CN201221413Y - 热力发电核心机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种热力发电核心机，它包括自左向右依次相连且同轴安装的涡轮机、压气机、压气机进气机匣、永磁电机和进气机匣，所述进气机匣内安装有座套，所述涡轮机、压气机和永磁电机的转轴为相同的一根轴，所述转轴的首部承载在所述座套内，其中部承载在所述压气机进气机匣内，其尾部伸入到所述涡轮机内，所述座套和进气机匣之间形成进气通道，该进气通道和所述永磁电机的进气通道、所述压气机进气机匣的进气通道、所述压气机的入口自右向左依次相通，冷空气通过进气通道，经压气机入口后被吸入压气机内。本实用新型性能可靠、耐高温高速旋转且使用寿命长，并且该热力发电核心机适用于各种燃料气燃烧加热。

Description

热力发电核心机
技术领域
本实用新型涉及一种发电核心机，具体是指一种热力发电核心机。
背景技术
目前微型燃气轮机作为可移动或分布式发电站的电源设施已在国际上得到认可，这种微型发电装置的核心结构为发电核心机，该发电核心机主要由永磁电机、压气机和涡轮机组成。当前国内还没有这种成型的微型燃气轮机发电运行的商品，主要的因素是要提高该微型燃气轮机的热转换效率和长寿命发电运行的可靠性，再者就是要求该发电装置所使用的燃料来源要丰富广泛，避开当前石油燃料的紧张局面。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种性能可靠、耐高温高速旋转且使用寿命长的热电联产微型燃气轮机中的热力发电核心机，该热力发电核心机适用于各种燃料气燃烧加热。
本实用新型的上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种热力发电核心机，其特征在于：它包括自左向右依次相连且同轴安装的涡轮机、压气机、压气机进气机匣、永磁电机和进气机匣，所述进气机匣内安装有座套，所述涡轮机、压气机和永磁电机的转轴为相同的一根轴，所述转轴的首部承载在所述座套内，其中部承载在所述压气机进气机匣内，其尾部伸入到所述涡轮机内，所述座套和进气机匣之间形成进气通道，该进气通道和所述永磁电机的进气通道、所述压气机进气机匣的进气通道、所述压气机的入口自右向左依次相通，冷空气通过进气通道，经压气机入口后被吸入压气机内。
本实用新型热力发电核心机将外界空气吸入压气机，经过压气机叶轮旋转后从压气机出口输出，进入外部的加热系统后再将加热后的高压膨胀空气送入涡轮机，高温高压的膨胀气体吹动涡轮高速旋转，涡轮在高速旋转过程中带动转轴转动，进入额定的高速运转状态，此时永磁电机变为发电机，输出电力。
本实用新型中，所述转轴的首部通过前定位支撑结构承载在所述座套内，所述的前定位支撑结构包括转轴前轴承机匣、转轴气浮轴承套和前径向气浮轴承，所述转轴前轴承机匣固定安装在所述座套内，所述转轴气浮轴承套和前径向气浮轴承安装在所述转轴前轴承机匣内；所述转轴的中部通过后定位支撑结构承载在所述压气机进气机匣内，所述的后定位支撑结构包括转轴后轴承机匣、转轴气浮轴承套和后径向气浮轴承，所述转轴后轴承机匣固定安装在所述压气机进气机匣内，所述转轴气浮轴承套和后径向气浮轴承安装在所述转轴后轴承机匣内。
本实用新型的转轴通过前定位支撑结构和后定位支撑结构承托，支撑结构中的轴承均采用气体悬浮轴承，可保证转轴以无机械接触摩擦的方式进行高速旋转，可以延长转轴的使用寿命，并且保证整机工作时的稳定性。
本实用新型作如下改进：所述座套和进气机匣之间形成的进气通道为流线型通道，便于冷空气进入。
本实用新型还作如下改进：所述压气机的叶轮和所述涡轮机的涡轮背靠背设置，缩短了整机的轴向长度。
本实用新型还作如下改进：所述座套内安装有转轴转速音轮和转速传感器，所述转轴转速音轮与所述转轴的首端固定连接，并可在转轴带动下转动，所述转速传感器的安装位置与所述转轴转速音轮处于相对应位置处。
本实用新型采用转速传感装置进行转速检测，再经电器控制系统进行控制，使本机转轴工作在额定的发电状态下运行。
与现有技术相比，本实用新型中压气机叶轮和涡轮机的涡轮采用背靠背的结构，缩短了整机的轴向长度，同时采用空气的气体悬浮轴承来支撑转轴，对高速旋转的转轴在其强度和振动方面得到高可靠性及长寿命性的稳定工作保证，此外，本实用新型的热力发电核心机适用于各种燃料气燃烧加热，大大扩展热力发电核心机的使用空间。
附图说明
图1是本实用新型热力发电核心机的整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的热力发电核心机，它包括自左向右依次相连且同轴安装的涡轮机1、压气机2、压气机进气机匣3、永磁电机4和进气机匣5，进气机匣5内安装有座套13，座套13的外缘轮廓面为流线型的曲面结构，进气机匣5的内缘轮廓面为光滑的曲面结构，座套13和进气机匣5两者之间形成流线型的进气通道，该进气通道和永磁电机4的进气通道、压气机进气机匣3的进气通道、压气机2的入口2b自右向左依次相通，构成冷空气的进气通道结构，冷空气通过进气通道，经压气机入口2b后被压气机的叶轮2a吸入压气机2内，压气机2的叶轮2a和涡轮机1的涡轮1a背靠背设置。
涡轮机1、压气机2和永磁电机3的转轴7为相同的一根轴，转轴7的首部通过前定位支撑结构承载在座套13内，前定位支撑结构包括转轴前轴承机匣12、转轴气浮轴承套11和前径向气浮轴承10，转轴前轴承机匣12固定安装在座套13内，转轴气浮轴承套11和前径向气浮轴承10安装在转轴前轴承机匣12内，转轴7的中部通过后定位支撑结构承载在压气机进气机匣3内，后定位支撑结构包括转轴后轴承机匣8、转轴气浮轴承套9和后径向气浮轴承7，转轴后轴承机匣8固定安装在压气机进气机匣3内，转轴气浮轴承套9和后径向气浮轴承7安装在转轴后轴承机匣8内，转轴7的尾部伸入到涡轮机1内，其尾端通过螺钉固定在转轴涡轮机的中心。
座套13内还安装有转子转速音轮14和转速传感器15，转子转速音轮14通过螺钉固定安装在转轴7的首端，转子转速音轮14可在转轴7带动下转动，转速传感器15的安装位置与转子转速音轮14处于相对应位置处，通过转速传感器15来测定转轴7的转速。
本实用新型的工作过程如下：该热力发电核心机工作启动时，先通过整体机组的电器变频控制系统将永磁电机4作为电动机进行旋转，带动转轴7在气体悬浮轴承的定位支撑下一同旋转，同时转轴7带动压气机叶轮2a和涡轮机涡轮1a一同旋转，此时外界的冷空气被起动旋转的压气机叶轮2a所产生的吸力由进气机匣5引入，经过永磁电机4的定子散热片进行掠过冷却，其冷却后的空气再由压气机进气机匣3进入到压气机入口2b，经压气机叶轮2a旋转加压后，由压气机壳体的出口输出，进入外部的加热系统后再将加热后的压力空气送入蜗壳1b的入口，吹动涡轮机的涡轮1a高速旋转，从而带动同轴连接的压气机2和永磁电机4同速旋转，等外界燃烧加热能力逐步加强后，涡轮1a入口的气体温度逐渐提高，就可逐渐带动转轴7进入额定的高速运转状态，此时永磁电机4受变频电器控制系统的转换控制，将永磁电机4变为发电机，该机组就完成起动工作，实施正常的压气输出和发电运行。
本实用新型热气发电核心机在进入启动和额定工作状态期间随时由转速传感器15进行检测，再经电器控制系统进行控制，使本机转轴7工作在额定的发电运行状态。本机额定工作时在它的涡轮出口可排出较高温度的余热空气，可用于实施回热再利用，提高机组热能的高效利用。

