CN107882604A - 压力能回收设备及管道压力能回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种压力能回收设备及管道压力能回收系统，该压力能回收设备包括：纵长延伸的主轴；第一膨胀机组件；所述第一膨胀机组件具有第一进气口、和第一出气口；第二膨胀机组件；所述第二膨胀机组件具有第二进气口、和第二出气口；所述第二进气口能与所述第一出气口相连通；所述第一膨胀机组件和所述第二膨胀机组件能够带动所述主轴转动；设置于所述主轴上的发电组件；沿所述主轴的轴向，所述发电组件与所述第一膨胀机组件之间设有套设于所述主轴外的第一轴承，以及，所述发电组件与所述第二膨胀机组件之间设有套设于所述主轴外的第二轴承。该压力能回收设备及管道压力能回收系统能够降低管道压力能回收中的压力损失。
Description
技术领域
本发明涉及管道压力能回收领域，尤其涉及一种压力能回收设备及管道压力能回收系统。
背景技术
为了提高天然气管道输送的效率，国家天然气管网的天然气在管道输送过程中，始终维持着较高的压力，其压力一般在10MPa左右，远远高于城市居民用户压力0.4MPa，因此高压天然气输送干线与低压天然气支线间蕴含着巨大的压力能，传统的调压阀装置无法实现能量回收，造成了大量的浪费。利用膨胀机配合发电系统将压力能转化成电能，回收利用该部分压力能既可以产生显著的经济效益，亦可以消除天然气调压过程中的噪音和设备损伤隐患，具有重要的现实意义。
天然气管网压力能回收是利用的是膨胀机，将管道中的压力能转换为机械能并完成降压的过程。因此，膨胀机是天然气管网压力能回收中完成能量转换最为核心的设备，它的性能直接决定了压力能回收工艺的优劣。目前在天然气管网压力能回收工艺中已申请专利的膨胀机主要是星旋式马达、螺杆膨胀机和透平膨胀机。
其中，星旋式气动马达的主要特点就是低转速高扭矩，通常为数百转到2000转，因此星旋式气动马达一般采用全滚动轴承转子结构，优点是无需润滑，但一般一年以上就需要对磨损件进行更换。而螺杆膨胀机的主要特点为螺杆膨胀机结构简单，除轴承、密封外无其他磨损件，螺杆转速不高，机组寿命长，维修费用低。
透平为速度型膨胀机，气体通过喷嘴获得非常高的流动速度，将气流的动能转换为机械能并由主轴输出做功，该过程持续不断地将气体的内能转换为气流的动能，完成降压和降温的过程。透平膨胀机的主要特点是转速高、占地小、可行性高，同时配合静压气体轴承则完全没有损耗部件等特点，是较优选的方案。
其中，透平膨胀机应用在天然气管网压力能回收时会遇到压降高、焓降大、流量大等挑战，因此，如图1所示，在实际应用中通常采用两个透平膨胀机101a、101b串联进行工作，这样可以减小单个透平的压降，进而减小每个透平的轮周线速度，保证透平工作在安全的材料极限范围内。但这样设计的缺点就是：流程复杂，系统集成化程度较低，由于每个透平膨胀机101a或101b均配备两组静压气体轴承102a或102b，故现有的透平膨胀机在使用时需要分别配套多组静压气体轴承102a、102b，从而损失了部分压力能。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的是提供一种压力能回收设备及管道压力能回收系统，以能够降低管道压力能回收中的压力损失。
本发明的技术方案是：
一种压力能回收设备，包括：
纵长延伸的主轴；所述主轴具有第一端和第二端；
设置于所述主轴的第一端的第一膨胀机组件；所述第一膨胀机组件具有第一进气口、和第一出气口；
设置于所述主轴的第二端的第二膨胀机组件；所述第二膨胀机组件具有第二进气口、和第二出气口；所述第二进气口能与所述第一出气口相连通；所述第一膨胀机组件和所述第二膨胀机组件能够带动所述主轴转动；
