CN113719324A - 一种轴透平泵以及温差能发电系统 - Google Patents
一种轴透平泵以及温差能发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113719324A CN113719324A CN202111051385.0A CN202111051385A CN113719324A CN 113719324 A CN113719324 A CN 113719324A CN 202111051385 A CN202111051385 A CN 202111051385A CN 113719324 A CN113719324 A CN 113719324A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- turbine
- pump
- generator
- shell
- main shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/08—Adaptations for driving, or combinations with, pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/12—Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
- F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven
- F04D25/045—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven the pump wheel carrying the fluid driving means, e.g. turbine blades
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种轴透平泵以及温差能发电系统,转化次数少,能力损失小。一种共轴透平泵,包括依次同轴连接的涡轮部套、发电机和泵部套,发电机包括发电机壳、主轴发电机段,以及,设置在主轴发电机段上的发电机转子,设置在发电机壳上的发电机定子;发电机转子与发电机定子配合;涡轮部套包括固定在一起的涡轮进气壳、涡轮排气壳,以及,同轴安装在主轴发电机段上的涡轮拉杆,安装在涡轮拉杆上的涡轮转子,安装在涡轮进气壳、涡轮排气壳上的涡轮静子,安装在涡轮静子气体流入端的涡轮导流罩;涡轮转子与涡轮静子配合。泵部套包括泵壳、主轴泵段,以及,同轴安装在主轴泵段上的泵叶轮。一种温差能发电系统包括蒸发器、冷凝器、轴透平泵。
Description
技术领域
本发明涉及发电技术领域,特别是涉及一种轴透平泵以及温差能发电系统。
背景技术
海洋温差能发电技术领域中,利用深层海水和表层海水的温差并基于有机朗肯循环发电,由于海洋冷热海水温差小、循环参数低、能量密度低,通过改进关键部件性能是提高温差能发电循环的重点方向。
透平膨胀机和工质泵是有机朗肯循环(ORC)系统的关键设备,在常规的ORC系统中,透平通过驱动发电机输出电能,工质泵电机通过消耗电能驱动泵体,将低压液态工质泵送至高压的蒸发器,透平产生的机械功无法直接供工质泵泵体消耗,能量转化过程为机械能→电能→机械能。由于能量在转化的过程中存在着不可避免的损耗,减小能量的转化次数,将减小不必要的能量损失,有利于提升系统整体效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种轴透平泵以及温差能发电系统,转化次数少,能力损失小。
本发明的目的是这样实现的:
一种共轴透平泵,包括依次同轴连接的涡轮部套、发电机和泵部套,
所述发电机包括发电机壳、主轴发电机段,以及,设置在主轴发电机段上的发电机转子,设置在发电机壳上的发电机定子;发电机转子与发电机定子配合;
所述涡轮部套包括固定在一起的涡轮进气壳、涡轮排气壳,以及,同轴安装在主轴发电机段上的涡轮拉杆,安装在涡轮拉杆上的涡轮转子,安装在涡轮进气壳、涡轮排气壳上的涡轮静子,安装在涡轮静子气体流入端的涡轮导流罩;涡轮转子与涡轮静子配合。
所述泵部套包括泵壳、主轴泵段,以及,同轴安装在主轴泵段上的泵叶轮。
优选地,所述涡轮转子、泵叶轮均通过螺母锁紧。
优选地,所述涡轮拉杆、主轴泵段的直径均小于主轴发电机段的直径,所述主轴发电机段的两端分别通过磁浮式径向轴承支撑于发电机壳,所述涡轮排气壳固定在发电机壳上,所述泵壳通过泵连接环固定在发电机壳上。形成一体式外壳,所述发电机壳上设有散热翅片。所述泵连接环上设置有机械密封和油封与主轴配合,所述泵连接环上设有隔板与泵叶轮配合。所述主轴上设有推力盘,所述发电机壳体设有磁浮式推力轴承与推力盘配合;所述主轴、发电机壳体之间设有事故保护用滚动轴承,事故保护用滚动轴承分布在磁浮式径向轴承外侧。
一种温差能发电系统,包括:
蒸发器,用于设置在高温区,通过热源将液体汽化;
冷凝器,用于设置在低温区,通过冷源将蒸汽液化;
