CN112392558A - 一种低温气液化用透平膨胀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温气液化用透平膨胀装置,结构为:油罐的出口与供油过滤器的进口连通,供油过滤器的出口与油泵的进口连通,油泵的出口与滑油冷却器的进口连通,油压蓄压器的出口与油泵和滑油冷却器之间的管道连通,滑油冷却器的出口与透平膨胀机连通,透平膨胀机还与油气分离装置的进油口连通,油气分离装置的出油口与回油过滤器的进口连通,回油过滤器的出口与油罐的进口连通,油气分离装置的出气口与回气过滤器的进口连通,回气过滤器的出口与压缩机的进口连通,压缩机的出口与透平膨胀机中的气体供给腔连通,透平膨胀机中的气体排放腔与压缩机的进口相连通。上述的透平膨胀装置结构简单可靠,透平膨胀机不容易因突然无油供应而损坏。
Description
技术领域
本发明涉及低温气液化设备领域,具体涉及一种低温气液化用透平膨胀装置。
背景技术
低温气如氢气、氦气等液化后更有利于运输和储存,低温气液化所需的冷量通常由透平膨胀装置提供,气体绝热膨胀并对外做功是获得低温的重要方法,而透平膨胀装置就是通过压缩的工质气体在高压下进入透平膨胀机中进行绝热膨胀并对外做功来冷却工质气体,然后在由冷却的工质气体与低温气进行热交换而为低温气提供冷量,但是现有的透平膨胀装置结构较为复杂,仅用于航天和军事领域,并且透平膨胀装置中透平膨胀机容易因供油突然发生故障而损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:将提供一种结构较为简单可靠、在供油突然发生故障时透平膨胀机不易损坏的低温气液化用透平膨胀装置。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案为:一种低温气液化用透平膨胀装置,包括:透平膨胀机,其特征在于:还包括:油罐、供油过滤器、油泵、油压蓄压器、滑油冷却器、压缩机、回气过滤器、油气分离装置、回油过滤器,油罐的出口通过管道与供油过滤器的进口相连通,供油过滤器的出口通过管道与油泵的进口相连通,油泵的出口通过管道与滑油冷却器的进口相连通,油压蓄压器的出口通过管道与油泵和滑油冷却器之间的管道相连通,滑油冷却器的出口通过管道与透平膨胀机相连通,使得油液能进入至透平膨胀机油轴承腔体中进行润滑以及进入至透平膨胀机制动器中带走热量,透平膨胀机还通过管道与油气分离装置的进油口相连通,使得透平膨胀机中的油气混合物能进入至油气分离装置中进行油气分离,油气分离装置的出油口通过管道与回油过滤器的进口相连通,回油过滤器的出口通过管道与油罐的进口相连通,油气分离装置的出气口通过管道与回气过滤器的进口相连通,使得油气分离装置分离油气得到的气体能进入至回气过滤器中过滤,回气过滤器的出口通过管道与压缩机的进口相连通,压缩机的出口通过管道与透平膨胀机中的气体供给腔相连通,使得压缩机能将压缩后的气体注入至透平膨胀机的迷宫式密封区域中对叶轮进行密封,透平膨胀机中的气体排放腔通过管道与压缩机的进口相连通。
进一步的,前述的一种低温气液化用透平膨胀装置,其中:油罐、供油过滤器、油泵、回油过滤器、油气分离装置撬装集成为一个供油撬块;油压蓄压器、滑油冷却器、透平膨胀机、回气过滤器、压缩机撬装集成为一个主撬块。
进一步的,前述的一种低温气液化用透平膨胀装置,其中:油压蓄压器、滑油冷却器、透平膨胀机、回气过滤器、压缩机设置有多个,并且分别撬装集成为多个主撬块,各个主撬块分别通过管路与供油撬块相连,使得供油撬块能分别为各个主撬块供油。
进一步的,前述的一种低温气液化用透平膨胀装置,其中:滑油冷却器为能通过循环水对油进行冷却的冷却器。
