CN116816456A - 一种共轴式多级双透平一体机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种共轴式多级双透平一体机，包括共用筒体和整体抽芯结构的芯包；共用筒体包括中间腔和分别位于中间腔两侧的两个透平腔，透平腔具有透平入口和透平出口。芯包能够从共用筒体内整体装入或抽出，芯包包括设置在共用筒体内的转子部件，转子部件在中间腔所对处安装有支撑轴承，且支撑轴承将两个透平腔分隔，转子部件在两个透平腔所对应处分别安装有多级叶轮。本发明，采用减法设计，具有现场安装改造方便、结构简单、安全稳定、成本低廉、维护方便等特点，能够满足石油化工、煤化工、海水淡化装置等行业工艺流程中高压剩余液体能量回收的液力回收透平设备的要求。

Description

一种共轴式多级双透平一体机

技术领域

本发明涉及透平机技术领域，具体而言是一种适用于石油化工、煤化工等行业中，两种不同流体同时回收高压能量的双液力回收透平一体机，尤其涉及一种共轴式多级双透平一体机。

背景技术

目前，石油化工、煤化工行业流体工质需要回收高压富裕能量时，通常采用液力回收透平机，将富裕能量回收转化为电能或机械能的方式实现节能减排，随着节能减排技术的发展，实现节约能源、降低能量消耗、合理的利用资源、能源再利用是主要技术发展方向。当两种流体同时需要回收富裕高压能量时，采用传统设计需要两台单独的透平机，占用空间大、结构复杂、成本较高、维护难度较大。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种共轴式多级双透平一体机。

本发明采用的技术手段如下：

一种共轴式多级双透平一体机，包括共用筒体和整体抽芯结构的芯包；

所述共用筒体包括中间腔和分别位于所述中间腔两侧的两个透平腔，所述透平腔具有透平入口和透平出口，且两个所述透平出口分别设置在所述共用筒体的两个端部处。

所述芯包能够从所述共用筒体内整体装入或抽出，所述芯包包括设置在所述共用筒体内的转子部件，所述转子部件在所述中间腔所对处安装有支撑轴承，且所述支撑轴承将两个所述透平腔分隔，所述转子部件在两个所述透平腔所对应处分别安装有多级叶轮，两个所述透平腔内的叶轮反向布置，且在两个所述透平出口处分别具有套在所述转子部件上的第一吐出函体和第二吐出函体，所述第一吐出函体密封所述共用筒体的一个端部，所述共用筒体的另一个端部通过泵盖密封，且所述第二吐出函体靠近所述泵盖；所述转子部件的两端分别穿出所述第一吐出函体和所述泵盖，并在穿出处通过密封部件密封，且所述转子部件的两端分别通过非驱动端轴承部件和驱动端轴承部件支撑。

优选地，所述芯包还包括设置在所述转子部件上的平衡套。

优选地，所述芯包还包括与所述叶轮配合的泵导叶。

优选地，所述第一吐出函体与所述共用筒体的端部把合，所述泵盖与所述共用筒体的端部把合；靠近所述第一吐出函体的泵导叶与所述第一吐出函体把合；

所述泵盖与所述第二吐出函体和所述共用筒体的端部把合，所述靠近所述第二吐出函体的泵导叶与所述第二吐出函体把合。

优选地，所述共用筒体的内壁在所述透平入口处设置有凹腔。

优选地，多级所述叶轮之间通过卡环与所述转子部件逐级定位连接。

优选地，驱动端轴承部件包括径向轴承，所述非驱动端轴承部件包括径向轴承和推力轴承。

优选地，所述第二吐出函体为双吸吐出函体，所述双吸吐出函体内设置有一个所述叶轮，且所述双吸吐出函体与所述叶轮的连接处设置有第一密封环；

所述平衡套位于所述双吸吐出函体与所述转子部件之间，且所述平衡套与所述双吸吐出函体连接处安装有第二密封环；

所述第一吐出函体与其一旁所述叶轮的连接处设置有第三密封环，且此叶轮与其所配合的所述泵导叶之间具有第四密封环。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用两透平组件共轴一体式结构，由两台动设备简化为一台，安装空间需求大幅度减小，并可根据客户现场管道方向调整进出口方向，利于现场布置；

2、由于采用一个转子部件、共用筒体，减少了一半数量的机械密封及轴承部件，采购或改造成本可降低约20％；

3、由于采用转子部件、共用筒体，密封件等可泄漏点减少一半，大幅度减小了介质外泄的风险，设备安全性得以提高；

4、采用整体抽芯芯包形式，可实现快速抽芯替换方式而不需要拆卸筒体，芯包整体替换可实现4小时内恢复生产，大幅度下降故障损失；

5、本发明所述的共轴式多级双透平一体机，采用减法设计，具有现场安装改造方便、结构简单、安全稳定、成本低廉、维护方便等特点，能够满足石油化工、煤化工、海水淡化装置等行业工艺流程中高压剩余液体能量回收的液力回收透平设备的要求。

基于上述理由本发明可在透平一体机等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种共轴式多级双透平一体机结构示意图。