Claims (5)

1.一种热力发电核心机，其特征在于：它包括自左向右依次相连且同轴安装的涡轮机(1)、压气机(2)、压气机进气机匣(3)、永磁电机(4)和进气机匣(5)，所述进气机匣(5)内安装有座套(13)，所述涡轮机(1)、压气机(2)和永磁电机(3)的转轴(7)为相同的一根轴，所述转轴(7)的首部承载在所述座套(13)内，其中部承载在所述压气机进气机匣(3)内，其尾部伸入到所述涡轮机(1)内，所述座套(13)和进气机匣(5)之间形成进气通道，该进气通道和所述永磁电机(4)的进气通道、所述压气机进气机匣(3)的进气通道、所述压气机(2)的入口(2b)自右向左依次相通，冷空气通过进气通道，经压气机入口(2b)后被吸入压气机(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种热力发电核心机，其特征在于：所述转轴(7)的首部通过前定位支撑结构承载在所述座套(13)内，所述的前定位支撑结构包括转轴前轴承机匣(12)、转轴气浮轴承套(11)和前径向气浮轴承(10)，所述转轴前轴承机匣(12)固定安装在所述座套(13)内，所述转轴气浮轴承套(11)和前径向气浮轴承(10)安装在所述转轴前轴承机匣(12)内；所述转轴(7)的中部通过后定位支撑结构承载在所述压气机进气机匣(3)内，所述的后定位支撑结构包括转轴后轴承机匣(8)、转轴气浮轴承套(9)和后径向气浮轴承(7)，所述转轴后轴承机匣(8)固定安装在所述压气机进气机匣(3)内，所述转轴气浮轴承套(9)和后径向气浮轴承(7)安装在所述转轴后轴承机匣(8)内。
3.根据权利要求2所述的一种热力发电核心机，其特征在于：所述座套(13)和进气机匣(3)之间形成的进气通道为流线型通道。
4.根据权利要求3所述的一种热力发电核心机，其特征在于：所述压气机(2)的叶轮(2a)和所述涡轮机(1)的涡轮(1a)背靠背设置。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种热力发电核心机，其特征在于：所述座套(13)内安装有转子转速音轮(14)和转速传感器(15)，所述转子转速音轮(14)与所述转轴(7)的首端固定连接，并可在转轴(7)带动下转动，所述转速传感器(15)的安装位置与所述转子转速音轮(14)处于相对应位置处。
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