CN114901924A - 集成膨胀机和电机-压缩机组件以及包括此类组件的闭环冷却回路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了集成膨胀机和电机‑压缩机组件(2)，所述集成膨胀机和电机‑压缩机组件包括安装在传动轴(10)上的两个径向轴承(15，16)之间的压缩区段(9)、悬臂式位于所述传动轴的自由端处的膨胀机(30)、介于所述膨胀机与第一径向轴承(16)之间的气体扩散器(33)和管道(34)，所述第一径向轴承为距所述膨胀机最近的径向轴承。气体扩散器扩散气障，所述气障由管道吸收。

Description

集成膨胀机和电机-压缩机组件以及包括此类组件的闭环冷 却回路
技术领域
本发明涉及一种集成膨胀机和电机-压缩机组件，并特别涉及此类组件的特定布置。
相关技术
文献EP3426994公开了一种膨胀机和电机压缩机单元，其包括安装在驱动轴上的电动机、以悬臂构型定位在第一轴上并且通过分隔壁与电动机分离的膨胀机、安装在驱动轴上的压缩机和连接两个轴的柔性联接装置。
每个轴由两个径向轴承例如磁性轴承支撑。
在操作中，由膨胀机中膨胀的气体产生的功率被部分地回收为压缩机的压缩功。电动机利用额外的机械功率供应压缩机。
此外，所述单元包括最下游压缩机级中的一者与定位在位于所述分隔壁中的所述第一轴周围的密封布置之间的流体连接，使得缓冲气体由所述压缩机递送到所述密封布置，以避免所述冷却的膨胀气体迁移到并损坏所述轴承和所述电动机。
然而，在柔性联接装置故障的情况下，压缩机不以机械功率进料。因此，没有压缩气体被递送到密封布置，并且冷却的膨胀气体迁移到并损坏轴承和电动机。
此外，当膨胀机在与电动机相同的轴上时，不使用由气体膨胀产生的功率，使得驱动轴的速度增加并损坏组件。需要超速控制系统来控制膨胀机的速度。
当所述膨胀机和电机压缩机单元不包括柔性联接装置时，所述膨胀机、所述电动机和所述压缩机安装在公共轴上。
因此，与和柔性联接装置连接的第一轴和第二轴实施方案相比，公共轴的动态性能下降。
文献US 2013/0091869公开了一种压缩机-膨胀机，其包括以悬臂构型定位在中心轴上的膨胀机，以及支撑在两个轴承之间的中心轴上的多级压缩机。
在操作中，气体在膨胀机中膨胀，并且由气体膨胀产生的功率被部分回收为压缩机的压缩功。
中心轴的自由端连接到适于向中心轴供应额外旋转功率的装置。
然而，压缩机的低压级位于膨胀机侧上。
因此，冷却的膨胀气体可以迁移到并损坏轴承。
此外，当装置机械地连接到压缩机膨胀机时，包括中心轴和装置轴的所得轴比中心轴长。因此，与使用与柔性联接装置连接的两个轴的布置相比，所得轴的动态性能下降。
所公开的膨胀机和电机压缩机单元和所公开的压缩机-膨胀机包括轴向推力轴承，以补偿由施加在压缩机轮上的压差产生的推力。
通常，轴向推力轴承包括安装在轴上的盘和布置在盘的每一侧上的线圈，每个轴包括至少一个轴向推力轴承。
这种布置是体积大的并且需要更大的轴，轴的一部分用于将盘紧固在其上并安装线圈。
因此，轴的动态性能下降。
需要避免至少一些先前提到的缺点，尤其是通过减小轴的长度并通过在故障的情况下避免冷却的膨胀气体损坏组件的壳体内部的部件。
发明内容
根据一个方面，提出了一种新的集成膨胀机和电机-压缩机组件。
所述新的集成膨胀机和电机-压缩机组件包括：
-一个外壳；
-至少两个传动轴，所述至少两个传动轴各自通过至少两个径向轴承支撑在所述外壳中；
-柔性联接装置，所述柔性联接装置连接所述传动轴；
-电动机，所述电动机安装在第一传动轴上；
-膨胀机，所述膨胀机悬臂式位于第二传动轴的自由端处；和
-至少一个压缩区段，所述至少一个压缩区段安装在所述第二传动轴上的所述两个径向轴承之间并且具有高压部分和流体地联接到所述高压部分的低压部分，使得从所述低压部分中出来的气体在所述高压部分中被压缩。
所述组件包括气体扩散器，所述气体扩散器位于所述膨胀机与所述第二传动轴的第一径向轴承之间，所述第一轴承为距所述膨胀机最近的轴承。