设置于所述主轴上的发电组件；所述发电组件在所述主轴转动时能够发电；沿所述主轴的轴向，所述发电组件与所述第一膨胀机组件之间设有套设于所述主轴外的第一轴承，以及，所述发电组件与所述第二膨胀机组件之间设有套设于所述主轴外的第二轴承。
优选的，所述第一膨胀机组件包括第一透平蜗壳、位于所述第一透平蜗壳内的第一膨胀件；所述第一膨胀件位于所述第一透平蜗壳内；所述第一透平蜗壳内具有与所述第一进气口相通的第一喷嘴，所述第一喷嘴能第一膨胀件输气；所述第一膨胀件与所述主轴同轴设置且固定连接；
所述第二膨胀机组件包括第二透平蜗壳、位于所述第二透平蜗壳内的第二膨胀件；所述第二膨胀件位于所述第二透平蜗壳内；所述第二透平蜗壳内具有与所述第二进气口相通的第二喷嘴，所述第二喷嘴能第二膨胀件输气；所述第二膨胀件与所述主轴同轴设置且固定连接。
优选的，所述第一透平蜗壳具有第一安装槽；所述主轴的第一端外可相对转动地套设有第一颈部密封件；所述第一颈部密封件嵌入所述第一安装槽中；
所述第二透平蜗壳具有第二安装槽；所述主轴的第二端外可相对转动地套设有第二颈部密封件；所述第二颈部密封件嵌入所述第二安装槽中。
优选的，所述第一轴承和所述第二轴承均为气体轴承；所述主轴外套设有外壳套；所述发电组件、第一轴承、第二轴承同轴固定于所述外壳套与所述主轴之间。
优选的，所述气体轴承设有沿径向将所述轴承贯穿径向通道、以及沿轴向将所述气体轴承贯穿的轴向通道；所述径向通道和所述轴向通道相互垂直连通；所述外壳套上设有进气通道和出气通道；所述径向通道的外端口与所述进气通道相通以输入气体；所述径向通道的内端口具有能对出气节流的节流结构；所述轴向通道远离发电组件的一端被封堵，靠近所述发电组件的一端与所述发电组件相通；所述出气通道通入所述发电组件。
优选的，所述主轴上设有对所述气体轴承限位的轴向止推盘；所述气体轴承位于所述轴向止推盘和所述第一膨胀机组件之间、以及所述轴向止推盘和所述第二膨胀机组件之间；所述轴向通道的出气端口设有能对出气节流的节流结构且正对所述轴向止推盘。
优选的，所述外壳套内套设有安装挡环；所述安装挡环沿所述主轴轴向位于所述第一轴承和所述第二轴承之间；所述发电组件包括固定套设于所述主轴上的永磁体、以及套设于安装挡环内的发电线圈；所述发电线圈与所述永磁体之间设有转动间隙。
一种管道压力能回收系统，包括：
输入管道；
输出管道；
如上任一所述的压力能回收设备；所述压力能回收设备的第一进气口与所述输入管道相通；所述压力能回收设备的第二出气口与所述输出管道相通；所述压力能回收设备的第二进气口与第一出气口相连通；所述压力能回收设备的第一轴承和第二轴承与所述输入管道、输出管道相连通。
优选的，所述输入管道上串联有过滤器；所述输入管道在所述第一进气口的上游设有透平进口阀，所述输入管道在所述第一轴承、第二轴承的上游设有轴承气进口阀；所述输出管道上串联有透平出口阀。
优选的，所述第二进气口与第一出气口之间串联有第一换热器；所述输出管道上在所述第二出气口和所述透平出口阀之间串联有第二换热器。
优选的，所述输入管道与所述输出管道还通过旁通管道相连通；所述旁通管道上串联有旁通阀。
有益效果：
借由以上描述可以看出，该压力能回收设备将第一膨胀机组件、第二膨胀机组件和发电组件设计利用同一主轴，使得能够实现管道压力能回收的双级结构的透平发电机组集成化程度更高，整体回收流程更加简单，所占空间面积更小，利于安装。
