本實用新型涉及一種透平膨脹機，尤其是涉及一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機。

背景技術(shù)：

有機朗肯循環(huán)(簡稱：ORC)是采用比水沸點低的有機工質(zhì)進行動力循環(huán)，將低品位熱源轉(zhuǎn)化為電能，廣泛用于多種余熱、局部及小型發(fā)電，實現(xiàn)分布式供能，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，促進能源就地消納。透平膨脹機作為ORC循環(huán)系統(tǒng)中的動力設(shè)備，其設(shè)計的優(yōu)劣直接影響余熱回收系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性。目前，透平膨脹機的主流類型有向心式和軸流式兩種結(jié)構(gòu)，向心式透平膨脹機一般為單級，主要應(yīng)用于小功率的有機工質(zhì)動力循環(huán)系統(tǒng)中。軸流式透平膨脹機可用于較大功率的ORC系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)原理和傳統(tǒng)的蒸汽輪機相類似，但由于大多數(shù)有機工質(zhì)的比容較小，這就導(dǎo)致透平膨脹機在設(shè)計過程中出現(xiàn)通流尺寸小、葉片高度低、流動損失大的問題，從而影響透平膨脹機的做功效率。另外，為防止工質(zhì)產(chǎn)生泄露，一般軸流式透平膨脹機為懸臂式結(jié)構(gòu)，這樣又限制了透平的多級數(shù)設(shè)置。因此，為解決以上問題，需要尋求一種更合理的可應(yīng)用于大功率發(fā)電的有機工質(zhì)透平結(jié)構(gòu)，旨在提高整個余熱循環(huán)系統(tǒng)的效率和實現(xiàn)ORC發(fā)電系統(tǒng)功率的大型化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其適用于高參數(shù)大功率的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運轉(zhuǎn)可靠的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：包括透平固定部分和透平轉(zhuǎn)動部分，所述透平固定部分包括氣缸和軸承箱，所述軸承箱固定安裝在氣缸的驅(qū)動側(cè)，所述氣缸的進氣側(cè)沿軸向設(shè)置有進氣口，所述氣缸的側(cè)壁上沿徑向設(shè)置有排氣口，所述氣缸的內(nèi)壁上安裝有靜葉片；所述透平轉(zhuǎn)動部分包括主軸、輪盤和動葉片，所述輪盤固定安裝在主軸的輸入端，所述動葉片安裝在輪盤上，所述輪盤和動葉片均位于氣缸內(nèi)，所述主軸穿過軸承箱且與軸承箱轉(zhuǎn)動連接；所述靜葉片和動葉片間隔設(shè)置，所述靜葉片和動葉片的數(shù)量均為多個，多個所述靜葉片均勻布設(shè)且多個靜葉片共同形成環(huán)形列靜葉柵，多個所述動葉片均勻布設(shè)且多個動葉片共同形成環(huán)形列動葉柵，所述靜葉片和動葉片均與主軸相平行。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述靜葉片和動葉片的固定位置相反。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述進氣口的中軸線和主軸的中軸線位于同一條直線上。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述環(huán)形列靜葉柵的圓心和環(huán)形列動葉柵的圓心均位于主軸的中軸線上。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述環(huán)形列靜葉柵和環(huán)形列動葉柵的數(shù)量均為多個，所述環(huán)形列靜葉柵和環(huán)形列動葉柵沿主軸由內(nèi)向外間隔布設(shè)，靠近所述主軸的為環(huán)形列靜葉柵。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述環(huán)形列靜葉柵和環(huán)形列動葉柵的數(shù)量均為六個。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述主軸通過前軸承和后軸承與軸承箱轉(zhuǎn)動連接。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述軸承箱上設(shè)置有止口且軸承箱和氣缸通過止口定位。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所 述輪盤與主軸過盈配合。

上述的一種適用于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機，其特征在于：所述進氣口通過螺栓固定安裝在氣缸的進氣側(cè)，所述軸承箱通過螺栓固定安裝在氣缸的驅(qū)動側(cè)。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型通過在氣缸的進氣側(cè)沿軸向設(shè)置進氣口，氣缸的側(cè)壁上沿徑向設(shè)置排氣口，且靜葉片和動葉片均與主軸相平行，即將透平膨脹機設(shè)計為徑向外流式結(jié)構(gòu)，工質(zhì)的流動方式為離開工作葉輪的中心，因此能大大提高做功效率。

