CN108868903B - 用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统，导流装置包括第一壳体和锥形导流器，第一壳体包括由前至后平滑过渡连接的第一前管、第一变径管和第一后管，第一后管的直径大于第一前管的直径；锥形导流器架设于第一壳体中，锥形导流器的大头端处于第一后管中并在两者之间留有间隙，锥形导流器的小头端处于第一前管中并在两者之间留有间隙，其具有结构简单、成本低廉、使用方便的优点，可有效提高天然气的流速和稳定性。发电系统包括发电装置和上述导流装置，其具有安全可靠、运行稳定、电力品质好的优点，可提高能量转换率和发电量。

Description

用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统。
背景技术
天然气是人们生产、生活中的重要能源，其输送需要经过从高压到低压的变送过程才可为人们所使用。天然气的变压主要通过设置在天然气管网中的调压场站进行。为充分利用天然气变压过程中产生的压力能，本领域技术人员研发了多种类型的天然气压力能发电装置，在实际应用过程中，将发电装置内置于天然气管道中，通过天然气驱动叶轮旋转并带动发电机发电。但现有的天然气压力能发电装置还存在能量转换率低、运行不稳定、电力品质差的问题，甚至在天然气压力较低和流速较差的情况下，无法实现顺利发电或发电量太小。
发明内容
本发明的目的是提供用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统，导流装置具有结构简单、成本低廉、使用方便的优点，可有效提高天然气的流速和稳定性；发电系统具有安全可靠、运行稳定、电力品质好的优点，可提高能量转换率和发电量。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置，包括第一壳体和锥形导流器，所述第一壳体包括由前至后平滑过渡连接的第一前管、第一变径管和第一后管，且使第一后管的直径大于第一前管的直径；所述锥形导流器架设于第一壳体中，锥形导流器的大头端处于第一后管中并在两者之间留有间隙，锥形导流器的小头端处于第一前管中并在两者之间留有间隙。
进一步的，本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其中，所述锥形导流器的长度大于或等于其大头端直径的两倍；所述第一后管的长度大于第一前管和第一变径管长度的两倍。
进一步的，本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其中，所述锥形导流器为空心结构，锥形导流器架设于第一壳体中的方式为：在锥形导流器和第一壳体的内周壁之间设置沿周向间隔分布的第一连接杆。
进一步的，本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其中，所述第一前管的前端设有第一法兰，所述第一后管的后端设有第二法兰。
本发明提供的一种天然气压力能发电系统，包括发电装置和上述的导流装置，所述发电装置包括第二壳体、发电机和叶轮，第二壳体的前端与第一壳体的后端密封固定连接，发电机架设于第二壳体中，叶轮与发电机的转轴固定连接，且使叶轮处于锥形导流器和发电机之间。
进一步的，本发明一种天然气压力能发电系统，其中，所述第二壳体包括由前至后平滑过渡连接的第二前管、第二变径管和第二后管，且使第二后管的直径小于第二前管的直径。
进一步的，本发明一种天然气压力能发电系统，其中，所述第二前管的前端设有第三法兰，所述第二后管的后端设有第四法兰。
进一步的，本发明一种天然气压力能发电系统，其中，所述发电机架设于第二壳体中的方式为：在发电机和第二壳体的内周壁之间设置沿周向间隔分布的第二连接杆。
进一步的，本发明一种天然气压力能发电系统，其中，所述第二壳体上还设有电力输出接口。
本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明通过设置第一壳体和锥形导流器，第一壳体包括由前至后平滑过渡连接的第一前管、第一变径管和第一后管，并使第一后管的直径大于第一前管的直径；将锥形导流器架设于第一壳体中，让锥形导流器的大头端处于第一后管中并在两者之间留有间隙，让锥形导流器的小头端处于第一前管中并在两者之间留有间隙。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、使用方便的用于天然气压力能发电的锥形导流装置。在实际应用中，将本发明的导流装置通过第一壳体连接于天然气管网中并使其处于发电装置的前侧位置。当天然气流经第一前管时，因锥形导流器和第一前管之间的间隙逐渐变小，天然气会进行第一次增压和增速。当然气流经第一变径管时，因锥形导流器和第一变径管之间的间隙逐渐变大，天然气会进行减压和减速。当然气流经第一后管时，因锥形导流器和第一后管之间的间隙逐渐变小，天然气会进行第二次增压和增速。增压、增速后的天然气随后会冲击发电装置的叶轮，并驱动发电装置发电。