CN219492344U - 一种磁悬浮一体化排气膨胀机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磁悬浮一体化排气膨胀机组，采用高温高压工作介质通过进气口和导流锥进入涡轮组件，向心涡轮膨胀做功后工作介质的温度压力下降，进入发电机腔体，大部分冷却后的工作介质通过机组发电机定子与电机壳体之间设置的冷却套进入排气端，同时带走大量发电机定子热量。少部分冷却后的工作介质通过机组发电机转子与定子间的气隙流至机组尾端，同时带走机组发电机转子热量，后续工作介质通过机组末端设置的排气口排出。通过本方案，利用冷却后的工作介质为机组发电机冷却，不需要额外增加冷却系统，实现系统效率提高，降低成本，复杂度降低。

Description

一种磁悬浮一体化排气膨胀机组

技术领域

本实用新型涉及发电机组技术领域，尤其涉及一种磁悬浮一体化排气膨胀机组。

背景技术

在现有一体化膨胀机组中，工作介质在涡轮中膨胀做功推动涡轮旋转，做功后的工作介质直接排出机组。涡轮旋转带动发电机发电。发电机发电过程会产生大量热量，需要设置有专门的冷却装置进行冷却，以此避免发电机过热造成机组损坏。使用冷却装置会增加额外的电流消耗，且造成机组成本增加，系统复杂，且存在一定的冷却液泄露隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磁悬浮一体化排气膨胀机组，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种磁悬浮一体化排气膨胀机组，包括依次设置的进气端、发电主体以及排气端，所述进气端包括进气口和涡轮组件，所述发电主体包括发电机外壳以及设置在所述发电机外壳内的冷却套、前磁轴承组件、后磁轴承组件、主轴和发电组件，所述主轴上设置有发电组件，且左右两端分别安装前磁轴承组件和所述后磁轴承组件，所述前磁轴承组件和所述后磁轴承组件通电使得主轴磁悬浮，工作介质通过进气口进入所述涡轮机组做功驱动所述发电组件，所述冷却套位于所述发电组件及所述壳体之间，工作介质经所述冷却套冷却后通过所述排气端排出。

优选的，所述涡轮组件包括向心涡轮以及设置在所述向心涡轮侧的静叶环和涡轮密封，所述静叶环外侧设置进气壳体，所述进气壳体一侧与所述进气口以及导流锥相连，另一侧设置有蜗壳，工作介质进入所述进气口后经过所述导流锥、所述进气壳体以及所述蜗壳形成的流道进入所述静叶环，工作介质在静叶环中膨胀导流后进入向心涡轮膨胀做功，推动向心涡轮旋转。

优选的，所述发电组件包括发电机定子和发电机转子，所述向心涡轮旋转带动所述发电机转子旋转实现发电，经过设置在所述发电机壳体上的接线仓将电能引出。

优选的，所述冷却套设置在所述发电机定子与所述发电机壳之间，具有环状梳齿状结构。

优选的，所述前磁轴承组件和所述后磁轴承组件分别通过前轴承座和后轴承座与所述发电机外壳固定；

进气机壳、前轴承座及后轴承座内部设置有轴向流道，可使工作介质通过。

优选的，所述磁悬浮一体化排气膨胀机还包括底座，所述底座设置在所述发电主体的底部。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种磁悬浮一体化排气膨胀机组，采用高温高压工作介质通过进气口和导流锥进入涡轮组件，向心涡轮膨胀做功后工作介质的温度压力下降，进入发电机腔体，大部分冷却后的工作介质通过机组发电机定子与电机壳体之间设置的冷却套进入排气端，同时带走大量发电机定子热量。少部分冷却后的工作介质通过机组发电机转子与定子间的气隙流至机组尾端，同时带走机组发电机转子热量，后续工作介质通过机组末端设置的排气口排出。通过本方案，利用冷却后的工作介质为机组发电机冷却，不需要额外增加冷却系统，实现系统效率提高，降低成本，复杂度降低。

附图说明

图1是实施例1中提供的磁悬浮一体化排气膨胀机组的截面示意图；

图2是实施例1中提供的磁悬浮一体化排气膨胀机组的剖面示意图；

图中，1.进气口、2.导流锥、3.轴向力调节装置、4.进气机壳、5.蜗壳、6.发电机外壳、7.冷却套、8.发电机定子、9.出线仓、10.后磁轴承组件、11.前轴承座、12.排气口、13.底座、14.电机转子、15.主轴、16.前轴承座、17.前磁轴承组件、18.涡轮密封、19.静叶环、20.向心涡轮

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例提供了一种磁悬浮一体化排气膨胀机组，如图1所示，包括依次设置的进气端、发电主体以及排气端，所述进气端包括进气口和涡轮组件，所述涡轮组件包括向心涡轮以及设置在所述向心涡轮侧的静叶环和涡轮密封，所述静叶环外侧设置进气壳体，所述进气壳体一侧与所述进气口以及导流锥相连，另一侧设置有蜗壳，工作介质进入所述进气口后经过所述导流锥、所述进气壳体以及所述蜗壳形成的流道进入所述静叶环，工作介质在静叶环中膨胀导流后进入向心涡轮膨胀做功，推动向心涡轮旋转。

