一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，包括透平固定部分和透平转动部分，透平固定部分包括气缸和轴承箱，气缸进气侧设有高压透平进气口和低压透平进气口，气缸上设有透平排气口，气缸内壁上安装有静叶片；透平转动部分包括主轴、轮盘和动叶片，主轴输入端安装有轮盘，动叶片安装在轮盘上，气缸进气侧安装有高压进气室和低压进气室，高压进气室上设有高压室进气口，低压进气室上设有低压室进气口，高压室进气口与高压透平进气口相通，低压室进气口与低压透平进气口相通。本实用新型专利技术对于不同品质的余热可实现梯级利用，提高了整个系统的能源利用效率，具有简单高效、不影响轴系长度、进排气方式灵活、运行可靠的优点。

Organic working fluid turbine expander capable of using low temperature waste heat step by step

The utility model discloses a cascade utilization of low temperature waste heat organic refrigerant expansion turbine, including the fixed part and the rotating part of the turbine turbine turbine, the fixed part comprises a cylinder and a bearing box, the air inlet side is provided with a high-pressure turbine inlet and a low pressure turbine inlet gas cylinder is arranged on the turbine exhaust, the inner wall of the cylinder is installed on the static turbine blade; the rotating part comprises a main shaft, wheel and blade, the input end of the main shaft is installed in the installation disc, blade wheel, cylinder inlet side installation of the high-pressure air inlet chamber and the low-pressure chamber, the high-pressure air inlet chamber is provided with a high pressure chamber inlet pressure, inlet chamber is provided with a low pressure chamber inlet, high-pressure chamber inlet and high pressure turbine air inlet is communicated with the low-pressure chamber, the air inlet and the air inlet is communicated with the low pressure turbine. The utility model for waste heat of different quality can realize cascade utilization, improve the energy efficiency of the whole system has the advantages of simple, efficient and does not affect the shafting length, inlet and exhaust flexible and reliable operation.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种有机朗肯循环系统的透平膨胀机，尤其是涉及一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机。
技术介绍
我国的能源利用率低，大部分都以中低温余热形式排放到环境中，如工业废热能、地热能、太阳热能、生物质能等，这些低品位的热源占整个工业生产热量的50％以上，回收空间巨大。有机朗肯循环(简称：ORC)是回收低温到中温热能的有效技术途径，其工作原理和常规的朗肯循环相类似，两者最大的区别是有机朗肯循环采用的是低沸点、高能量密度的有机工质进行动力循环，而不是水。作为ORC循环系统的动力设备，透平膨胀机的工作原理与常规蒸汽轮机类似。由于有机朗肯循环的热源主要为余热利用，加之有机工质有能量密度高的特点，因此一般有机工质透平膨胀机外形较小，很难参照常规蒸汽轮机的结构实现低温有机工质的补气，而如果简单将两股不同压力和温度的工质混合后进入透平，必将造成高品位能量的损失，影响系统的做功效率。因此，有必要寻求一种新的透平结构形式，满足有机朗肯循环系统中补气的需求，最大化提高余热利用的效率。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其对于不同品质的余热资源可实现梯级利用，因此提高了整个系统的能源利用效率，具有简单高效、不影响轴系长度、进排气方式灵活、运行可靠的优点，同时结构简单，设计新颖合理，制造方便。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：包括透平固定部分和透平转动部分，所述透平固定部分包括气缸和轴承箱，所述轴承箱固定安装在气缸的驱动侧，所述气缸的进气侧设置有高压透平进气口和低压透平进气口，所述气缸上设置有透平排气口，所述气缸的内壁上安装有静叶片；所述透平转动部分包括主轴、轮盘和动叶片，所述轮盘固定安装在主轴的输入端，所述动叶片安装在轮盘上，所述动叶片和轮盘均位于气缸内，所述主轴穿过轴承箱且与轴承箱转动连接，所述气缸的进气侧安装有高压进气室和低压进气室，所述高压进气室上设置有高压室进气口，所述低压进气室上设置有低压室进气口，所述高压室进气口与高压透平进气口相通，所述低压室进气口与低压透平进气口相通。