本发明的优点为:本发明所述的一种低温气液化用透平膨胀装置结构简单可靠,可用于民用领域;由于采用撬装结构,便于吊装运输、现场安装以及设备更换,使得装置的布局能更加紧凑合理,并且为实现多个主撬块共用一个供油撬块供油提供了便利;油路中设置油压蓄压器后能使透平膨胀机在油路系统骤停或油泵损坏等无油的突发状况下,为透平膨胀机供油一段时间,保证透平膨胀机有足够的时间正常停机,避免透平膨胀机因突然无油而损坏。
附图说明
图1为本发明所述的一种低温气液化用透平膨胀装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示,一种低温气液化用透平膨胀装置,包括:透平膨胀机1,还包括:油罐2、供油过滤器3、油泵4、油压蓄压器5、滑油冷却器6、压缩机7、回气过滤器8、油气分离装置9、回油过滤器10,油罐2的出口通过管道与供油过滤器3的进口相连通,供油过滤器3的出口通过管道与油泵4的进口相连通,油泵4的出口通过管道与滑油冷却器6的进口相连通,滑油冷却器6为能通过循环水对油进行冷却的冷却器;油压蓄压器5的出口通过管道与油泵4和滑油冷却器之6间的管道相连通,油压蓄压器5是根据储能器储存和释放能量的原理制造的,利用油泵4工作时油压压缩蓄压器罐内的空气,在蓄压器罐的顶部就会形成一个压缩气囊,在油泵4断电或故障停止工作的瞬间,蓄压器罐内受压气囊开始膨胀形成压力源,将蓄压器罐内的油液压出向外供给;滑油冷却器6的出口通过管道与透平膨胀机1相连通,使得油液能进入至透平膨胀机1油轴承腔体中进行润滑以及进入至透平膨胀机1制动器中带走热量,透平膨胀机1还通过管道与油气分离装置9的进油口相连通,使得透平膨胀机1中的油气混合物能进入至油气分离装置9中进行油气分离,油气分离装置9的出油口通过管道与回油过滤器10的进口相连通,回油过滤器10的出口通过管道与油罐2的进口相连通,油气分离装置9的出气口通过管道与回气过滤器8的进口相连通,使得油气分离装置9分离油气得到的气体能进入至回气过滤器8中过滤,回气过滤器8的出口通过管道与压缩机7的进口相连通,压缩机7的出口通过管道与透平膨胀机1中的气体供给腔相连通,使得压缩机7能将压缩后的气体注入至透平膨胀机1的迷宫式密封区域中对叶轮进行密封,透平膨胀机1中的气体排放腔通过管道与压缩机7的进口相连通,使得气体能回到压缩机7中被重新加压,然后在被通入至透平膨胀机1的迷宫式密封区域中。
油回路:油罐2中的油在油泵4的泵送下会有小部分油液进入至油压蓄压器5的罐内储存并蓄压,而大部分的油液会被输送至滑油冷却器6中进行降温,然后降温后的油液会被注入至透平膨胀机1油轴承腔体中在轴承和轴之间形成一层油膜对轴进行润滑,并且油液还会被通入至透平膨胀机1的制动器中带走热量;由于膨胀机叶轮与轴承间设有迷宫式密封区域,其中1/5密封气体会混入轴承腔中与油混合,所以膨胀机中最终排出的是油气混合物,油气混合物会被输送至油气分离装置9进行油气分离,分离出的油经过回油过滤器10过滤细小金属颗粒等杂质后会被重新注入油罐2中,分离出的气经过回气过滤器8过滤后会重新返回压缩机7中。
油压蓄压器5可在油路系统骤停或油泵损坏等无油的突发状况下,为透平膨胀机1供油一段时间,保证透平膨胀机1有足够的时间正常停机,避免透平膨胀机1因突然无油而损坏。
气回路:压缩机7中的压缩气通常为与待液化的低温气相同的气体,这样设置是一方面是为了节约成本,另一方面是为了简化装置结构;压缩机7会将压缩后的气体注入至透平膨胀机1中的叶轮与轴承安装腔之间的迷宫式密封区域中对叶轮进行密封,密封叶轮主要作用是保护轴承安装腔中的靠近叶轮的轴承不受来自叶轮的低温影响,迷宫式密封区域内设有气体供给腔和气体排放腔,从气体排放腔可回收大约4/5的气量,其排放气体是干净的,没有油的残留,剩余的1/5的气体会与轴承腔内的油混合一并排出至油气分离装置9中进行油气分离,分离出的气体会与回收的气体汇合后一起返回压缩机7中,这样用于密封的气体就可被重复利用,避免浪费。
