相连通；透平动叶3与发电机转子13共用同一根转轴20，用于支撑转轴20的第一轴承12和第二轴承15分别置于发电机转子13两端，所述透平机壳体4和电机壳体8中分别开设有润滑第一轴承12和第二轴承15的第一轴承润滑冷却流路6和第二轴承润滑冷却流路10；泵后分流的液态工质分别经第一轴承润滑冷却流路6和第二轴承润滑冷却流路10流入对第一轴承12、第二轴承15进行润滑、冷却；润滑后的工质流入电机腔内再由透平机壳体4和电机壳体8之间的通孔流入透平机壳体4内与做功乏汽混合流出透平发电机进入循环回路。
进一步，所述透平机壳体4端部安装有透平静叶固定盖1，透平发电机进气口17开设在透平静叶固定盖1上。
进一步，所述电机壳体8两端开放，电机壳体8两端分别设置间隔板一5和间隔板二19，第一轴承12和第二轴承15分别安装在间隔板一5和间隔板二19上，电机壳体8尾部通过电机后盖9封闭，第一轴承润滑冷却流路6开设在间隔板一5中，第二轴承润滑冷却流路10开设在电机后盖9中。电机引线穿过间隔板二19和电机后盖9引出电机壳体8。
所述透平动叶3采用悬臂型式，通过联轴器21安装在转轴20上。所述电机壳体8外部安装有电机冷却水套7。所述第一轴承12和第二轴承15分别设置有轴承定位套22，第一轴承12和第二轴承15分别通过轴承定位套22固定在发电机转子13两端。
高压气态工质由透平发电机进气口17进入透平机膨胀做功，透平动叶3通过转轴20带动发电机发电，ORC循环回路中，工质泵后分流液态工质由第一轴承润滑冷却流路6和第二承润滑冷却流路10流入，对第一轴承12、第二轴承15进行有效润滑、冷却；流入电机腔内，再由透平机与发电机间隔板一5上的通孔11流出，与做功乏汽混合流出透平发电机出气口16进入循环回路。

Claims (7)

1.一种防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：由透平机和发电机组成，透平静叶(2)、透平动叶(3)安装于透平机壳体(4)内，发电机转子(13)、发电机定子(14)安装于电机壳体(8)内，透平机壳体(4)与电机壳体(8)相连通；透平动叶(3)与发电机转子(13)共用同一根转轴(20)，用于支撑转轴(20)的第一轴承(12)和第二轴承(15)分别置于发电机转子(13)两端，所述透平机壳体(4)和电机壳体(8)中分别开设有润滑第一轴承(12)和第二轴承(15)的第一轴承润滑冷却流路(6)和第二轴承润滑冷却流路(10)；
泵后分流的液态工质分别经第一轴承润滑冷却流路(6)和第二轴承润滑冷却流路(10)流入对第一轴承(12)、第二轴承(15)进行润滑、冷却；润滑后的工质流入电机腔内再由透平机壳体(4)和电机壳体(8)之间的通孔流入透平机壳体(4)内与做功乏汽混合流出透平发电机进入循环回路。
2.根据权利要求1所述的防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：所述透平机壳体(4)端部安装有透平静叶固定盖(1)，透平发电机进气口(17)开设在透平静叶固定盖(1)上。
3.根据权利要求1所述的防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：所述电机壳体(8)两端开放，电机壳体(8)两端分别设置间隔板一(5)和间隔板二(19)，第一轴承(12)和第二轴承(15)分别安装在间隔板一(5)和间隔板二(19)上，电机壳体(8)尾部通过电机后盖(9)封闭，第一轴承润滑冷却流路(6)开设在间隔板一(5)中，第二轴承润滑冷却流路(10)开设在电机后盖(9)中。
4.根据权利要求3所述的防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：电机引线穿过间隔板二(19)和电机后盖(9)引出电机壳体(8)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：所述透平动叶(3)采用悬臂型式，通过联轴器(21)安装在转轴(20)上。
6.根据权利要求1-4任一项所述的防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：所述电机壳体(8)外部安装有电机冷却水套(7)。
7.根据权利要求1-4任一项所述的防泄漏有机工质透平发电机组，其特征在于：所述第一轴承(12)和第二轴承(15)分别设置有轴承定位套(22)，第一轴承(12)和第二轴承(15)分别通过轴承定位套(22)固定在发电机转子(13)两端。
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