一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机的制作方法

本实用新型涉及一种透平膨胀机，尤其是涉及一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机。

背景技术：

有机朗肯循环(简称：ORC)是采用比水沸点低的有机工质进行动力循环，将低品位热源转化为电能，广泛用于多种余热、局部及小型发电，实现分布式供能，优化能源消费结构，促进能源就地消纳。透平膨胀机作为ORC循环系统中的动力设备，其设计的优劣直接影响余热回收系统的技术经济性。目前，透平膨胀机的主流类型有向心式和轴流式两种结构，向心式透平膨胀机一般为单级，主要应用于小功率的有机工质动力循环系统中。轴流式透平膨胀机可用于较大功率的ORC系统，其结构原理和传统的蒸汽轮机相类似，但由于大多数有机工质的比容较小，这就导致透平膨胀机在设计过程中出现通流尺寸小、叶片高度低、流动损失大的问题，从而影响透平膨胀机的做功效率。另外，为防止工质产生泄露，一般轴流式透平膨胀机为悬臂式结构，这样又限制了透平的多级数设置。因此，为解决以上问题，需要寻求一种更合理的可应用于大功率发电的有机工质透平结构，旨在提高整个余热循环系统的效率和实现ORC发电系统功率的大型化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其适用于高参数大功率的有机朗肯循环系统，具有效率高、结构简单紧凑、运转可靠的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，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，所述气缸的进气侧沿轴向设置有进气口，所述气缸的侧壁上沿径向设置有排气口，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，所述轮盘和动叶片均位于气缸内，所述主轴穿过轴承箱且与轴承箱转动连接；所述静叶片和动叶片间隔设置，所述静叶片和动叶片的数量均为多个，多个所述静叶片均匀布设且多个静叶片共同形成环形列静叶栅，多个所述动叶片均匀布设且多个动叶片共同形成环形列动叶栅，所述静叶片和动叶片均与主轴相平行。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所述静叶片和动叶片的固定位置相反。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所述进气口的中轴线和主轴的中轴线位于同一条直线上。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所述环形列静叶栅的圆心和环形列动叶栅的圆心均位于主轴的中轴线上。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所述环形列静叶栅和环形列动叶栅的数量均为多个，所述环形列静叶栅和环形列动叶栅沿主轴由内向外间隔布设，靠近所述主轴的为环形列静叶栅。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所述环形列静叶栅和环形列动叶栅的数量均为六个。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，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。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，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。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所 述轮盘与主轴过盈配合。

上述的一种适用于有机朗肯循环系统的透平膨胀机，其特征在于：所述进气口通过螺栓固定安装在气缸的进气侧，所述轴承箱通过螺栓固定安装在气缸的驱动侧。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在气缸的进气侧沿轴向设置进气口，气缸的侧壁上沿径向设置排气口，且静叶片和动叶片均与主轴相平行，即将透平膨胀机设计为径向外流式结构，工质的流动方式为离开工作叶轮的中心，因此能大大提高做功效率。

2、本实用新型运转可靠，可有效适用于高参数大功率的有机朗肯循环系统，能根据低温余热条件实现多种级数和叶片角度的调整，可利用较大的焓降，且叶片及整个叶轮具有较好的强度和刚度。

3、本实用新型为一维叶片设计，根据实际需要可实现单碟多级布置，最多可设置六个透平级，透平坚固耐用，流动损失小，因此效率高；同时具有结构简单紧凑、坚固耐用的特点。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

附图标记说明:

1—进气口； 2—气缸； 3—静叶片；

4—排气口； 5—动叶片； 6—轮盘；

7—轴承箱； 7-1—止口； 8—前轴承；

9—后轴承； 10—主轴； 11—环形列静叶栅；

12—环形列动叶栅。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型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2和轴承箱7，所述轴承箱7固定安装在气缸2的驱动侧，所述气缸2的进气侧沿轴向设置有进气口1，所述气缸2的侧壁上沿径向设置有排气口4，所述气缸2的内壁上安装有静叶片3；所述透平转动部分包括主轴10、轮盘6和动叶片5，所述轮盘6固定安装在主轴10的输入端，所述动叶片5安装在轮盘6上，所述轮盘6和动叶片5均位于气缸2内，所述主轴10穿过轴承箱7且与轴承箱7转动连接；所述静叶片3和动叶片5间隔设置，所述静叶片3和动叶片5的数量均为多个，多个所述静叶片3均匀布设且多个静叶片3共同形成环形列静叶栅11，多个所述动叶片5均匀布设且多个动叶片5共同形成环形列动叶栅12，所述静叶片3和动叶片5均与主轴10相平行。

如图2所示，所述静叶片3和动叶片5的固定位置相反。

本实施例中，所述进气口1的中轴线和主轴10的中轴线位于同一条直线上。

本实施例中，所述环形列静叶栅11的圆心和环形列动叶栅12的圆心均位于主轴10的中轴线上。

本实施例中，所述环形列静叶栅11和环形列动叶栅12的数量均为多个，所述环形列静叶栅11和环形列动叶栅12沿主轴10由内向外间隔布设，靠近所述主轴10的为环形列静叶栅。优选的，所述环形列静叶栅11和环形列动叶栅12的数量均为六个。一个环形列静叶栅11和一个环形列动叶栅12组成一个透平级，本实施例具有六个透平级。

如图1所示，所述主轴10通过前轴承8和后轴承9与轴承箱7转动连接。

如图1所示，所述轴承箱7上设置有止口7-1且轴承箱7和气缸2通过止口7-1定位。

本实施例中，所述轮盘6与主轴10过盈配合。

本实施例中，所述进气口1通过螺栓固定安装在气缸2的进气侧，所述轴承箱7通过螺栓固定安装在气缸2的驱动侧。

工作时，气缸2、进气口1、静叶片3和轴承箱7均静止不动，主轴10、轮盘6和动叶片5共同转动，进气口1用于循环工质进气，排气口4用于循环工质排气。在透平膨胀机的通流部分中，沿径向交替排列着多级环形列静叶栅11和一个环形列动叶栅12，具有一定压力和温度的循环工质从进气口1流入通流部分时，首先在位于内侧的环形列静叶栅中膨胀做功，将部分热能转化为动能，然后流入位于内侧的环形列动叶栅，将动能和部分热能转化为机械能，再依次进入后面的透平级，从而完成透平膨胀机利用有机工质对外做功的任务。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。