所述组件还包括第一管道，所述第一管道连接在所述气体扩散器与所述第一径向轴承之间并且连接到所述低压部分的入口。
所述气体扩散器被构造成扩散引导向所述膨胀机和所述第一径向轴承的气体。
在操作中，可以用进入高压部分的气体的一部分进料气体扩散器，并且第一管道被构造成吸收扩散气体的一部分。
高压部分可以安装在第二第二传动轴上的膨胀机和低压部分之间。
在第一实施方案中，所述至少一个压缩区段可包括至少一个压缩轮和用以补偿作用在所述至少一个压缩轮上的压差的第二平衡活塞。
在第二实施方案中，所述至少一个压缩区段可包括两个半压缩区段，所述两个半压缩区段各自包括至少一个压缩轮并且被布置成使得在所述第二传动轴的旋转期间，由第一半区段的所述至少一个压缩轮产生的推力补偿由所述第二半压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的所述推力。
第二平衡活塞可布置在所述两个半压缩区段之间以补偿作用在所述第一半区段和所述第二半区段的所述至少一个压缩轮上的压差。
有利地，膨胀机和电机-压缩机组件包括至少两个推力轴承。
所述至少两个推力轴承中的第一推力轴承安装在所述至少两个传动轴中的所述第一传动轴上，并且所述至少两个推力轴承中的第二推力轴承安装在所述至少两个传动轴中的所述第二传动轴上。
推力轴承可以包括主动磁轴承或气体轴承。
有利地，每个推力轴承包括第一半推力轴承和第二半推力轴承。
所述第一推力轴承的所述第一半推力轴承和所述第二半推力轴承布置在所述电动机的每一侧处，以环绕所述第一传动轴的所述径向轴承，并且所述第二推力轴承的所述第一半推力轴承和所述第二半推力轴承布置在所述气体扩散器与所述柔性联接件之间，以环绕所述第二传动轴的所述径向轴承。
所述第一半推力轴承被构造成在第一轴向方向上补偿由所述第一传动轴和所述第二传动轴上的所述至少一个压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的推力；并且所述第二半推力轴承被构造成在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向上补偿由所述第一传动轴和所述第二传动轴上的所述至少一个压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的推力。
每个磁性半推力轴承包括在第一传动轴或第二传动轴中的肩部和位于肩部之前和附近的线圈。
第一传动轴或第二传动轴穿过线圈。
所述膨胀机和电机-压缩机组件可包括第一平衡活塞，所述第一平衡活塞沿所述至少两个传动轴中的所述第二传动轴定位并且被构造成补偿作用在所述膨胀机上的压差。
膨胀机至少包括第二管道。
所述第一平衡活塞至少包括第三管道，使得两个管道被构造成一起协作以排空由所述气体扩散器扩散到所述膨胀机的出口的所述气体。
根据另一方面，提出了一种闭环冷却回路。
所述回路可包括如上文所定义的膨胀机和电机-压缩机组件和至少三个热交换器。
所述至少三个热交换器中的第一热交换器与所述低压部分的气体出口和所述高压部分的气体入口联接。
所述至少三个热交换器中的第二热交换器与所述高压部分的气体出口和所述膨胀机的气体入口联接。
所述至少三个热交换器中的第三热交换器与所述膨胀机的气体出口和所述高压部分的所述气体入口联接。
所述第一热交换器和所述第二热交换器被构造成冷却流过所述第一热交换器和所述第二热交换器的所述气体，并且所述第三热交换器被构造成加热流过所述第三热交换器的所述气体。
附图说明
本发明的其他优点和特征将在对实施方案的详细描述(绝非限制性的)和附图的检查之后显现出来，在附图中：
[图1]表示冷却回路的实施方案；并且
[图2]示出了集成膨胀机和电机-压缩机组件的第二实施方案。
具体实施方式
本文的实施方案公开了膨胀机和电机-压缩机组件的至少一个压缩区段的布置，其防止冷却的膨胀气体损坏位于外壳内的部件诸如轴承和/或电动机。
此外，电动机安装在第一传动轴上，并且至少一个压缩区段和膨胀机安装在第二传动轴上。