并且，本实施方式的压力能回收设备设置有第一膨胀机组件和第二膨胀机组件，这样可以减小单个透平(turbine，涡轮)的压降，进而减小每个透平的轮周线速度，保证透平工作在安全的材料极限范围内，同时，该压力能回收设备减少了一组主轴，仅利用单个主轴实现压力能的转换，相应的减少了压力能回收过程中的机械损失，整体的机械效率能够得到提高。
还有，该压力能回收设备不仅减少一组(个)主轴，还相应减少了一个发电组件(发电机)、一对轴承以及安装相应轴承所采取的密封措施，整体设备成本能够得到大大降低。
进一步地，该压力能回收设备的集成程度较高，从而在现场能够实现快速安装和调试，减少了设备的调试成本和维护成本，以及有利于降低设备的故障率。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的管道压力能回收系统示意图；
图2是本发明一种实施方式提供的压力能回收设备结构剖面图；
图3是采用图2的管道压力能回收系统示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2所示，为本发明一种实施方式提供的一种压力能回收设备结构剖视图。在该实施方式中，该压力能回收设备可以适用于回收天然气管道输送中的压力能回收，实现能量的转化。其中，该压力能回收设备包括：纵长延伸的主轴16；所述主轴16具有第一端和第二端；设置于所述主轴16的第一端的第一膨胀机组件；所述第一膨胀机组件具有第一进气口5、和第一出气口1；所述第一膨胀机组件能够带动所述主轴16转动；设置于所述主轴16的第二端的第二膨胀机组件；所述第二膨胀机组件具有第二进气口21、和第二出气口25；所述第二进气口21能与所述第一出气口1相连通；所述第二膨胀机组件和所述第一膨胀机组件能够带动所述主轴16转动；设置于所述主轴16上的发电组件；所述发电组件在所述主轴16转动时能够发电；沿所述主轴16的轴向，所述发电组件与所述第一膨胀机组件之间设有套设于所述主轴16外的第一轴承9，以及，所述发电组件与所述第二膨胀机组件之间设有套设于所述主轴16外的第二轴承17。
在使用该压力能回收设备回收天然气管道压力时，可以将该压力能回收设备连接于管路中形成如图3所示的管道压力能回收系统。在使用该压力能回收设备时，管道高压气体经第一进气口5进入第一膨胀机组件进行膨胀做功，第一膨胀机组件带动主轴16高速转动，同时，气体第一膨胀机组件降压后经第一出气口1排出然后经第二进气口21进入第二膨胀机组件中继续进行膨胀做功，第二膨胀机组件进一步带动主轴16高速转动，与此同时，主轴16转动时通过发电组件转换成电能，进而实现管道压力的回收。
借由以上描述可以看出，该压力能回收设备将第一膨胀机组件、第二膨胀机组件和发电组件设计利用同一主轴16，使得能够实现管道压力能回收的双级结构的透平发电机组集成化程度更高，整体回收流程更加简单，所占空间面积更小，利于安装。
并且，本实施方式的压力能回收设备设置有第一膨胀机组件和第二膨胀机组件，这样可以减小单个透平(turbine，涡轮)的压降，进而减小每个透平的轮周线速度，保证透平工作在安全的材料极限范围内，同时，该压力能回收设备减少了一组主轴16，仅利用单个主轴16实现压力能的转换，相应的减少了压力能回收过程中的机械损失，整体的机械效率能够得到提高。
还有，该压力能回收设备不仅减少一组(个)主轴16，还相应减少了一个发电组件(发电机)、一对轴承以及安装相应轴承所采取的密封措施，整体设备成本能够得到大大降低。
进一步地，该压力能回收设备的集成程度较高，从而在现场能够实现快速安装和调试，减少了设备的调试成本和维护成本，以及有利于降低设备的故障率。
如图2可以看出，该压力能回收设备为对称式结构，第一膨胀机组件和第二膨胀机组件相互对称、第一轴承9和第二轴承17相互对称、主轴16为对称结构，如此非常有利于该压力能回收机构的组装，提升组装效率。
如图2所示，所述第一膨胀机组件包括第一透平蜗壳4、位于所述第一透平蜗壳4内的第一膨胀件3；所述第一膨胀件3位于所述第一透平蜗壳4内；第一进气口5、第一出气口1位于所述第一透平蜗壳4上。所述第一透平蜗壳4内具有与所述第一进气口5相通的第一喷嘴6，所述第一喷嘴6能第一膨胀件3输气；所述第一膨胀件3与所述主轴16同轴设置且固定连接。其中，第一膨胀件3并不直接与第一透平蜗壳4接触。第一喷嘴6正对第一膨胀件3喷气。第一出气口1沿所述主轴16的轴向位于所述第一膨胀件3的下游。
所述第二膨胀机组件包括第二透平蜗壳23、位于所述第二透平蜗壳23内的第二膨胀件22；所述第二膨胀件22位于所述第二透平蜗壳23内；第二进气口21、第二出气口25位于所述第二透平蜗壳23上。所述第二透平蜗壳23内具有与所述第二进气口21相通的第二喷嘴20，所述第二喷嘴20能第二膨胀件22输气；所述第二膨胀件22与所述主轴16同轴设置且固定连接。其中，第二膨胀件22并不直接与第二透平蜗壳23接触。第二喷嘴20正对第二膨胀件22喷气。第二出气口25沿所述主轴16的轴向位于所述第二膨胀件22的下游。
在高压气体膨胀做功下，第一膨胀机组件和第二膨胀机组件带动主轴16同向转动。高压经过第一膨胀件3和第二膨胀件22时膨胀做功，推动第一膨胀件3和第二膨胀件22转动。其中，第一膨胀件3和第二膨胀件22可以为膨胀叶轮(turbine)。具体的，第一膨胀机组件和第二膨胀机组件优选为径轴流膨胀机结构，当然，第一膨胀机组件和第二膨胀机组件也可以为轴流膨胀机、径流膨胀机。
如图2所示，第一膨胀件3和第二膨胀件22各自依靠透平固定螺钉2、24固定于主轴16的第一端和第二端上。其中，透平固定螺钉2、24的锁紧方向与第一膨胀件3、第二膨胀件22的转动方向相同，这样可以保证在设备正常工作中透平固定螺钉2、24不会松开。
所述第一透平蜗壳4具有第一安装槽(未标示)；所述主轴16的第一端外可相对转动地套设有第一颈部密封件7；所述第一颈部密封件7嵌入所述第一安装槽中；所述第二透平蜗壳23具有第二安装槽(未标示)；所述主轴16的第二端外可相对转动地套设有第二颈部密封件19；所述第二颈部密封件19嵌入所述第二安装槽中。
其中，该第一颈部密封件7和第二颈部密封件19可以有效减少第一透平蜗壳4、第二透平蜗壳23内的气体沿主轴16端部泄漏到第一轴承9、第二轴承17或发电组件内部，从而可以减少泄漏损失。具体的，第一颈部密封件7和第二颈部密封件19固定嵌在第一安装槽和第二安装槽中，并且，第一颈部密封件7和第二颈部密封件19与主轴16的端部不直接接触，第一颈部密封件7和第二颈部密封件19可优选为迷宫密封结构。
在本实施方式中，第一轴承9和第二轴承17能够在主轴16转动时对主轴16支撑，从而保证主轴16的转动以及能量的正常转换。具体的，为直接利用管道的高压气体进行润滑支撑，所述第一轴承9和所述第二轴承17均可以为气体轴承。其中，该气体轴承9、17可以为静压气体轴承，也可以为动压气体轴承。如采用动压气体轴承，则不需要为轴承供气。当然，在其他实施例中第一轴承9和第二轴承17还可以采用磁悬浮轴承。
对于压力能回收设备，由于主轴16较重，需要较大的承载力，因此本实施方式优选采用静压气体轴承9、17。采用本实施方式的压力能回收设备后可以减少一对(静压气体)轴承，如此可以降低很大的制造成本，并且可以减少运行时静压气体轴承9、17的耗气量，提高整体效率。同时，本实施方式的压力能回收设备由于减少了一对静压气体轴承9、17，也相应减少了气体轴承9、17的所需要的一半气体流量，这些流量可以用于回收压力能，进一步提高压力能的回收效率。