共轴透平泵,涡轮部套的进口端连接蒸发器的出口端,涡轮部套的出口端连接冷凝器的进口端,泵部套的进口端连接冷凝器的出口端,泵部套的出口端连接蒸发器的进口端,形成循环,所述发电机用于向外输出电能。
优选地,所述蒸发器设置在海洋的高温水区,所述冷凝器设置在海洋的低温水区。
优选地,所述涡轮部套的进口端、蒸发器的出口端之间,以及泵部套的出口端、蒸发器的进口端之间分别设有旁通管路,并通过调节阀调节流量。
由于采用了上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
1、结构紧凑,涡轮壳体、发电机壳体、泵连接环、泵壳体直接相连固定,涡轮转子、主轴、泵叶轮同轴连接,大大地节约了空间;
2、发电效率高,涡轮转子、发电机转子以及泵叶轮同轴,减小了能量转化过程,提高了能量传递效率。
附图说明
图1为共轴透平泵的结构示意图;
图2为温差能发电系统的结构示意图。
附图标记
附图中,1为涡轮进气壳,2为涡轮进气导流罩,3为涡轮静子,4为涡轮转子,5为涡轮排气壳,6为事故保护用滚动轴承,7为磁浮式径向轴承,8为发电机壳,9为散热翅片,10为发电机定子,11为发电机转子,12为磁浮式径向轴承,13为泵连接环,14为泵壳,15为泵轮锁紧螺母,16为泵叶轮,17为隔板,18为机械密封,19为油封,20为主轴,21为磁浮式推力轴承,22为推力盘,23为涡轮拉杆,24为涡轮锁紧螺母;
25为冷凝器,26为蒸发器,27为共轴透平泵。
具体实施方式
如图1所示,一种共轴透平泵,主要包括涡轮部套、发电机和泵部套。所述涡轮部套、泵部套均为轴向进口,切向出口,主轴20上依次设置有涡轮转子23、涡轮转子螺母24、涡轮拉杆23、发电机转子11、泵叶轮16和锁紧螺母15,其中涡轮转子螺母24和涡轮拉杆23用于固定涡轮转子23和主轴20,锁紧螺母15用于固定泵叶轮16和主轴20,涡轮做功后通过主轴20向发电机和泵传递功率,带动高速发电机转子11和泵叶轮16旋转,涡轮做功产生的机械能一部分被发电机转化为电能后向外输出,一部分被泵叶轮16消耗后转化为被泵送流体的压力能。
流体膜轴承可以被用于替代磁浮式径向轴承和磁浮式推力轴承,在替代方案中,图中的磁浮式径向轴承7和磁浮式推力轴承21的示意性描绘应视为包括流体膜轴承。当流体膜轴承被用于替代磁浮式径向轴承7和磁浮式推力轴承21时,通常不需要事故保护用滚动轴承6。
在海洋温差能发电系统中(图2所示),来自蒸发器26的气态工质进入共轴透平泵27涡轮端做功后,经排气壳进入系统冷凝器25冷凝为液态,液态工质经共轴透平泵27的泵端泵送至蒸发器,在蒸发器26中被加热为气态,至此,系统完成循环。涡轮端做功大部分经发电机转化为电能,并向系统外输出,另一部分被泵消耗。此过程中,泵消耗的能量直接来自于涡轮端。
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 (9)
1.一种共轴透平泵,其特征在于:包括依次同轴连接的涡轮部套、发电机和泵部套,
所述发电机包括发电机壳、主轴发电机段,以及,设置在主轴发电机段上的发电机转子,设置在发电机壳上的发电机定子;
所述涡轮部套包括固定在一起的涡轮进气壳、涡轮排气壳,以及,同轴安装在主轴发电机段上的涡轮拉杆,安装在涡轮拉杆上的涡轮转子,安装在涡轮进气壳、涡轮排气壳上的涡轮静子,安装在涡轮静子气体进口端的涡轮导流罩;
所述泵部套包括泵壳、主轴泵段,以及,同轴安装在主轴泵段上的泵叶轮。
2.根据权利要求1所述的共轴透平泵,其特征在于:所述涡轮转子、泵叶轮均通过螺母锁紧。
3.根据权利要求1所述的共轴透平泵,其特征在于:所述涡轮拉杆、主轴泵段的直径均小于主轴发电机段的直径,所述主轴发电机段的两端通过磁浮式径向轴承、磁浮式推力轴承支撑于发电机壳,所述主轴发电机段上设有推力盘,所述磁浮式推力轴承与推力盘配合,所述涡轮排气壳固定在发电机壳上,所述泵壳通过泵连接环固定在发电机壳上。
4.根据权利要求3所述的共轴透平泵,其特征在于:所述泵连接环上设置有机械密封和油封与主轴泵段配合,所述泵连接环上设有隔板与泵叶轮配合。
5.根据权利要求3所述的共轴透平泵,其特征在于:所述主轴发电机段、发电机壳体之间设有事故保护用滚动轴承,事故保护用滚动轴承分布在磁浮式径向轴承外侧。
6.根据权利要求1所述的共轴透平泵,其特征在于:所述发电机壳上设有散热翅片。
7.一种温差能发电系统,其特征在于,包括:
蒸发器,用于设置在高温区,通过热源将液体汽化;
冷凝器,用于设置在低温区,通过冷源将蒸汽液化;
权利要求1-6任一所述的共轴透平泵,涡轮部套的进口端连接蒸发器的出口端,涡轮部套的出口端连接冷凝器的进口端,泵部套的进口端连接冷凝器的出口端,泵部套的出口端连接蒸发器的进口端,形成循环,所述发电机用于向外输出电能。
8.根据权利要求7所述的温差能发电系统,其特征在于:所述蒸发器设置在海洋的高温水区,所述冷凝器设置在海洋的低温水区。