柔性联接装置连接两个传动轴，从而分离传动轴的弯曲模式。
如果柔性联接件失效，则膨胀机将继续驱动压缩区段直到第二传动轴停止旋转，使得压缩区段仍递送气障。
此气障防止冷却的膨胀气体损坏位于外壳内的部件诸如轴承和/或电动机。另外，每个磁性推力轴承包括第一半推力轴承和第二半推力轴承，所述第一半推力轴承和第二半推力轴承各自包括抑制安装在轴上的盘并且减小所需轴的部分以将推力轴承安装在轴上的传动轴的肩部和线圈。
参考图1，其表示形成闭环冷却回路1的集成膨胀机和电机-压缩机组件2和三个热交换器3、4和5的第一实施方案。
冷却回路被构造成冷却例如在第一热交换器3中循环的流体“FL”。
在另一个实施方案中，冷却回路1可以包括多于或少于三个热交换器。
集成膨胀机和电机-压缩机组件2可以包括使第一轴8(或驱动轴)旋转的电动机6、安装在通过柔性联接装置11与第一轴联接的第二轴10(或从动轴)上的至少一个压缩区段9，和密封的外壳12。每个轴8、10通过两个径向轴承13、14、15、16(诸如气体径向轴承或优选地磁性径向轴承)支撑在外壳12中。
柔性联接装置11使两个传动轴8和传动轴10脱离，从而分离包括轴8和轴10以及安装在每个轴上的部件的两个转子的弯曲模式，并且动态地平衡每个转子。
压缩区段9安装在第二传动轴10上的两个轴承15、16之间，并且包括低压17部分和高压18部分，所述低压部分和高压部分各自包括气体输入19、20、气体输出21、22和压缩区段23、24。
低压部分17的压缩区段23包括第一半压缩区段25，并且高压部分18的压缩区段24包括第二半压缩区段26。
每个半压缩区段包括至少一个压缩轮27、28。
第一半压缩区段25和第二半压缩区段26被布置成使得在第二传动轴10的旋转期间，由第一半压缩区段25的压缩轮27产生的推力补偿由第二半压缩区段26的压缩轮28产生的推力(“背对背”布置)。
第一平衡活塞29可以布置在第一半压缩区段25与第二半压缩区段26之间，以补偿作用在压缩区段9的压缩轮27、28上的压差。
低压部分17的气体出口21通过第二热交换器4与高压部分18的气体入口20联接，以便冷却从低压部分17流到高压部分18的气体。
低压部分17在使用中旨在压缩在入口19处流动的气体，并且高压部分18旨在压缩由低压部分17压缩的气体。
膨胀机30悬臂式位于第二传动轴10的自由端处，并且包括气体入口31，所述气体入口通过第三热交换器5连接到高压部分18的气体出口22，所述第三热交换器冷却从高压部分18流到膨胀机30的气体。
膨胀机30旨在使流动在气体入口31上的压缩气体膨胀，使得膨胀机气体出口32处的低压排气处于非常低的温度，例如-165℃。
在操作中，当柔性联接装置11被损坏使得两个传动轴8和传动轴10机械断开连接时，压缩气体在膨胀机31中膨胀，并且由气体膨胀产生的功率被回收为压缩机区段9的压缩功。
第二传动轴10停止。不需要超速控制系统来保护组件2免受超速损坏。
气体出口32通过热交换器3连接到低压部分17的气体入口19，所述热交换器通过将热量从流体FL传递到气体来冷却流体FL，该过程增加了气体的温度。
例如，热交换器3、4和5包括横流式热交换器。
而且，组件2包括定位在膨胀机30与第二传动轴10的第一径向轴承16之间的气体扩散器33。
第一径向轴承16是距膨胀机30最近的径向轴承。
气体扩散器33与高压部分18的气体入口20联接并且扩散在气体入口20中流动的气体的一部分。
由扩散器33扩散的气体(气障)被引导向膨胀机30和第二传动轴10的第一径向轴承16。
如果柔性联接件11失效，则膨胀机30将继续驱动压缩区段9直到第二传动轴10停止旋转，使得压缩区段9仍递送气障。
此气障防止冷却的膨胀气体损坏位于外壳12内的部件诸如轴承13、14、15、16和/或电动机6。
考虑到所述电机-压缩机中的所述气流以吸收被所述气体扩散器33扩散的气体的一部分，第一管道34在一方面联接在所述气体扩散器33与所述第一径向轴承16之间，并且在另一方面，联接到所述低压部分17的所述气体入口19，即所述低压部分的上游。