如图2所示，在本实施方式中，所述主轴16外套设有外壳套12；所述发电组件、第一轴承9、第二轴承17同轴固定于所述外壳套12与所述主轴16之间。该外壳套12用于保证第一轴承9、第二轴承17的同心度。其中，外壳套12固定于第一膨胀机组件的第一透平蜗壳4和第二膨胀机组件的第二透平蜗壳23之间。
所述气体轴承9、17设有沿径向将所述轴承贯穿径向通道(未标示)、以及沿轴向将所述气体轴承9、17贯穿的轴向通道(未标示)；所述径向通道和所述轴向通道可以相互垂直连通；所述外壳套12上设有进气通道26和出气通道10、15；所述径向通道的外端口与所述进气通道26相通以输入气体。
所述径向通道的内端口具有能对出气节流的节流结构；所述轴向通道远离发电组件的一端被封堵(实际中，所述轴向通道远离发电组件的一端可以设有封堵件8、18或焊死)，靠近所述发电组件的一端与所述发电组件相通；所述出气通道10、15与所述发电组件相通。如此，高压气体经外壳套12的进气通道26进入气体轴承9、17(第一轴承9和第二轴承17)的径向通道和轴向通道内，并经径向通道的节流结构(该节流结构具体的可以为通过缩径形成的出气口)节流形成气膜，使得主轴16被气膜包围，大大降低转动过程中的摩阻力。
该实施方式中气体轴承9、17的轴向通道经发电组件与外壳套12的出气通道10、15相通，从而，在该气体轴承9、17通气后气体经轴向通道流出可以带走发电组件高速运转过程中产生的多余热量，保证发电组件的平稳运行，降低故障发生率。
进一步地，所述主轴16上设有轴向止推盘(未标示)；所述气体轴承9、17位于所述轴向止推盘和所述第一膨胀机组件之间、以及所述轴向止推盘和所述第二膨胀机组件之间；所述轴向通道的出气端口设有能对出气节流的节流结构且正对所述轴向止推盘。如此，高压气体经轴向通道的出气端口流出时被节流在轴向止推盘(主轴16)与出气端口之间形成气膜，保证了主轴16不会发生轴向移动，进而实现的正常转动。
所述外壳套12内套设有安装挡环11；所述安装挡环11沿所述主轴16轴向位于所述第一轴承9和所述第二轴承17之间。该安装挡环11用于控制第一轴承9和第二轴承17之间的轴向距离。所述发电组件包括固定套设于所述主轴16上的永磁体14、以及套设于安装挡环11内的发电线圈13，其中所述的发电线圈13可为两至三部分组成，以方便装配；所述发电线圈13与所述永磁体14之间设有转动间隙。
其中，主轴16上设有容纳永磁体14的缩径部位，从而在安装永磁体14后主轴16的外径不发生改变。永磁体14可以为环形磁体，并永久镶嵌在主轴16中间部位(或可直接烧结在主轴16上)。如此，第一膨胀机组件、第二膨胀机组件和发电组件共用同一主轴16，当主轴16被第一膨胀机组件、第二膨胀机组件带动高速转动时永磁体14将发电组件的线圈13切割，在线圈13中产生电流，并同时吸收主轴16的转轴转动。
请参阅图3，本发明另一种实施方式还提供一种管道压力能回收系统，该管道压力能回收系统包括：输入管道27；输出管道36；如上任一实施方式所述的压力能回收设备100(可参考图2)；所述压力能回收设备100的第一进气口5与所述输入管道27相通；所述压力能回收设备100的第二出气口25与所述输出管道36相通；所述压力能回收设备100的第二进气口21与第一出气口1相连通；所述压力能回收设备100的第一轴承9和第二轴承17与所述输入管道27、输出管道36相连通。
