CN201448245U - 带中间再热的轴流式能量回收透平 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带中间再热的轴流式能量回收透平，包括机壳，机壳内安装有转子，转子上两侧安装有两套动叶片，与承缸构成两个独立的通流部分高压段和低压段。机壳为整体机壳，入口和出口共四个通道分别位于透平的两侧和中间与高压段和低压段不同的布置方式相对应，可以使高压段进气口和再热后低压段的进气口在中间、两侧分别为高压段的出口和低压段的出口；也可以使两段的出口都位于中间，进气口位于两侧，也可以使两段的出气口都位于中间，进气口位于两侧。本实用新型可靠高效、适应性好、并且结构较为紧凑、布置方便。

Description

带中间再热的轴流式能量回收透平

技术领域

本实用新型属于流体动力工程领域的机械设备，涉及一种能量回收透平的结构，特别涉及一种带中间再热的轴流式能量回收透平。

背景技术

近年来各种能量回收透平在我国化工、石油、冶金等部门获得了广泛的应用。各种工艺流程中产生的尾气，能量回收透平以这些混合气体作为工质，将其热能转化为机械能后驱动其他旋转机械或转化为电能输出，混合气体做功后压力温度降低，经管道排放到大气。在尾气参数适合采用轴流式能量回收透平的场合，有时候会遇到这样的情况：气体经过做功压力下降到接近排放标准时，但相应的温度幅度下降太大，给设备的长期运行带来危害(例如混合气体含水分的情况下当出口温度在零度以下会可能产生冰晶给设备带来危害，或者有些气体在一定温度下具有的较强的腐蚀性危害设备的安全性)。

轴流式能量回收透平，至少包括有机壳和转子；机壳内有承缸，承缸内装有静叶片，转子上安装有动叶片，转子上的动叶片和承缸内的静叶片相配合，构成独立的轴流式结构。

目前的能量回收透平分为轴流式和向心式两种结构。在向心式结构的透平中易于采用中间再热结构。但在很多情况下，工艺流程中产生的尾气流量较大、压力不高，工况多变，适合采用通流能力大、适应工况范围宽、效率高的轴流式透平。但是在需要再热的情况下，一般透平厂家仍采用向心式结构。另外一种方式就是采用两台传统的轴流式能量回收透平串联使用，从一台尾透出来的尾气经过加热后进入另外一台尾透。但这种方式占地面积大，成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种带中间再热的轴流式能量回收透平。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种带中间再热的轴流式能量回收透平，至少包括有机壳和转子；机壳内有承缸，承缸内装有静叶片，转子上安装有动叶片，其特征在于，所述的机壳内有两套承缸，所述的转子上安装有两套动叶片，两套动叶片位于转子的两侧，两套动叶片之间用中间密封套隔开，两套动叶片和两套承缸上静叶片配合形成独立的高压段承缸和低压段承缸，高压段承缸和低压段承缸的进气和排气通道在机壳内形成，互相不影响。

申请人首次采用了在轴流式能量回收透平中间增加中间再热装置，将气体排放温度提高到合适的程度满足了设计要求，充分回收利用尾气的能量的同时，该透平具备轴流式透平的全部优点，但比起两台轴流式能量回收透平成本要低的多。

附图说明

图1、图2、图3分别是中间再热的轴流式能量回收透平的三种结构形式示意图。其中，图2的高压段和低压段对称布置，这种形式的优点就是可以平衡轴向推力。图3可以平衡轴向推力外，可以使结构布置更加紧凑。

图4是其中第一种形式的中间再热的轴流式能量回收透平的具体结构。

以下结合附图和发明人给出的实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

具体实施方式

本实用新型的设计思路如下：

一定温度和压力的混合气体进入透平，经过一级或者多级膨胀后径向流出透平，经换热器加热再次进入透平经一级或多级继续膨胀做功后流出，换热之前的透平部分成为带中间再热的的能量回收透平的高压段部分，之后的部分透平部分称为低压段部分。

本实用新型的带中间再热的轴流式能量回收透平的设计，根据尾气的入口参数、转速要求、出口的温度限制和加热气体的参数情况，可确定合适的总级数，同时可确定尾气被引出进行再热的参数。所有的尾气经过管道流入合适的换热器被加热到一定的温度引入到透平的第二个入口。换热器用管道与尾透相连，置于机组一定距离之外。这种中间再热装置的采用，在计算方面主要是需要确定再热参数，确定整个透平功率在高压段和低压段的分配问题，根据热源气体的参数和换热器参数，两段的功率分配有一个最佳值，使功率输出达到最大。

这种带中间再热的轴流式尾气透平比起串联两台传统的轴流尾透，该尾透的占地面积大大减小，结构紧凑得多，勿需单独的轴承和中间的联轴器，机械损失小，配套和控制集中，部分辅机使用一套。与一般的轴流式能量回收透平大大增加了设计的复杂性：每段带各自的入口和出口、各自的导流器、扩压器和密封等。这使得主轴的长度加大、机壳较为复杂。高低压段的布置形式有多种。

参见图4，图4是一种顺序布置的带中间再热的轴流式能量回收透平结构形式，至少包括有机壳1和转子5；机壳1内有两套承缸，承缸内装有静叶片，转子5上安装有动叶片，转子5的两侧安装有两套动叶片，两套动叶片之间用中间密封套4隔开，两套动叶片和两套承缸上静叶片配合形成独立的高压段承缸2和低压段承缸3，高压段承缸2和低压段承缸3的进气和排气通道在机壳内形成，互相不影响。混合气体在透平中经过高压段膨胀，引出机组外再热，再引入透平内进行低压段膨胀后流出。

机壳1为水平剖分型，进出口共有四个。

高压段承缸2和低压段承缸3的布置形式为高压段和低压段顺序布置(图1)，即气体在两段中向同一方向膨胀流动；或者对称布置(图2)，即中间出气两边进气，或者中间进气两边出气(图3)。

高压段承缸2装有静叶片和转子5上相应的动叶片配合形成高压段的进气入口6和出气口7；低压段承缸3装有静叶片和转子5上相应的动叶片配合形成低压段的进气入口8和出气口9；中间密封套4将高压段和低压段的气体分开，同时也是高压段出口通道和低压段入口通道的一部分；当然，按照本实用新型的方案，转子5或者安装两级以上的轴流动叶片，其相应的机壳也随之改变。

Claims (3)

1.一种带中间再热的轴流式能量回收透平，至少包括有机壳和转子；机壳内有承缸，承缸内装有静叶片，转子上安装有动叶片，其特征在于，所述的机壳内有两套承缸，所述的转子上安装有两套动叶片，两套动叶片位于转子的两侧，两套动叶片之间用中间密封套隔开，两套动叶片和两套承缸上静叶片配合形成独立的高压段承缸和低压段承缸，高压段承缸和低压段承缸的进气和排气通道在机壳内形成，互相不影响。

2.如权利要求1所述的带中间再热的轴流式能量回收透平，其特征在于，所述的机壳为水平剖分型，进出口共有四个。

3.如权利要求1所述的带中间再热的轴流式能量回收透平，其特征在于，高压段承缸和低压段承缸的布置形式为高压段和低压段顺序布置，即气体在两段中向同一方向膨胀流动；或者对称布置，即中间出气两边进气，或者中间进气两边出气。

Images