图中：1、非驱动端轴承部件；2、密封部件；3、共用筒体；4、支撑轴承；5、平衡套；6、转子部件；7、泵盖；8、驱动端轴承部件；9、第一密封环；10、第二密封环；11、第四密封环；12、第三密封环；13、叶轮；14、泵导叶；15、第一吐出函体；16、双吸吐出函体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种共轴式多级双透平一体机，包括共用筒体3和整体抽芯结构的芯包；

所述共用筒体3包括中间腔和分别位于所述中间腔两侧的两个透平腔，所述透平腔具有透平入口和透平出口，且两个所述透平出口分别设置在所述共用筒体的两个端部处。

所述芯包能够从所述共用筒体3内整体装入或抽出，所述芯包包括设置在所述共用筒体内的转子部件6，所述转子部件6在所述中间腔所对处安装有支撑轴承4，且所述支撑轴承4将两个所述透平腔分隔，所述转子部件6在两个所述透平腔所对应处分别安装有多级叶轮13，两个所述透平腔内的叶轮13反向布置，多级叶轮13之间通过卡环与所述转子部件6逐级定位连接。所述芯包具有与叶轮13配合的泵导叶14；

所述芯包在两个所述透平出口处分别具有套在所述转子部件6上的第一吐出函体15和第二吐出函体，所述第二吐出函体为双吸吐出函体16；所述共用筒体3的内壁在所述透平入口处设置有凹腔。

所述第一吐出函体15密封所述共用筒体3的一个端部，所述共用筒体3的另一个端部通过泵盖7密封，且所述为双吸吐出函体16靠近所述泵盖7；所述转子部件6的两端分别穿出所述第一吐出函体15和所述泵盖7，并在穿出处通过密封部件2密封，且所述转子部件6的两端分别通过非驱动端轴承部件1和驱动端轴承部件8支撑。

所述双吸吐出函体16内设置有一个所述叶轮13，且所述双吸吐出函体16与所述叶轮13的连接处设置有第一密封环9；

所述芯包还包括设置在所述转子部件6上的平衡套5。所述平衡套5位于所述双吸吐出函体16与所述转子部件6之间，且所述平衡套5与所述双吸吐出函体16连接处安装有第二密封环10；

所述第一吐出函体15与其一旁所述叶轮13的连接处设置有第三密封环12，且此叶轮13与其所配合的所述泵导叶14之间具有第四密封环11。

所述第一吐出函体15与所述共用筒体3的端部把合，所述泵盖7与所述共用筒体3的端部把合；靠近所述第一吐出函体15的泵导叶14与所述第一吐出函体15把合；

所述泵盖7与所述第二吐出函体16和所述共用筒体3的端部把合，所述靠近所述第二吐出函体16的泵导叶14与所述第二吐出函体16把合。

驱动端轴承部件8包括径向轴承，所述非驱动端轴承部件1包括径向轴承和推力轴承。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，包括共用筒体和整体抽芯结构的芯包；

所述共用筒体包括中间腔和分别位于所述中间腔两侧的两个透平腔，所述透平腔具有透平入口和透平出口，且两个所述透平出口分别设置在所述共用筒体的两个端部处。

所述芯包能够从所述共用筒体内整体装入或抽出，所述芯包包括设置在所述共用筒体内的转子部件，所述转子部件在所述中间腔所对处安装有支撑轴承，且所述支撑轴承将两个所述透平腔分隔，所述转子部件在两个所述透平腔所对应处分别安装有多级叶轮，两个所述透平腔内的叶轮反向布置，且在两个所述透平出口处分别具有套在所述转子部件上的第一吐出函体和第二吐出函体，所述第一吐出函体密封所述共用筒体的一个端部，所述共用筒体的另一个端部通过泵盖密封，且所述第二吐出函体靠近所述泵盖；所述转子部件的两端分别穿出所述第一吐出函体和所述泵盖，并在穿出处通过密封部件密封，且所述转子部件的两端分别通过非驱动端轴承部件和驱动端轴承部件支撑。

2.根据权利要求1所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，所述芯包还包括设置在所述转子部件上的平衡套。

3.根据权利要求2所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，所述芯包还包括与所述叶轮配合的泵导叶。

4.根据权利要求3所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，所述第一吐出函体与所述共用筒体的端部把合，所述泵盖与所述共用筒体的端部把合；靠近所述第一吐出函体的泵导叶与所述第一吐出函体把合；

所述泵盖与所述第二吐出函体和所述共用筒体的端部把合，所述靠近所述第二吐出函体的泵导叶与所述第二吐出函体把合。

5.根据权利要求1所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，所述共用筒体的内壁在所述透平入口处设置有凹腔。

6.根据权利要求1所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，多级所述叶轮之间通过卡环与所述转子部件逐级定位连接。

7.根据权利要求1所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，驱动端轴承部件包括径向轴承，所述非驱动端轴承部件包括径向轴承和推力轴承。

8.根据权利要求3所述的一种共轴式多级双透平一体机，其特征在于，所述第二吐出函体为双吸吐出函体，所述双吸吐出函体内设置有一个所述叶轮，且所述双吸吐出函体与所述叶轮的连接处设置有第一密封环；

所述平衡套位于所述双吸吐出函体与所述转子部件之间，且所述平衡套与所述双吸吐出函体连接处安装有第二密封环；

所述第一吐出函体与其一旁所述叶轮的连接处设置有第三密封环，且此叶轮与其所配合的所述泵导叶之间具有第四密封环。