为便于去除来流气体中的杂质，所述输入管道27上串联有过滤器28。所述输入管道27在所述第一进气口5的上游设有透平进口阀29。通过控制该透平进口阀29可以实现向第一进气口5的进气控制。所述输入管道27在所述第一轴承9、第二轴承17的上游设有轴承气进口阀30。通过控制该轴承气进口阀30可以实现向气体轴承9、17(第一轴承9和第二轴承17)的输气控制。所述输出管道36上串联有透平出口阀35。通过开启透平出口阀35可以实现整个压力能回收设备100的进气输气，主轴16(转子)开始高速转动，完成压力能的回收。
考虑到气体膨胀放热，为防止进入下游的气体温度不至于过低而不满足使用要求，所述第二进气口21与第一出气口1之间串联有第一换热器34；所述输出管道36上在所述第二出气口25和所述透平出口阀35之间串联有第二换热器31。其中，第一换热器34和第二换热器31可以通过外部供热将膨胀后的气体提升(回复温度)。第一换热器34和第二换热器31所连通的热源可以为附近的低品位热源(化工废热、余热)，或者附近的冷量用户(冷库、制冰等)。
当然，第一换热器34和第二换热器31也可以采用空温式换热器，或者直接用压力能回收设备100的发电组件所产生的电，通过压力能回收设备100电性连接一热泵循环，如此完成排气温度的加热提温。
如图3所示，考虑到经压力能回收设备100膨胀输出后的气体流量大致恒定，为满足下游用户对于天然气流量的需求(比如下游用户在不同时间的需求量不同)，所述输入管道27与所述输出管道36还通过旁通管道32相连通；所述旁通管道32上串联有旁通阀33。通过该旁通阀33可以调节供给下游用户的天然气流量，如此满足下游用户对天然气流量的需求。
本实施方式中的该管道压力能回收系统将输入管道27、输出管道36分别连接高压管路、低压管路之后，首先可以打开旁通阀33，确保仅使用旁通阀33开启后能够满足下游用户对天然气流量的需求，然后缓慢打开轴承气进口阀30，直到轴承气进口的排气压力达到设计值，此时主轴16在静压气体轴承9、17(第一轴承9和第二轴承17)的作用下浮起，做好透平膨胀机工作的准备，之后开启透平出口阀35，并缓慢开启透平进口阀29，高压气体进入第一膨胀机组件和第二膨胀机组件进行膨胀做功，带动主轴16高速旋转，并将轴功通过发电组件转换成电能。开启透平进口阀29后，可以根据输入通道或输出通道的流量适时调整旁通阀33的开度，以确保总流量能满足下游用户的需求。
该管道压力能回收系统在工作时，气体从高压管路经输入管道27的进气口进入管道压力能回收系统，高压气体首先经过过滤器28，去除来流气体中的杂质。然后高压气体分三股(三条支路)分别进入透平进口阀29、轴承气进口阀30、旁通阀33。其中，经旁通阀33的高压气体之后经输出管道36的排气口进入低压管路。经轴承气进口阀30的气体，随后进入第一轴承9、第二轴承17和主轴16形成的静压气体轴系，将主轴16连同主轴16两侧的第一膨胀机组件和第二膨胀机组件一起浮起，减压后经出气通道26、输出通道进入低压管路。经透平进口阀29的高压气体通过第一膨胀机组件膨胀减压降温后进入第一换热器34复温，再进入第二膨胀机组件再次进行减压降温，之后进入第二换热器31，再经透平出口阀35、输出管道36的排气口进入低压管路。
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。
Claims (10)
1.一种压力能回收设备，其特征在于，包括：
纵长延伸的主轴；所述主轴具有第一端和第二端；
设置于所述主轴的第一端的第一膨胀机组件；所述第一膨胀机组件具有第一进气口、和第一出气口；
设置于所述主轴的第二端的第二膨胀机组件；所述第二膨胀机组件具有第二进气口、和第二出气口；所述第二进气口能与所述第一出气口相连通；所述第一膨胀机组件和所述第二膨胀机组件能够带动所述主轴转动；