第一管道34与气体入口19的连接产生低气压，使得气障由第一管道34抽吸，从而增强由气障产生的热障的效率。
组件2可以包括沿第二传动轴10定位的第二平衡活塞35，以补偿作用在膨胀机30上的压差。在这种情况下，膨胀机30包括第二平衡活塞35与膨胀机30的出口32之间的第二管道36。
第二平衡活塞35可以包括与第二管道36协作以将气障排空到膨胀机30的出口32的第三管道37。
气障的压力高于低压排气的压力，使得气障被抽吸到膨胀机30的出口32，从而避免更多地使低压排气迁移到第一径向轴承16并且进一步到外壳12内部。
高压部分18可以安装在膨胀机30和低压部分17之间。
高压部分18中的气体的压力高于低压膨胀气体，从而避免甚至更多地，低压排气迁移到第一径向轴承16并且进一步到外壳12内部。
所述组件还包括安装在所述第一传动轴8上的第一推力轴承38和安装在所述第二传动轴10上的第二推力轴承39，两个推力轴承均包括例如主动磁轴承或气体轴承。
每个推力轴承38、39可以包括第一半推力轴承40、41和第二半推力轴承42、43。
第一推力轴承38的第一半推力轴承40和第二半推力轴承42布置在电动机6的每一侧处，以环绕第一传动轴8的径向轴承13、14。
第二推力轴承39的第一半推力轴承41和第二半推力轴承43布置在气体扩散器33和柔性联接件11之间，以环绕第二传动轴10的径向轴承15、16。
所述第一半推力轴承40和41在第一轴向方向X上补偿由所述第一传动轴8和第二传动轴10上的压缩区段9的压缩轮27、28产生的推力，并且所述第二半推力轴承42、43在与所述第一轴向方向X相反的第二轴向方向Y上补偿由所述第一传动轴8和第二传动轴10上的压缩区段9的压缩轮27、28产生的推力。
由于各自包括第一半推力轴承40、41和第二半推力轴承42、43的推力轴承38、29两者是相同的，因此下文仅描述第一推力轴承38的架构。
假设第一推力轴承38包括磁性轴承。
每个磁性半推力轴承40、41包括第一传动轴8中的肩部44、45和线圈46、47。
线圈46、47可以是环形线圈。
第一线圈46位于第一肩部44之前和附近；并且第二线圈47位于第二肩部45之前和附近。
第一传动轴8穿过线圈46和线圈47。
被安装在根据现有技术的轴向磁性推力轴承的传动轴上的专用盘被抑制并由肩部44、45替换。
对专用盘的抑制允许节省传动轴上的空间，并且因此设计更短且更刚性的传动轴8、10。由于传动轴8、10比现有技术的传动轴短，因此第一传动轴8和第二传动轴10的弯曲模式的频率高于电动机6的旋转速度范围。
图2示出了集成膨胀机和电机-压缩机组件2的第二实施方案。
组件2的第二实施方案与图1中所示的组件的第一实施方案不同，在于：压缩区段9的第一半压缩区段25和第二半压缩区段26串联，并且第一平衡活塞29位于气体扩散器30与高压部分18之间。
根据另一实施方案，压缩区段9可以包括串联的多于两个的半压缩区段。
在闭环冷却回路1的操作的实施方案中，电动机6驱动第二传动轴10。通过低压部分17的气体输入19引入待压缩的工艺气体。然后，组件2通过压缩轮27和28压缩工艺气体，从而产生由第二热交换器4和第三热交换器5冷却的压缩工艺气体。然后将冷却的压缩工艺气体在膨胀机30中膨胀。
冷却的膨胀工艺气体在第一热交换器3中流动并且由流体FL加热。
流出热交换器的工艺气体流回入口19。
冷却回路1可以用于液化天然气运输船(LNG)，气态天然气FL在第一热交换器3中流动并且液化天然气流出第一热交换器。
本发明的各个创造性方面在以下条款中阐述，除非另外指明，否则这些条款可以任何合适的方式进行组合：
A.一种集成膨胀机和电机-压缩机组件(2)，包括：
-一个外壳(12)；
-至少两个传动轴(8，10)，所述至少两个传动轴各自通过至少两个径向轴承(13，14，15，16)支撑在所述外壳中；
-柔性联接装置(11)，所述柔性联接装置连接所述传动轴；