本发明通过设置包括第一前管、第一变径管和第一后管的第一壳体以及锥形导流器，使天然气实现了两次增压和增速，可有效增强对叶轮的冲击力，并提高发电装置的发电量；同时，在两次增压和增速之间，使天然气实现了稳流作用，可增强发电装置的运行稳定性。(2)本发明通过设置发电装置和上述的导流装置，发电装置包括第二壳体、发电机和叶轮，让第二壳体的前端与第一壳体的后端密封固定连接，将发电机架设于第二壳体中，将叶轮与发电机的转轴固定连接，并使叶轮处于锥形导流器和发电机之间。由此就构成了一种安全可靠、运行稳定、电力品质好的天然气压力能发电系统。在实际应用中，通过导流装置对天然气的增压、增速和稳流作用，可有效提高能量转换率、发电量和电力品质。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置及发电系统的示意图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、前、后、左、右等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案以及请求保护范围进行的限制。
如图1所示本发明一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置的具体实施方式，包括第一壳体1和锥形导流器2。第一壳体1包括由前至后平滑过渡连接的第一前管11、第一变径管12和第一后管13，并使第一后管13的直径大于第一前管11的直径。将锥形导流器2架设在第一壳体1中，让锥形导流器2的大头端处于第一后管13中并在两者之间设置间隙，让锥形导流器2的小头端处于第一前管11中并在两者之间设置间隙。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、成本低廉、使用方便的用于天然气压力能发电的锥形导流装置。在实际应用中，将本发明的导流装置通过第一壳体1连接于天然气管网中并使其处于发电装置的前侧位置。当天然气流经第一前管11时，因锥形导流器2和第一前管11之间的间隙逐渐变小，天然气会进行第一次增压和增速。当然气流经第一变径管12时，因锥形导流器2和第一变径管12之间的间隙逐渐变大，天然气会进行减压和减速。当然气流经第一后管13时，因锥形导流器2和第一后管13之间的间隙逐渐变小，天然气会进行第二次增压和增速。增压、增速后的天然气随后会冲击发电装置的叶轮，并驱动发电装置发电。本发明通过设置由第一前管11、第一变径管12和第一后管13构成的第一壳体1以及锥形导流器2，使天然气实现了两次增压和增速，可有效增强对发电装置叶轮的冲击力，并提高发电装置的发电量；同时，在两次增压和增速，使天然气实现了稳流作用，可增强发电装置的运行稳定性。
作为优化方案，本具体实施方式使锥形导流器2的长度大于或等于其大头端直径的两倍，并使第一后管13的长度大于第一前管11和第一变径管12长度的两倍。这一结构设置可保证天然气在两次增压和增速之间具有足够的距离，进一步增强了对天然气的稳流效果以及发电装置的运行稳定性。为实现轻质化和节约成本，本具体实施方式让锥形导流器2采用了空心结构。在实际应用中，锥形导流器2可采用塑料、不锈钢等多种材料制作。并在锥形导流器2和第一壳体1的内周壁之间设置沿周向间隔分布的第一连接杆3，以使锥形导流器2架设在第一壳体1中。为提高使用的便捷性和产品的通用性，本具体实施方式还在第一前管11的前端设置了第一法兰14，在第一后管13的后端设置了第二法兰15，应用时通过第一法兰14和第二法兰15将导流装置与天然气管道和发电发电装置密封固定连接，可实现整体发电系统的快速组装。需要说明的是，本发明的第一壳体1与天然气管道和发电发电装置之间不限于采用法兰连接，还可以采用焊接的密封固定方式，同样可实现本发明的技术效果。
基于同一发明构思，如图1所示，本发明还提供一种天然气压力能发电系统，其包括发电装置和上述的导流装置。发电装置包括第二壳体4、发电机5和叶轮6。让第二壳体4的前端与第一壳体1的后端密封固定连接，并使发电机5架设在第二壳体4中，使叶轮6与发电机5的转轴固定连接，并使叶轮6处于锥形导流器2和发电机5之间。通过以上结构设置就构成了一种安全可靠、运行稳定、电力品质好的天然气压力能发电系统。在实际应用中，通过导流装置对天然气的增压、增速和稳流作用，可有效提高能量转换率、发电量和电力品质。
作为优化方案，本具体实施方式让第二壳体4包括由前至后平滑过渡连接的第二前管41、第二变径管42和第二后管43，并使第二后管43的直径小于第二前管41的直径。这一结构的第二壳体4可对流经叶轮6和发电机5后天然气起到一定的增压作用，可减缓下游天然气管网的压力波动。为提高使用的便捷性和产品的通用性，本具体实施方式在第二前管41的前端设置了第三法兰44，在第二后管43的后端设置了第四法兰45。在实际应用中，通过第三法兰44和第四法兰45与导流装置和天然气管道密封固定连接，可实现发电系统的快速组装，实用性更强。