设置于所述主轴上的发电组件；所述发电组件在所述主轴转动时能够发电；沿所述主轴的轴向，所述发电组件与所述第一膨胀机组件之间设有套设于所述主轴外的第一轴承，以及，所述发电组件与所述第二膨胀机组件之间设有套设于所述主轴外的第二轴承。
2.如权利要求1所述的压力能回收设备，其特征在于：所述第一膨胀机组件包括第一透平蜗壳、位于所述第一透平蜗壳内的第一膨胀件；所述第一膨胀件位于所述第一透平蜗壳内；所述第一透平蜗壳内具有与所述第一进气口相通的第一喷嘴，所述第一喷嘴能第一膨胀件输气；所述第一膨胀件与所述主轴同轴设置且固定连接；
所述第二膨胀机组件包括第二透平蜗壳、位于所述第二透平蜗壳内的第二膨胀件；所述第二膨胀件位于所述第二透平蜗壳内；所述第二透平蜗壳内具有与所述第二进气口相通的第二喷嘴，所述第二喷嘴能第二膨胀件输气；所述第二膨胀件与所述主轴同轴设置且固定连接。
3.如权利要求2所述的压力能回收设备，其特征在于：所述第一透平蜗壳具有第一安装槽；所述主轴的第一端外可相对转动地套设有第一颈部密封件；所述第一颈部密封件嵌入所述第一安装槽中；
所述第二透平蜗壳具有第二安装槽；所述主轴的第二端外可相对转动地套设有第二颈部密封件；所述第二颈部密封件嵌入所述第二安装槽中。
4.如权利要求1-3任一所述的压力能回收设备，其特征在于：所述第一轴承和所述第二轴承均为气体轴承；所述主轴外套设有外壳套；所述发电组件、第一轴承、第二轴承同轴固定于所述外壳套与所述主轴之间。
5.如权利要求4所述的压力能回收设备，其特征在于：所述气体轴承设有沿径向将所述轴承贯穿径向通道、以及沿轴向将所述气体轴承贯穿的轴向通道；所述径向通道和所述轴向通道相互垂直连通；所述外壳套上设有进气通道和出气通道；所述径向通道的外端口与所述进气通道相通以输入气体；所述径向通道的内端口具有能对出气节流的节流结构；所述轴向通道远离发电组件的一端被封堵，靠近所述发电组件的一端与所述发电组件相通；所述出气通道通入所述发电组件。
6.如权利要求5所述的压力能回收设备，其特征在于：所述主轴上设有对所述气体轴承限位的轴向止推盘；所述气体轴承位于所述轴向止推盘和所述第一膨胀机组件之间、以及所述轴向止推盘和所述第二膨胀机组件之间；所述轴向通道的出气端口设有能对出气节流的节流结构且正对所述轴向止推盘。
7.如权利要求6所述的压力能回收设备，其特征在于：所述外壳套内套设有安装挡环；所述安装挡环沿所述主轴轴向位于所述第一轴承和所述第二轴承之间；所述发电组件包括固定套设于所述主轴上的永磁体、以及套设于安装挡环内的发电线圈；所述发电线圈与所述永磁体之间设有转动间隙。
8.一种管道压力能回收系统，其特征在于，包括：
输入管道；
输出管道；
如权利要求1-7任一所述的压力能回收设备；所述压力能回收设备的第一进气口与所述输入管道相通；所述压力能回收设备的第二出气口与所述输出管道相通；所述压力能回收设备的第二进气口与第一出气口相连通；所述压力能回收设备的第一轴承和第二轴承与所述输入管道、输出管道相连通。
9.如权利要求8所述的管道压力能回收系统，其特征在于：所述输入管道上串联有过滤器；所述输入管道在所述第一进气口的上游设有透平进口阀，所述输入管道在所述第一轴承、第二轴承的上游设有轴承气进口阀；所述输出管道上串联有透平出口阀。
10.如权利要求9所述的管道压力能回收系统，其特征在于：所述第二进气口与第一出气口之间串联有第一换热器；所述输出管道上在所述第二出气口和所述透平出口阀之间串联有第二换热器。
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