【技术实现步骤摘要】
一种基于ORC余热回收用的透平膨胀发电系统及优化方法
[0001]专利技术属于低温余热回收循环发电
，尤其涉及一种基于ORC余热回收用的透平膨胀发电系统及优化方法。
技术介绍
[0002]有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成，有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械。有机朗肯循环是低温热源能量回收的重要方式，随着双碳目标的提出，诱发出巨大的余热回收市场，透平膨胀发电系统作为ORC系统的核心设备，直接决定了余热回收系统的效率、运行可靠性等。
[0003]目前，透平膨胀发电系统主要为两种方式：第一种为透平膨胀机+发电机构成，主要由涡轮、蜗壳、减速机、联轴器、三相异步发电机、电气系统组成。透平膨胀机的涡轮转速高，与三相异步发电机转速相差较大，采用减速机作为传动系统，利用联轴器将透平膨胀机的输出扭矩经齿轮传递给...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：所述透平膨胀发电系统包括安装底座、供油系统以及从左至右安装在所述安装底座上的透平膨胀机组件、齿轮箱和高效永磁同步发电机，所述供油系统通过油管路与所述齿轮箱连通，所述透平膨胀机组件安装在齿轮箱的输入侧上，所述透平膨胀机组件的涡轮与所述齿轮箱的输入轴传动连接，所述齿轮箱的输出轴经柔性膜片联轴器与所述高效永磁同步发电机传动连接，在高效永磁同步发电机的输出端连接有接线盒，所述透平膨胀发电系统的发电过程包括如下步骤：有机工质从透平膨胀机组件的进气口进入，有机工质经透平膨胀机组件内部的流道导流作用，将有机工质的内能和动能转化为透平膨胀机组件涡轮的机械能，所述透平膨胀机组件高速运行过程中驱动所述齿轮箱转动，所述齿轮箱的输出端经柔性膜片联轴器驱动所述高效永磁同步发电机运转，高效永磁同步发电机将透平膨胀机组件的机械能转化为电能输出至接线盒，有机工质经过透平膨胀机组件后，使有机工质的温度和气流速度下降，并从透平膨胀机组件的出气口排出。2.根据权利要求1所述的一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：所述透平膨胀机组件包括蜗壳和膨胀涡轮，所述蜗壳安装在齿轮箱上，所述膨胀涡轮安装在齿轮箱的输入轴上，所述齿轮箱内具有高速齿轮轴、中间齿轮轴和低速齿轮轴；所述膨胀涡轮安装在齿轮箱输入端外侧的高速齿轮轴的端部上，在蜗壳上设置有进气口和排气口，所述进气口沿蜗壳的轮廓曲线的切向方向伸出；所述排气口从膨胀涡轮的轴线方向向外伸出，所述高速齿轮轴的小齿轮与所述中间齿轮轴的大齿轮啮合，所述中间齿轮轴的小齿轮与所述低速齿轮轴的大齿轮啮合，所述低速齿轮轴的输出端通过柔性膜片联轴器与所述高效永磁同步发电机的电机轴传动连接。3.根据权利要求2所述的一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：在靠近所述膨胀涡轮一侧的高速齿轮轴的轴承位置通过复合滑动轴承安装齿轮箱上，在远离所述膨胀涡轮一侧的高速齿轮轴的端部通过径向滑动轴承安装在所述齿轮箱的侧壁上，所述复合滑动轴承、径向滑动轴承与高速齿轮轴之间的间隙尺寸为高速齿轮轴的轴承位置轴径的0.15％～0.2％。4.根据权利要求2所述的一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：所述中间齿轮轴的两端分别通过中间级滚动轴承安装在所述述齿轮箱的侧壁上，所述低速齿轮轴的两端分别通过低速级滚动轴承安装在所述齿轮箱的侧壁上。5.根据权利要求4所述的一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：所述中间齿轮轴的两端与中间级滚动轴承之间采用过盈配合，所述低速齿轮轴的两端与低速级滚动轴承之间采用过盈配合。6.根据权利要求3所述的一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：在所述复合滑动轴承外侧的高速齿轮轴的端部上设置有迷宫密封件，所述迷宫密封件通过螺杆与齿轮箱的侧壁配合固定在一起，在所述迷宫密封件的外侧设置有阶梯密封件，在所述膨胀涡轮的背面且位于阶梯密封件的外侧边缘设置有叶轮迷宫密封件。7.根据权利要求1所述的一种ORC余热回收用高效透平膨胀发电系统，其特征在于：所述供油系统包括供油油箱、齿轮泵、集油器、换热器、溢流阀、过滤器和PLC控制器，所述供油...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，卢璋，张正华，方志翔，易钿，葛玉柱，杜海英，
申请(专利权)人：湖南泛航智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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