-电动机(6)，所述电动机安装在第一传动轴上；
-膨胀机(30)，所述膨胀机悬臂式位于第二传动轴的自由端处；和
-至少一个压缩区段(9)，所述至少一个压缩区段安装在所述第二传动轴上的所述两个径向轴承(15，16)之间并且具有高压部分(18)和流体地联接到所述高压部分的低压部分(17)，使得从所述低压部分中出来的气体在所述高压部分中被压缩，
所述集成膨胀机和电机-压缩机组件包括：
气体扩散器(33)，所述气体扩散器定位在所述膨胀机与所述第二传动轴的第一径向轴承(16)之间，所述第一轴承为距所述膨胀机最近的轴承，和
第一管道(34)，所述第一管道连接在所述气体扩散器与所述第一径向轴承之间并且连接到所述低压部分的入口(19)，
其中所述气体扩散器被构造成扩散引导向所述膨胀机和所述第一径向轴承(16)的气体，
其中所述气体扩散器被构造成用进入所述高压部分的所述气体的一部分进料，
其中所述第一管道被构造成吸收所述扩散气体的一部分。
B.根据A所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中所述高压部分(18)安装在所述第二传动轴(10)上的所述膨胀机(30)和所述低压部分(17)之间。
C.根据A或B所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中所述至少一个压缩区段(9)包括至少一个压缩轮(27，28)和用以补偿作用在所述至少一个压缩轮上的压差的第二平衡活塞(29)。
D.根据A或B所述的膨胀机和电机-压缩机组件，
-其中所述至少一个压缩区段(9)包括两个半压缩区段(25，26)，所述两个半压缩区段各自包括至少一个压缩轮并且被布置成使得在所述第二传动轴(10)的旋转期间，由第一半压缩区段(25)的所述至少一个压缩轮(27)产生的推力补偿由所述第二半压缩区段(26)的所述至少一个压缩轮(28)产生的所述推力，并且
-其中第二平衡活塞(29)布置在所述两个半压缩区段之间以补偿作用在所述第一半压缩区段和所述第二半压缩区段的所述至少一个压缩轮上的压差。
E.根据A、B、C或D中任一项所述的膨胀机和电机-压缩机组件，包括至少两个推力轴承(38，39)，所述至少两个推力轴承中的第一推力轴承(38)安装在所述至少两个传动轴中的所述第一传动轴(8)上，并且所述至少两个推力轴承中的第二推力轴承(39)安装在所述至少两个传动轴中的所述第二传动轴(10)上。
F.根据E所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中所述推力轴承(38，39)包括主动磁轴承或气体轴承。
G.根据E或F所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中每个推力轴承(38，39)包括：
第一半推力轴承(40，41)和第二半推力轴承(42，43)，
其中所述第一推力轴承(38)的所述第一半推力轴承(40)和所述第二半推力轴承(42)中的每一者布置在所述电动机(6)的每一侧处，以环绕所述第一传动轴(8)的所述径向轴承(13，14)；并且
其中所述第二推力轴承(39)的所述第一半推力轴承(41)和所述第二半推力轴承(43)布置在所述气体扩散器(33)与所述柔性联接件(11)之间，以环绕所述第二传动轴(10)的所述径向轴承(15，16)，
其中所述第一半推力轴承被构造成在第一轴向方向(X)上补偿由所述第一传动轴和所述第二传动轴上的所述至少一个压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的推力；并且
其中所述第二半推力轴承被构造成在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向(Y)上补偿由所述第一传动轴和所述第二传动轴上的所述至少一个压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的推力。