上述的一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：所述低压进气室的形状为环形，所述高压进气室位于低压进气室的中心处。上述的一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：所述主轴通过前轴承和后轴承与轴承箱转动连接。上述的一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：所述轮盘与主轴过盈配合。上述的一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：所述轴承箱上设置有止口且轴承箱和气缸通过止口定位。上述的一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：所述低压透平进气口为环形结构。上述的一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：所述轴承箱通过螺栓固定安装在气缸的驱动侧。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过在气缸的进气侧安装高压进气室和低压进气室，这样对于不同品质的余热资源可实现梯级利用，因此提高了整个系统的能源利用效率，是一种有效的节能透平膨胀机。2、本技术具有简单高效、不影响轴系长度、进排气方式灵活、运行可靠的优点，不增加转动部件的长度尺寸。3、本技术适用于有机朗肯循环系统的补气式透平膨胀机，结构简单，设计新颖合理，制造方便，制造成本低。下面通过附图和实施例，对本技术做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的结构示意图。附图标记说明:1—高压进气室； 2—低压进气室； 3—气缸；3-1—高压透平进气口； 3-2—低压透平进气口； 4—静叶片；5—透平排气口； 6—动叶片； 7—轮盘；8—轴承箱； 8-1—止口； 9—前轴承；10—后轴承； 11—主轴； 12—高压室进气口；13—低压室进气口。具体实施方式如图1所示，本技术包括透平固定部分和透平转动部分，所述透平固定部分包括气缸3和轴承箱8，所述轴承箱8固定安装在气缸3的驱动侧，所述气缸3的进气侧设置有高压透平进气口3-1和低压透平进气口3-2，所述气缸3上设置有透平排气口5，所述气缸3的内壁上安装有静叶片4；所述透平转动部分包括主轴11、轮盘7和动叶片6，所述轮盘7固定安装在主轴11的输入端，所述动叶片6安装在轮盘7上，所述动叶片6和轮盘7均位于气缸3内，所述主轴11穿过轴承箱8且与轴承箱8转动连接，所述气缸3的进气侧安装有高压进气室1和低压进气室2，所述高压进气室1上设置有高压室进气口12，所述低压进气室2上设置有低压室进气口13，所述高压室进气口12与高压透平进气口3-1相通，所述低压室进气口13与低压透平进气口3-2相通。如图1所示，所述低压进气室2的形状为环形，所述高压进气室1位于低压进气室2的中心处。如图1所示，所述主轴11通过前轴承9和后轴承10与轴承箱8转动连接。本实施例中，所述轮盘7与主轴11过盈配合。如图1所示，所述轴承箱8上设置有止口8-1且轴承箱8和气缸3通过止口8-1定位。本实施例中，所述低压透平进气口3-2为环形结构。本实施例中，所述轴承箱8通过螺栓固定安装在气缸3的驱动侧。工作时，气缸3、轴承箱8、静叶片4、高压进气室1和低压进气室2均静止不动，主轴11、轮盘7和动叶片6共同转动。本技术适用于不同品位热源的梯级利用，高品位工质(高压气体)从高压室进气口12进入透平膨胀机，依次进入前面几级的叶栅中做功；低品位工质(低压气体)从低压室进气口13进入透平膨胀机的某一级后，与前一级流入的高品位工质进行混合，然后同时进入后面的透平级中继续做功，最后经透平排气口5排气，完成两种不同品位工质在透平膨胀机中的做功过程。以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非对本技术作任何限制，凡是根据本技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：包括透平固定部分和透平转动部分，所述透平固定部分包括气缸(3)和轴承箱(8)，所述轴承箱(8)固定安装在气缸(3)的驱动侧，所述气缸(3)的进气侧设置有高压透平进气口(3‑1)和低压透平进气口(3‑2)，所述气缸(3)上设置有透平排气口(5)，所述气缸(3)的内壁上安装有静叶片(4)；所述透平转动部分包括主轴(11)、轮盘(7)和动叶片(6)，所述轮盘(7)固定安装在主轴(11)的输入端，所述动叶片(6)安装在轮盘(7)上，所述动叶片(6)和轮盘(7)均位于气缸(3)内，所述主轴(11)穿过轴承箱(8)且与轴承箱(8)转动连接，所述气缸(3)的进气侧安装有高压进气室(1)和低压进气室(2)，所述高压进气室(1)上设置有高压室进气口(12)，所述低压进气室(2)上设置有低压室进气口(13)，所述高压室进气口(12)与高压透平进气口(3‑1)相通，所述低压室进气口(13)与低压透平进气口(3‑2)相通。

【技术特征摘要】
1.一种可梯级利用低温余热的有机工质透平膨胀机，其特征在于：包括透平固定部分和透平转动部分，所述透平固定部分包括气缸(3)和轴承箱(8)，所述轴承箱(8)固定安装在气缸(3)的驱动侧，所述气缸(3)的进气侧设置有高压透平进气口(3-1)和低压透平进气口(3-2)，所述气缸(3)上设置有透平排气口(5)，所述气缸(3)的内壁上安装有静叶片(4)；所述透平转动部分包括主轴(11)、轮盘(7)和动叶片(6)，所述轮盘(7)固定安装在主轴(11)的输入端，所述动叶片(6)安装在轮盘(7)上，所述动叶片(6)和轮盘(7)均位于气缸(3)内，所述主轴(11)穿过轴承箱(8)且与轴承箱(8)转动连接，所述气缸(3)的进气侧安装有高压进气室(1)和低压进气室(2)，所述高压进气室(1)上设置有高压室进气口(12)，所述低压进气室(2)上设置有低压室进气口(13)，所述高压室进气口(12)与高压透平进气口(3-1)相通，所述低压室进气口(13)与低压透平进气口(3-2)相通。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵爱妮，闫宏亮，
申请(专利权)人：西安索能动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61