2、本實用新型運轉(zhuǎn)可靠，可有效適用于高參數(shù)大功率的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，能根據(jù)低溫余熱條件實現(xiàn)多種級數(shù)和葉片角度的調(diào)整，可利用較大的焓降，且葉片及整個葉輪具有較好的強度和剛度。

3、本實用新型為一維葉片設(shè)計，根據(jù)實際需要可實現(xiàn)單碟多級布置，最多可設(shè)置六個透平級，透平堅固耐用，流動損失小，因此效率高；同時具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、堅固耐用的特點。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A-A剖面圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—進氣口； 2—氣缸； 3—靜葉片；

4—排氣口； 5—動葉片； 6—輪盤；

7—軸承箱； 7-1—止口； 8—前軸承；

9—后軸承； 10—主軸； 11—環(huán)形列靜葉柵；

12—環(huán)形列動葉柵。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型包括透平固定部分和透平轉(zhuǎn)動部分，所述透平固定部分包括氣缸2和軸承箱7，所述軸承箱7固定安裝在氣缸2的驅(qū)動側(cè)，所述氣缸2的進氣側(cè)沿軸向設(shè)置有進氣口1，所述氣缸2的側(cè)壁上沿徑向設(shè)置有排氣口4，所述氣缸2的內(nèi)壁上安裝有靜葉片3；所述透平轉(zhuǎn)動部分包括主軸10、輪盤6和動葉片5，所述輪盤6固定安裝在主軸10的輸入端，所述動葉片5安裝在輪盤6上，所述輪盤6和動葉片5均位于氣缸2內(nèi)，所述主軸10穿過軸承箱7且與軸承箱7轉(zhuǎn)動連接；所述靜葉片3和動葉片5間隔設(shè)置，所述靜葉片3和動葉片5的數(shù)量均為多個，多個所述靜葉片3均勻布設(shè)且多個靜葉片3共同形成環(huán)形列靜葉柵11，多個所述動葉片5均勻布設(shè)且多個動葉片5共同形成環(huán)形列動葉柵12，所述靜葉片3和動葉片5均與主軸10相平行。

如圖2所示，所述靜葉片3和動葉片5的固定位置相反。

本實施例中，所述進氣口1的中軸線和主軸10的中軸線位于同一條直線上。

本實施例中，所述環(huán)形列靜葉柵11的圓心和環(huán)形列動葉柵12的圓心均位于主軸10的中軸線上。

本實施例中，所述環(huán)形列靜葉柵11和環(huán)形列動葉柵12的數(shù)量均為多個，所述環(huán)形列靜葉柵11和環(huán)形列動葉柵12沿主軸10由內(nèi)向外間隔布設(shè)，靠近所述主軸10的為環(huán)形列靜葉柵。優(yōu)選的，所述環(huán)形列靜葉柵11和環(huán)形列動葉柵12的數(shù)量均為六個。一個環(huán)形列靜葉柵11和一個環(huán)形列動葉柵12組成一個透平級，本實施例具有六個透平級。

如圖1所示，所述主軸10通過前軸承8和后軸承9與軸承箱7轉(zhuǎn)動連接。

如圖1所示，所述軸承箱7上設(shè)置有止口7-1且軸承箱7和氣缸2通過止口7-1定位。

本實施例中，所述輪盤6與主軸10過盈配合。

本實施例中，所述進氣口1通過螺栓固定安裝在氣缸2的進氣側(cè)，所述軸承箱7通過螺栓固定安裝在氣缸2的驅(qū)動側(cè)。

工作時，氣缸2、進氣口1、靜葉片3和軸承箱7均靜止不動，主軸10、輪盤6和動葉片5共同轉(zhuǎn)動，進氣口1用于循環(huán)工質(zhì)進氣，排氣口4用于循環(huán)工質(zhì)排氣。在透平膨脹機的通流部分中，沿徑向交替排列著多級環(huán)形列靜葉柵11和一個環(huán)形列動葉柵12，具有一定壓力和溫度的循環(huán)工質(zhì)從進氣口1流入通流部分時，首先在位于內(nèi)側(cè)的環(huán)形列靜葉柵中膨脹做功，將部分熱能轉(zhuǎn)化為動能，然后流入位于內(nèi)側(cè)的環(huán)形列動葉柵，將動能和部分熱能轉(zhuǎn)化為機械能，再依次進入后面的透平級，從而完成透平膨脹機利用有機工質(zhì)對外做功的任務(wù)。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。