H.根据G所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中每个磁性半推力轴承(40，41，42，43)包括：
-在所述第一传动轴(8)或所述第二传动轴中的肩部(44，45)；和
-位于所述肩部之前和附近的线圈(46，47)；
其中所述第一传动轴或所述第二传动轴穿过所述线圈。
I.根据A、B、C、D、E、F、G或H所述的膨胀机和电机-压缩机组件，包括：
第一平衡活塞(35)，所述第一平衡活塞沿所述至少两个传动轴中的所述第二传动轴(10)定位并且被构造成补偿作用在所述膨胀机(30)上的压差，
其中所述膨胀机至少包括第二管道(36)，并且
其中所述第一平衡活塞至少包括第三管道(37)，
使得两个管道被构造成一起协作以排空由所述气体扩散器扩散到所述膨胀机的出口的所述扩散气体。
J.一种闭环冷却回路(1)，包括至少三个热交换器(3，4，5)和根据A、B、C、D、E、F、G、H或I所述的膨胀机和电机-压缩机组件(2)，
-其中所述至少三个热交换器中的第一热交换器(4)与所述低压部分(17)的气体出口和所述高压部分(18)的气体入口联接，
-其中所述至少三个热交换器中的第二热交换器(5)与所述高压部分(18)的气体出口和所述膨胀机的气体入口联接，并且
-其中所述至少三个热交换器中的第三热交换器(3)与所述膨胀机的气体出口和所述高压部分的所述气体入口联接，并且
-其中所述第一热交换器和所述第二热交换器被构造成冷却流过所述第一热交换器和所述第二热交换器的所述气体，并且所述第三热交换器被构造成加热流过所述第三热交换器的所述气体。

Claims (10)

1.一种集成膨胀机和电机-压缩机组件(2)，包括：
-一个外壳(12)；
-至少两个传动轴(8，10)，所述至少两个传动轴各自通过至少两个径向轴承(13，14，15，16)支撑在所述外壳中；
-柔性联接装置(11)，所述柔性联接装置连接所述传动轴；
-电动机(6)，所述电动机安装在第一传动轴上；
-膨胀机(30)，所述膨胀机悬臂式位于第二传动轴的自由端处；和
-至少一个压缩区段(9)，所述至少一个压缩区段安装在所述第二传动轴上的所述两个径向轴承(15，16)之间并且具有高压部分(17)和流体地联接到所述高压部分的低压部分(16)，使得从所述低压部分中出来的气体在所述高压部分中被压缩，
其特征在于，所述集成膨胀机和电机-压缩机组件包括：
气体扩散器(33)，所述气体扩散器定位在所述膨胀机与所述第二传动轴的第一径向轴承(16)之间，所述第一轴承为距所述膨胀机最近的轴承，和
第一管道34)，所述第一管道连接在所述气体扩散器与所述第一径向轴承之间并且连接到所述低压部分的入口(19)，
其中所述气体扩散器被构造成扩散引导向所述膨胀机和所述第一径向轴承(16)的气体，
其中所述气体扩散器被构造成用进入所述高压部分的所述气体的一部分进料，
其中所述第一管道被构造成吸收所述扩散气体的一部分。
2.根据权利要求1所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中所述高压部分(18)安装在所述第二所述第二传动轴(10)上的所述膨胀机(30)和所述低压部分(17)之间。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中所述至少一个压缩区段(9)包括至少一个压缩轮(27，28)和用以补偿作用在所述至少一个压缩轮上的压差的第二平衡活塞(29)。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的膨胀机和电机-压缩机组件，
-其中所述至少一个压缩区段(9)包括两个半压缩区段(25，26)，所述两个半压缩区段各自包括至少一个压缩轮并且被布置成使得在所述第二传动轴(10)的旋转期间，由第一半压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的推力补偿由所述第二半压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的所述推力，并且
