CN108019243B - 一种整体轴承座式透平涡轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体轴承座式透平涡轮机，属于透平涡轮机技术领域。它包括由上下剖分的上缸体和下缸体组成的缸体，上缸体和下缸体的内腔形成流道，用于安装转子上的涡轮、喷嘴环，其特征在于：所述上缸体和下缸体的密封端分别设有对应的上半孔、下半孔，所述上半孔和下半孔围合成一个密封轴承座孔，密封轴承座孔中间隙配合有筒状的密封轴承座，所述转子的一端通过一密封轴承安装在密封轴承座上，所述密封轴承座中的转子上还设有第一机械密封，第一机械密封位于密封轴承的内侧。本发明中轴承座为整体式筒状结构，在周向上为轴孔配合，密封可靠性极高。
Description
技术领域
本发明属于透平涡轮机技术领域，涉及一种整体轴承座式透平涡轮机。
背景技术
国内现有技术条件下，大量工业过程产生的低温余热尚不能被有效的回收利用，只能使用冷却设备将这部分热能排放到大气中。这不仅浪费了能源，无形中增加了生产成本，还对环境有着较大的污染。使用有机朗肯循环(ORC)系统不仅可以减少冷却设备的费用，还能有效利用余热中的热能用于发电或驱动其他设备，有效的提高工业系统的整体能源利用效率，有着极高的收益。对比常规能源利用过程能有效减少CO2、NOx、SO2等有害物质的排放。ORC系统利用低沸点的有机工质通过换热吸收低温热源中的热量，推动主机做功。传统的螺杆等形式的主机有着功率小、效率低、噪音大的缺陷，且使用、维护较为麻烦，故障率较高。
透平涡轮机功率覆盖广，效率更高，日常使用、维护简单，振动噪音较小，更适合作为ORC系统的主机。但有机工质价格昂贵、有毒性、对环境有危害，对密封性能要求极高；为了获得较高的效率，主机往往有着较高的膨胀比，对主机缸体承压能力有着较高的要求。现有的透平涡轮机，往往采用上下剖分结构，这样易于装配、检修，加工制造较为简单，但无法在控制机组体积的情况下满足上述要求，特别是机封-轴承部分，传统的剖分式结构很难达到上述需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种整体轴承座式透平涡轮机。
本发明的目的是这样实现的：一种整体轴承座式透平涡轮机，包括由上下剖分的上缸体和下缸体组成的缸体，上缸体和下缸体的内腔形成流道，用于安装转子上的涡轮、喷嘴环，其特征在于：所述上缸体和下缸体的密封端分别设有对应的上半孔、下半孔，所述上半孔和下半孔围合成一个密封轴承座孔，密封轴承座孔中间隙配合有筒状的密封轴承座，所述转子的一端通过一密封轴承安装在密封轴承座上，所述密封轴承座中的转子上还设有第一机械密封，第一机械密封位于密封轴承的内侧。
优选地，所述上缸体和下缸体的输出端设有与密封轴承座孔对应的输出轴承座孔，输出轴承座孔中间隙配合有筒状的输出轴承座，所述转子的另一端通过一输出轴承安装在输出轴承座上，输出轴承座中的转子上设有第二机械密封，第二机械密封位于输出轴承的内侧。
优选地，所述密封轴承座与转子上的推力盘之间设有油气封。
优选地，所述油气封与第一机械密封之间的空腔通过密封轴承座上设有的输出孔洞与流道的输出端连通。
优选地，所述油气封为梳齿密封。
优选地，所述第一机械密封和第二机械密封均为集装式接触密封。
优选地，所述密封轴承座上设有为密封轴承和第一机械密封供油的供油孔洞。
优选地，所述喷嘴环为喷嘴环组，相邻的两个喷嘴环之间设有级间汽封，级间汽封与涡轮轮毂之间留有间隙。
优选地，所述缸体与密封轴承座和输出轴承座之间、密封轴承座与第一机械密封之间、第一机械密封与转子之间、输出轴承座与第二机械密封之间、第二机械密封与转子之间均设有O型密封圈。
优选地，所述输出轴承座与转子之间设有第二梳齿密封。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1.本发明整体轴承座式透平涡轮机中，密封轴承座独立于缸体，与缸体不同，密封轴承座不采用中分面剖分，而是整体式筒状结构，在周向上为轴孔配合，密封可靠性极高，而且筒状的密封轴承座内孔为第一机械密封的安装提供了一个完整的圆柱面，保证了机械密封周面上油孔的密封；
2.本发明整体轴承座式透平涡轮机中，密封轴承座与转子上的推力盘之间设有油气封，油气封与第一机械密封之间的空腔通过密封轴承座上设有的输出孔洞与流道的输出端连通，这样，油气封与第一机械密封之间的空腔形成一低压腔，降低了第一机械密封的压力，同时，该低压腔的形成使得油气封前后有较大压差，可在转子的推力盘上形成一定推力，抵消涡轮产生的轴向力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记
附图中，1为下缸体，2为转子，21为推力盘，3为喷嘴环，4为密封轴承座，5为密封轴承，6为第一机械密封，7为输出轴承座，8为输出轴承，9为第二机械密封，10为油气封，11为级间汽封，12为O型密封圈，13为第二梳齿密封，a为流道，b为轴承回油腔，c为低压腔，d为缸体中分面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1，整体轴承座式透平涡轮机的一种实施例，包括由上下剖分的上缸体和下缸体1组成的缸体，上缸体和下缸体1的内腔形成流道a，上缸体和下缸体1的中分面d通过涂抹密封胶和螺钉拉紧的方式连接，使流道内高压工质无法沿中分面泄漏，用于安装转子2上的涡轮、喷嘴环3，所述上缸体和下缸体1的密封端分别设有对应的上半孔、下半孔，所述上半孔和下半孔围合成一个密封轴承座孔，密封轴承座孔中间隙配合有筒状的密封轴承座4，所述转子2的一端通过一密封轴承5安装在密封轴承座4上，所述密封轴承座4中的转子2上还设有第一机械密封6，第一机械密封6位于密封轴承5的内侧，密封轴承5与第一机械密封6之间的空间形成轴承回油腔b，第一机械密封6起到隔离流道和轴承回油腔的作用。
所述上缸体和下缸体1的输出端设有与密封轴承座孔对应的输出轴承座孔，输出轴承座孔中间隙配合有筒状的输出轴承座7，所述转子2的另一端通过一输出轴承8安装在输出轴承座7上，输出轴承座7中的转子2上设有第二机械密封9，第二机械密封9位于输出轴承8的内侧。
所述密封轴承座4与转子2上的推力盘21之间设有油气封10。有利于防止第一机械密封6向流道内渗油。
所述油气封10与第一机械密封6之间的空腔通过密封轴承座4上设有的输出孔洞与流道的输出端连通。压力较低，油气封10与第一机械密封6之间的空腔形成一低压腔c，有利于降低第一机械密封6的压力，同时，该低压腔的形成使得油气封10前后有较大压差，可在转子2的推力盘21上形成一定推力，抵消涡轮产生的轴向力。
所述油气封10为梳齿密封。
所述第一机械密封6和第二机械密封9均为集装式接触密封。便于保证密封性能和后期维护保养。
所述密封轴承座4上设有为密封轴承5和第一机械密封6供油的供油孔洞。
所述喷嘴环3为喷嘴环组，相邻的两个喷嘴环3之间设有级间汽封11，级间汽封11与涡轮轮毂之间留有间隙。便于在未安装密封轴承5和输出轴承8的情况下，转子2可直接放置并定位在缸体上。
所述缸体与密封轴承座4和输出轴承座7之间、密封轴承座4与第一机械密封6之间、第一机械密封6与转子2之间、输出轴承座7与第二机械密封9之间、第二机械密封9与转子2之间均设有O型密封圈12。
所述输出轴承座7与转子2之间设有第二梳齿密封13。有利于防止第二机械密封9向流道内渗油。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种整体轴承座式透平涡轮机，包括由上下剖分的上缸体和下缸体组成的缸体，上缸体和下缸体的内腔形成流道，用于安装转子上的涡轮、喷嘴环，其特征在于：所述上缸体和下缸体的密封端分别设有对应的上半孔、下半孔，所述上半孔和下半孔围合成一个密封轴承座孔，密封轴承座孔中间隙配合有筒状的密封轴承座，所述转子的一端通过一密封轴承安装在密封轴承座上，所述密封轴承座中的转子上还设有第一机械密封，第一机械密封位于密封轴承的内侧；
所述上缸体和下缸体的输出端设有与密封轴承座孔对应的输出轴承座孔，输出轴承座孔中间隙配合有筒状的输出轴承座，所述转子的另一端通过一输出轴承安装在输出轴承座上，输出轴承座中的转子上设有第二机械密封，第二机械密封位于输出轴承的内侧；
所述密封轴承座与转子上的推力盘之间设有油气封，所述油气封与第一机械密封之间的空腔通过密封轴承座上设有的输出孔洞与流道的输出端连通。
2.根据权利要求1所述的整体轴承座式透平涡轮机，其特征在于：所述油气封为梳齿密封。
3.根据权利要求1所述的整体轴承座式透平涡轮机，其特征在于：所述第一机械密封和第二机械密封均为集装式接触密封。
4.根据权利要求1所述的整体轴承座式透平涡轮机，其特征在于：所述密封轴承座上设有为密封轴承和第一机械密封供油的供油孔洞。
5.根据权利要求1所述的整体轴承座式透平涡轮机，其特征在于：所述喷嘴环为喷嘴环组，相邻的两个喷嘴环之间设有级间汽封，级间汽封与涡轮轮毂之间留有间隙。
6.根据权利要求1所述的整体轴承座式透平涡轮机，其特征在于：所述缸体与密封轴承座和输出轴承座之间、密封轴承座与第一机械密封之间、第一机械密封与转子之间、输出轴承座与第二机械密封之间、第二机械密封与转子之间均设有O型密封圈。
7.根据权利要求1所述的整体轴承座式透平涡轮机，其特征在于：所述输出轴承座与转子之间设有第二梳齿密封。
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