9.根据权利要求7所述的温差能发电系统,其特征在于:所述涡轮部套的进口端、蒸发器的出口端之间,以及泵部套的出口端、蒸发器的进口端之间分别设有旁通管路,并通过调节阀调节流量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111051385.0A CN113719324A (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种轴透平泵以及温差能发电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111051385.0A CN113719324A (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种轴透平泵以及温差能发电系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113719324A true CN113719324A (zh) | 2021-11-30 |
Family
ID=78682645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111051385.0A Pending CN113719324A (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种轴透平泵以及温差能发电系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113719324A (zh) |
-
2021
- 2021-09-08 CN CN202111051385.0A patent/CN113719324A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8893499B2 (en) | Advanced super-critical CO2 expander-generator | |
US9476428B2 (en) | Ultra high pressure turbomachine for waste heat recovery | |
US8739538B2 (en) | Generating energy from fluid expansion | |
US20080246281A1 (en) | Turboalternator with hydrodynamic bearings | |
RU2568378C2 (ru) | Установка для выработки энергии (варианты) и турбодетандер | |
KR20120058582A (ko) | 엔진 폐열 회수 발전 터보 시스템 및 이것을 구비한 왕복동 엔진 시스템 | |
EP2572079A1 (en) | Generator system for an organic rankine cycle | |
CN110242375A (zh) | 一种基于气浮轴承的双级有机朗肯循环系统及其工作方法 | |
CN113790089A (zh) | 一种低温余热发电系统 | |
US9127595B2 (en) | Parallel cascaded cycle gas expander | |
JP2008175212A (ja) | タービン発電機 | |
CN213176096U (zh) | 一种超临界二氧化碳布雷顿循环压缩机 | |
CN217481337U (zh) | 一种共轴透平泵以及温差能发电系统 | |
US20150107249A1 (en) | Extracting Heat From A Compressor System | |
US20120034067A1 (en) | Turbocompressor and System for a Supercritical-Fluid Cycle | |
CN113719324A (zh) | 一种轴透平泵以及温差能发电系统 | |
CN216767564U (zh) | 超临界流体与燃气轮机联合循环系统 | |
WO2016137442A1 (en) | A turbine and method of making and using the same | |
CN212296518U (zh) | 一种补流式有机朗肯循环系统和双级膨胀机 | |
CN215804757U (zh) | 一种用于低温余热发电系统的磁悬浮压缩膨胀一体设备 | |
EP2074289B1 (en) | Steam power plant | |
CN216077245U (zh) | 一种用于朗肯循环发电系统的双级压缩膨胀一体设备 | |
JP2004340014A (ja) | タービン発電機 | |
CN113864000B (zh) | 一种朗肯循环发电系统 | |
EP3056695B1 (en) | Single shaft combined cycle power plant shaft arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |