透平发电系统技术方案

本发明专利技术提供一种透平发电系统，包括至少一个发电装置，所述发电装置包括依次连接的直线压缩机、回热装置、加热器、透平膨胀机、旋转电机以及冷却器；其中，所述直线压缩机具有压缩腔，所述压缩腔上分别开设有进气口以及出气口，所述出气口与回热装置连接，所述进气口与所述冷却器连接，所述进气口与所述出气口处均设有单向阀。本发明专利技术提供的透平发电系统，旨在解决传统中小型功率发电系统体积大、单机压比受限、效率和比功率低的问题。效率和比功率低的问题。效率和比功率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
透平发电系统


[0001]本专利技术涉及发电系统
，尤其涉及一种透平发电系统。

技术介绍

[0002]理想的布雷顿循环主要由绝热压缩过程、定压加热过程、绝热膨胀过程和定压放热过程这四个可逆过程组成的理想循环。现有的布雷顿循环发动机主要是配合燃气轮机使用，空气进入压气机被压缩到一定的压力后被送入燃烧室，同时与被喷入的燃油发生燃烧反应，然后二次冷却空气经通道壁面渗入与高温燃气混合，使混合气体降低到适当的温度，最后进入燃气轮机。混合气体在燃气轮机内先在静叶片中组成的喷管中膨胀，把热能转化为动能，形成高速气流，然后冲入动叶片推动转子转动而输出机械功。燃气轮机作出的功一部分带动压气机，剩余部分对外输出。从燃气轮机排出的废气进入大气环境中，放热后完成一整个循环过程。因此，燃气轮机的实际循环是开放的、不可逆的。
[0003]此外，也有一种闭式的燃气轮机装置，一般以氦气为工质。工作时氦气在压气机中压缩升压后，送至加热器定压加热，接着高温氦气在汽轮机内膨胀做功，用以驱动压力机并输出有效功。这种装置采用外部加热，因此可以选择的燃料种类比较灵活，但机械的摩擦损失仍然会制约一部分效率的提升。
[0004]然而，布雷顿循环的效率与压比密切相关，而传统布雷顿热机经常采用离心式和轴流式压缩机，单级压缩机不易获得较大压比，因此热机的效率受到了一定的限制，想要达到较高的压比必须增加压缩机级数，此时便需要较大的体积，导致整个系统功率密度不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种透平发电系统，用以解决中小功率发电系统体积大、效率低的问题。
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种透平发电系统，包括至少一个发电装置，所述发电装置包括依次连接的直线压缩机、回热装置、加热器、透平膨胀机、旋转电机以及冷却器，所述透平膨胀机与所述旋转电机驱动连接；
[0007]其中，所述直线压缩机具有压缩腔，所述压缩腔上分别开设有进气口以及出气口，所述出气口与回热装置连接，所述进气口与所述冷却器连接，所述进气口与所述出气口处均设有单向阀。
[0008]根据本专利技术提供的透平发电系统，所述直线压缩机在长度方向上的两端分别具有一个所述压缩腔。
[0009]根据本专利技术提供的透平发电系统，所述直线压缩机包括壳体、活塞以及电动机组件，所述活塞与所述电动机组件均设于所述壳体内、且所述活塞活动地穿设于所述电动机组件，两个所述压缩腔形成于所述活塞在长度方向上的两端。
[0010]根据本专利技术提供的透平发电系统，所述壳体包括与两个所述压缩腔间隔设置的背腔，所述电动机组件设于所述背腔内；
[0011]所述电动机组件包括电动机外定子、电动机内定子以及电动机动子，所述电动机动子设于所述活塞的活塞杆上、且位于所述电动机外定子和所述电动机内定子之间。
[0012]根据本专利技术提供的透平发电系统，所述发电装置包括两个，两个所述发电装置沿水平方向对称设置，以使两个所述直线压缩机对置设置。
[0013]根据本专利技术提供的透平发电系统，所述发电装置的循环工质包括氦气。
[0014]根据本专利技术提供的透平发电系统，所述旋转电机与所述电动机组件电连接。
[0015]本专利技术提供的透平发电系统，可以提升布雷顿循环中压缩机的性能和布雷顿循环的效率。直线压缩机的自由活塞结构减小了侧向摩擦，提高了系统的寿命和可靠性；容积式的压缩机相较于单机的轴流式压缩机具有更高的循环增压比，提高了布雷顿循环的效率；旋转电机的发电效率更高；同时闭式循环系统支持不同类型和结构的热源，提高了系统的适用性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术提供的透平发电系统第一实施例的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术提供的透平发电系统第二实施例的结构示意图。
[0019]附图标记：1：透平发电系统；2：发电装置；3：直线压缩机；4：冷却器；5：回热装置；6：透平膨胀机；7：旋转电机；8：加热器；9：压缩腔；10：进气口；11：出气口；12：单向阀；13：壳体；14：活塞；15：电动机组件；16：背腔；17：活塞杆；18：电动机外定子；19：电动机内定子；20：电动机动子。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。
[0023]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0025]下面结合图1
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图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透平发电系统，其特征在于，包括至少一个发电装置，所述发电装置包括依次连接的直线压缩机、回热装置、加热器、透平膨胀机、旋转电机以及冷却器，所述透平膨胀机与所述旋转电机驱动连接；其中，所述直线压缩机具有压缩腔，所述压缩腔上分别开设有进气口以及出气口，所述出气口与回热装置连接，所述进气口与所述冷却器连接，所述进气口与所述出气口处均设有单向阀。2.根据权利要求1所述的透平发电系统，其特征在于，所述直线压缩机在长度方向上的两端分别具有一个所述压缩腔。3.根据权利要求2所述的透平发电系统，其特征在于，所述直线压缩机包括壳体、活塞以及电动机组件，所述活塞与所述电动机组件均设于所述壳体内、且所述活塞活动地穿设于所述电动机组件，两个所述压缩腔形成于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗二仓，常德鹏，孙岩雷，胡剑英，陈燕燕，张丽敏，余国瑶，吴张华，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：