在本实施例中,油罐2、供油过滤器3、油泵4、回油过滤器10、油气分离装置9撬装集成为一个供油撬块11;油压蓄压器5、滑油冷却器6、透平膨胀机1、回气过滤器8、压缩机7撬装集成为一个主撬块12。另外,在本实施例中,油压蓄压器5、滑油冷却器6、透平膨胀机1、回气过滤器8、压缩机7均设置有两个,并且分别撬装集成为两个主撬块12,两个主撬块12分别通过管路与供油撬块11相连,使得供油撬块11能分别为各个主撬块12供油。将相对应设备撬装后能使设备在生产车间就进行集成,便于吊装运输、现场安装以及更换,并且可以实现多套装备共用相同油路系统,节约设备投资。
Claims (4)
1.一种低温气液化用透平膨胀装置,包括:透平膨胀机,其特征在于:还包括:油罐、供油过滤器、油泵、油压蓄压器、滑油冷却器、压缩机、回气过滤器、油气分离装置、回油过滤器,油罐的出口通过管道与供油过滤器的进口相连通,供油过滤器的出口通过管道与油泵的进口相连通,油泵的出口通过管道与滑油冷却器的进口相连通,油压蓄压器的出口通过管道与油泵和滑油冷却器之间的管道相连通,滑油冷却器的出口通过管道与透平膨胀机相连通,使得油液能进入至透平膨胀机油轴承腔体中进行润滑以及进入至透平膨胀机制动器中带走热量,透平膨胀机还通过管道与油气分离装置的进油口相连通,使得透平膨胀机中的油气混合物能进入至油气分离装置中进行油气分离,油气分离装置的出油口通过管道与回油过滤器的进口相连通,回油过滤器的出口通过管道与油罐的进口相连通,油气分离装置的出气口通过管道与回气过滤器的进口相连通,使得油气分离装置分离油气得到的气体能进入至回气过滤器中过滤,回气过滤器的出口通过管道与压缩机的进口相连通,压缩机的出口通过管道与透平膨胀机中的气体供给腔相连通,使得压缩机能将压缩后的气体注入至透平膨胀机的迷宫式密封区域中对叶轮进行密封,透平膨胀机中的气体排放腔通过管道与压缩机的进口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种低温气液化用透平膨胀装置,其特征在于:油罐、供油过滤器、油泵、回油过滤器、油气分离装置撬装集成为一个供油撬块;油压蓄压器、滑油冷却器、透平膨胀机、回气过滤器、压缩机撬装集成为一个主撬块。
3.根据权利要求2所述的一种低温气液化用透平膨胀装置,其特征在于:油压蓄压器、滑油冷却器、透平膨胀机、回气过滤器、压缩机设置有多个,并且分别撬装集成为多个主撬块,各个主撬块分别通过管路与供油撬块相连,使得供油撬块能分别为各个主撬块供油。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种低温气液化用透平膨胀装置,其特征在于:滑油冷却器为能通过循环水对油进行冷却的冷却器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 215600 No. 236, Guotai North Road, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu Guofu hydrogen energy technology equipment Co.,Ltd. Address before: Jiangsu Guofu hydrogen technology equipment Co., Ltd., No.19, Fuxin (Chenxin) road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215600 Applicant before: Jiangsu Guofu Hydrogen Energy Technology Equipment Co.,Ltd. Country or region before: China |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
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