进气机壳外侧设置有轴向力调节组件，该轴向力调节组件可以采用专利CN214035798U中的轴向力调节组件的结构。

所述发电主体包括发电机外壳以及设置在所述发电机外壳内的冷却套、前磁轴承组件、后磁轴承组件、主轴和发电组件，所述主轴上设置有发电组件，且左右两端分别安装前磁轴承组件和所述后磁轴承组件，所述前磁轴承组件和所述后磁轴承组件通电使得主轴磁悬浮，工作介质通过进气口进入所述涡轮机组做功驱动所述发电组件，所述冷却套位于所述发电组件及所述壳体之间，工作介质经所述冷却套冷却后通过所述排气端排出。

所述发电组件包括发电机定子和发电机转子，所述向心涡轮旋转带动所述发电机转子旋转实现发电，经过设置在所述发电机壳体上的接线仓将电能引出。

本实施例中的所述冷却套设置在所述发电机定子与所述发电机壳之间，具有环状梳齿状结构，如图2所示。

本实施例中所述前磁轴承组件和所述后磁轴承组件分别通过前轴承座和后轴承座与所述发电机外壳固定；

进气机壳4、前轴承座15及后轴承座11内部设置有轴向流道，可使工作介质通过。

本实施例中的所述磁悬浮一体化排气膨胀机还包括底座，所述底座设置在所述发电主体的底部。

本设备的工作原理如下：

前磁轴承组件和后磁轴承组件通电，利用磁场将主轴浮起高温高压工作介质通过进气口进入机组，经导流锥、进气机壳及蜗壳形成的流道进入静叶环，工作介质在静叶环中膨胀导流后进入向心涡轮膨胀做功，推动向心涡轮旋转，从而带动发电机转子旋转发电，将工作介质的能量转换为电能，发电机产生的电能通过接线仓引出机组。做功后的大量低温低压工作介质经前轴承座进入冷却套，少量工作介质进入发电机转子与发电机定子之间的气隙。工作介质流经冷却套，由于冷却套具有梳齿状结构，增大换热面积，可以带走发电机定子产生的热量，流经气隙带走发电机转子产生的热量。后续工作介质流出冷却套与发电机转子气隙后进入排气口并排出机组。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本专利设计一种新型一体化膨胀机，高温高压工作介质通过喷嘴及涡轮膨胀做功后温度压力下降，进入发电机腔体，大部分冷却后的工作介质通过机组发电机定子与电机壳体之间设置的冷却套进入机组末端，同时带走大量发电机定子热量。少部分冷却后的工作介质通过机组发电机转子与定子间的气隙流至机组末端，同时带走机组发电机转子热量。后续工作介质通过机组末端设置的排气口排出。通过该设计，利用冷却后的工作介质为机组发电机冷却，不需要额外增加冷却系统，实现系统效率提高，降低成本，复杂度降低。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种磁悬浮一体化排气膨胀机组，其特征在于，包括依次设置的进气端、发电主体以及排气端，

所述进气端包括进气口和涡轮组件，所述发电主体包括发电机外壳以及设置在所述发电机外壳内的冷却套、前磁轴承组件、后磁轴承组件、主轴和发电组件，所述主轴上设置有发电组件，且左右两端分别安装前磁轴承组件和所述后磁轴承组件，所述前磁轴承组件和所述后磁轴承组件通电使得主轴磁悬浮，工作介质通过进气口进入所述涡轮组件做功驱动所述发电组件，所述冷却套位于所述发电组件及所述发电机外壳之间，工作介质经所述冷却套冷却后通过所述排气端排出。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮一体化排气膨胀机组，其特征在于，所述涡轮组件包括向心涡轮以及设置在所述向心涡轮侧的静叶环和涡轮密封，所述静叶环外侧设置进气壳体，所述进气壳体一侧与所述进气口以及导流锥相连，另一侧设置有蜗壳，工作介质进入所述进气口后经过所述导流锥、所述进气壳体以及所述蜗壳形成的流道进入所述静叶环，工作介质在静叶环中膨胀导流后进入向心涡轮膨胀做功，推动向心涡轮旋转。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮一体化排气膨胀机组，其特征在于，所述发电组件包括发电机定子和发电机转子，所述向心涡轮旋转带动所述发电机转子旋转实现发电，经过设置在所述发电机外壳上的接线仓将电能引出。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮一体化排气膨胀机组，其特征在于，所述冷却套设置在所述发电机定子与所述发电机外壳之间，具有环状梳齿状结构。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮一体化排气膨胀机组，其特征在于，所述前磁轴承组件和所述后磁轴承组件分别通过前轴承座和后轴承座与所述发电机外壳固定；

进气机壳、前轴承座及后轴承座内部设置有轴向流道，可使工作介质通过。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮一体化排气膨胀机组，其特征在于，所述磁悬浮一体化排气膨胀机还包括底座，所述底座设置在所述发电主体的底部。