在实际应用中，本发明让发电机5与第二壳体4采用以下连接方式中：在发电机5和第二壳体4的内周壁之间设置沿周向间隔分布的第二连接杆7，在实现将发电机5架设在第二壳体4中的同时，可避免对天然气压力和流速的影响。同时，本发明还在第二壳体4上设置了电力输出接口8，以便于接线。
如表一所示，在同等天然气压力和流量的基础上，本发明的天然气压力能发电系统相比于现有天然气压力能发电装置(现有技术)，其发电功率和发电量可提高14％以上，且出口压力可提高40％以上，对天然气管网正常输送气的影响更小。
表一：现有技术与本发明的发电对照表
压力(MPa) 流量(m<sup>3</sup>/h) 出口压(MPa) 电压(V) 电流(A)
现有技术 0.1 550 0.05 2.7 0.9
本发明 0.1 550 0.07 3.1 0.9
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其特征在于，包括第一壳体(1)和锥形导流器(2)，所述第一壳体(1)包括由前至后平滑过渡连接的第一前管(11)、第一变径管(12)和第一后管(13)，且使第一后管(13)的直径大于第一前管(11)的直径；所述锥形导流器(2)架设于第一壳体(1)中，锥形导流器(2)的大头端处于第一后管(13)中并在两者之间留有间隙，锥形导流器(2)的小头端处于第一前管(11)中并在两者之间留有间隙；锥形导流器(2)和第一前管(11)之间的间隙由前至后逐渐变小，锥形导流器(2)和第一变径管(12)之间的间隙由前至后逐渐变大，锥形导流器(2)和第一后管(13)之间的间隙由前至后逐渐变小。
2.按照权利要求1所述的用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其特征在于，所述锥形导流器(2)的长度大于或等于其大头端直径的两倍；所述第一后管(13)的长度大于第一前管(11)和第一变径管(12)长度的两倍。
3.按照权利要求2所述的用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其特征在于，所述锥形导流器(2)为空心结构，锥形导流器(2)架设于第一壳体(1)中的方式为：在锥形导流器(2)和第一壳体(1)的内周壁之间设置沿周向间隔分布的第一连接杆(3)。
4.按照权利要求3所述的用于天然气压力能发电的锥形导流装置，其特征在于，所述第一前管(11)的前端设有第一法兰(14)，所述第一后管(13)的后端设有第二法兰(15)。
5.一种天然气压力能发电系统，其特征在于，包括发电装置和权利要求1-4任一项所述的导流装置，所述发电装置包括第二壳体(4)、发电机(5)和叶轮(6)，第二壳体(4)的前端与第一壳体(1)的后端密封固定连接，发电机(5)架设于第二壳体(4)中，叶轮(6)与发电机(5)的转轴固定连接，且使叶轮(6)处于锥形导流器(2)和发电机(5)之间。
6.按照权利要求5所述的天然气压力能发电系统，其特征在于，所述第二壳体(4)包括由前至后平滑过渡连接的第二前管(41)、第二变径管(42)和第二后管(43)，且使第二后管(43)的直径小于第二前管(41)的直径。
7.按照权利要求6所述的天然气压力能发电系统，其特征在于，所述第二前管(41)的前端设有第三法兰(44)，所述第二后管(43)的后端设有第四法兰(45)。
8.按照权利要求7所述的天然气压力能发电系统，其特征在于，所述发电机(5)架设于第二壳体(4)中的方式为：在发电机(5)和第二壳体(4)的内周壁之间设置沿周向间隔分布的第二连接杆(7)。
9.按照权利要求8所述的天然气压力能发电系统，其特征在于，所述第二壳体(4)上还设有电力输出接口(8)。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465861A (zh) * 2002-11-05 2004-01-07 中国电子科技集团公司第二十一研究所 管道天然气动力发电装置
CN106065790A (zh) * 2016-07-28 2016-11-02 北京市燃气集团有限责任公司高压管网分公司 一种燃气管道内置的流量过载自动调节发电装置
CN107228043A (zh) * 2017-08-01 2017-10-03 程黎黎 管道流体发电机设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465861A (zh) * 2002-11-05 2004-01-07 中国电子科技集团公司第二十一研究所 管道天然气动力发电装置
CN106065790A (zh) * 2016-07-28 2016-11-02 北京市燃气集团有限责任公司高压管网分公司 一种燃气管道内置的流量过载自动调节发电装置
CN107228043A (zh) * 2017-08-01 2017-10-03 程黎黎 管道流体发电机设备

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