-其中第二平衡活塞(29)布置在所述两个半压缩区段之间以补偿作用在所述第一半压缩区段和所述第二半压缩区段的所述至少一个压缩轮上的压差。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的膨胀机和电机-压缩机组件，包括至少两个推力轴承(38，39)，所述至少两个推力轴承中的第一推力轴承(38)安装在所述至少两个传动轴中的所述第一传动轴(8)上，并且所述至少两个推力轴承中的第二推力轴承(39)安装在所述至少两个传动轴中的所述第二传动轴(10)上。
6.根据权利要求5所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中所述推力轴承(38，39)包括主动磁轴承或气体轴承。
7.根据权利要求5或6所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中每个推力轴承(38，39)包括：
第一半推力轴承(40，41)和第二半推力轴承(42，43)，其中所述第一推力轴承(38)的所述第一半推力轴承(40)和所述第二半推力轴承(42)中的每一者布置在所述电动机(6)的每一侧处，以环绕所述第一传动轴(8)的所述径向轴承(13，14)；并且
其中所述第二推力轴承(39)的所述第一半推力轴承(41)和所述第二半推力轴承(43)布置在所述气体扩散器(33)与所述柔性联接件(11)之间，以环绕所述第二传动轴(10)的所述径向轴承(15，16)，
其中所述第一半推力轴承被构造成在第一轴向方向(X)上补偿由所述第一传动轴和所述第二传动轴上的所述至少一个压缩区段的所述至少一个压缩轮(27，28)产生的推力；并且
其中所述第二半推力轴承被构造成在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向(Y)上补偿由所述第一传动轴和所述第二传动轴上的所述至少一个压缩区段的所述至少一个压缩轮产生的推力。
8.根据权利要求7所述的膨胀机和电机-压缩机组件，其中每个磁性半推力轴承(40，41，42，43)包括：
-在所述第一传动轴(8)或所述第二传动轴中的肩部(44，45)；和
-位于所述肩部之前和附近的线圈(46，47)；
其中所述第一传动轴或所述第二传动轴穿过所述线圈。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的膨胀机和电机-压缩机组件，包括：
第一平衡活塞(25)，所述第一平衡活塞沿所述至少两个传动轴中的所述第二传动轴(10)定位并且被构造成补偿作用在所述膨胀机(30)上的压差，
其中所述膨胀机至少包括第二管道(36)，并且
其中所述第一平衡活塞至少包括第三管道(37)，
使得两个管道被构造成一起协作以排空由所述气体扩散器扩散到所述膨胀机的出口的所述气体。
10.一种闭环冷却回路(1)，包括至少三个热交换器(3，4，5)和根据权利要求1至9中任一项所述的膨胀机和电机-压缩机组件(2)，
-其中所述至少三个热交换器中的第一热交换器(4)与所述低压部分(17)的气体出口和所述高压部分(18)的气体入口联接，
-其中所述至少三个热交换器中的第二热交换器(5)与所述高压部分(18)的气体出口和所述膨胀机(30)的气体入口联接，并且
-其中所述至少三个热交换器中的第三热交换器(3)与所述膨胀机的气体出口和所述高压部分(18)的所述气体入口联接，并且
-其中所述第一热交换器和所述第二热交换器被构造成冷却流过所述第一热交换器和所述第二热交换器的所述气体，并且所述第三热交换器被构造成加热流过所述第三热交换器的所述气体。
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