内置式天然气管道压差发电装置的制作方法

本实用新型涉及利用天然气压差发电的新能源技术领域，更为具体地，涉及一种内置式天然气管道压差发电装置。

背景技术：

我国天然气资源探明可采储量达4.5万亿立方米，主要分布在西北、西南以及东南等偏远地区，且天然气井站一般远离城镇，特别是西北和东北偏远地区的天然气井开采条件更为艰苦，在冬天寒冷期时间又长，更为甚者现场缺少电力，现场工作人员生活条件极为恶劣，若铺设电线则成本太高，为天然气资源的开采增加难度。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种内置式天然气管道压差发电装置，使其能够应用在天然气井口或集输管网将天然气在降压过程中损失的能量转化为电能，从而提高能源利用率和经济性。

本实用新型提供的内置式天然气管道压差发电装置，包括管体、叶轮、转轴、发电机，还包括发电机保护套；其中，管体与天然气管道连接，转轴沿管体的长度方向安装在管体内，叶轮固定在转轴上靠近管体的入口的一端，带动转轴转动；发电机安装在管体内，并通过连接件与转轴的另一端连接，发电机保护套安装在发电机的外部，并与发电机形成密封空间。

此外，优选的结构是，内置式天然气管道压差发电装置还包括第一法兰盘和机械密封，第一法兰盘设置在管体内，并与管体连接，发电机、发电机保护套与机械密封的静止环均安装在第一法兰盘上，发电机保护套、机械密封的静止环分别与第一法兰盘静密封连接；机械密封的旋转环安装在转轴上，与转轴静密封连接。

另外，优选的结构是，内置式天然气管道压差发电装置进一步包括第二法兰盘，转轴通过轴承杯安装在第二法兰盘上，第二法兰盘与所述管体相连接。

再者，优选的结构是，连接件为花键。

另外，优选的结构是，在发电机与发电机保护套形成的密封空间内充入有保护气体。

此外，优选的结构是，在发电机保护套内安装有压力传感器。

另外，优选的结构是，在所述管体的底部安装有可调节高度的支撑底座。

利用上述根据本实用新型的内置式天然气管道压差发电装置，将叶轮与发电机安装在天然气管道内，发电机保护套、法兰盘和机械密封形成一个密封的空间，实现发电机与天然气的隔离，从而避免了天然气的泄漏，保证天然气压差发电过程的安全可靠，另外，该发电装置通过充分回收利用天然气减压过程中释放的压力能，能够大幅度地提高天然气能源的利用率。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的内置式天然气管道压差发电装置的结构示意图。

其中的附图标记为：管体1、叶轮2、转轴3、轴承杯4、静止环5、旋转环6、发电机保护套7、发电机8、第一法兰盘9、第二法兰盘10、支撑底座 11。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的内置式天然气管道压差发电装置的整体结构。

如图1所示，本实用新型提供的内置式天然气管道压差发电装置，包括：管体1、叶轮2、转轴3、轴承杯4、机械密封、发电机保护套7、发电机8、第一法兰盘9、第二法兰盘10和支撑底座11；叶轮2、转轴3、轴承杯4、机械密封、发电机保护套7、发电机8、第一法兰盘9、第二法兰盘10和支撑底座11均设置在管体1内，管体1与天然气管道连接，也就是说本实用新型提供的内置式天然气管道压差发电装置设置在天然气管道内，该天然气管道为高压天然气管线与低压天然气管线之间的膨胀管道，管体1的入口对应于高压天然气管线，管体1的出口对应于低压天然气管线，天然气的流动方向从高压天然气管线至低压天然气管线。

转轴3通过轴承杯4安装在第二法兰盘10上，第二法兰盘10设置在管体1内靠近管体1入口的位置，第二法兰盘10的外缘与管体1相连接，第二法兰盘10起到固定转轴3的作用，转轴3沿管体1的长度方向设置在管体1 内。

叶轮2固定在转轴3上靠近管体1入口的一端，即叶轮2位于第二法兰盘10面向管体1入口的一侧，叶轮2用于带动转轴3转动，当管体1入口有天然气进入时，天然气的压力驱动叶轮2转动，叶轮2带动转轴2转动。

发电机8通过第一法兰盘9安装在管体1内，具体地，发电机8安装在第一法兰盘9上背对第二法兰盘10的一面，而第一法兰盘9的外缘与管体1 相连接，发电机8通过连接件(图未示出)与转轴3的另一端连接，连接件为花键。通过转轴3的转动带动发电机8的主轴转动，将机械能转换为电能。

发电机保护套7为一个具有一个开口的腔体，发电机保护套7套设发电机8后，开口处固定在第一法兰盘9上，发电机保护套7与第一法兰盘9静密封连接，发电机保护套7起到密封发电机8的作用。

机械密封用于对发电机8与转轴3接触的位置进行密封。具体地，机械密封的静止环5安装在第一法兰盘9上面向第二法兰盘10的一面，静止环5 与第一法兰盘9静密封连接，机械密封的旋转环6安装在转轴3上，旋转环6 与转轴3静密封连接。

发电机8将机械能转换为电能后通过导线将电能传输至内置式天然气管道压差发电装置的外部，在发电机保护套上对应于导线的位置开设有出线口，导线穿过出线口与管体1后连接到内置式天然气管道压差发电装置的外部，导线与出线口接触的部分需要静密封处理，例如通过打胶的方式实现导线与出线口的密封。

本实用新型通过发电机保护套7、第一法兰盘9和机械密封使发电机保护套7与发电机8之间形成一个密封空间，将发动机8包裹在密封空间里，能够有效防止天然气的泄露。

在本实用新型的一个具体实施方式中，通过发电机保护套7的进气口向发电机8与发电机保护套7形成的密封空间内充入有保护气体，保护气体为氮气、氩气等惰性气体。

发电机保护套7的进气口为一个单向气门，只能进气不能出气，从而形成密封，避免泄露天然气。

在本实用新型的一个优选实施方式中，在发电机保护套7内安装有压力传感器(图未示出)，用于监测充入发电机8与发电机保护套7形成的密封空间内的保护气体的压力，使保护气体的压力略大于天然气管道内天然气的压力，以对发电机8进行保护，避免天然气进入发电机8的内部对发电机8造成损害。

在本实用新型的另一个优选实施方式中，在管体1的底部安装有可调节高度的支撑底座11，支撑底座11起到支撑整个内置式天然气管道压差发电装置的作用，通过支撑底座11的高度来调整内置式天然气管道压差发电装置的整体高度。

上述内容详细说明了本实用新型提供的内置式天然气管道压差发电装置的结构，内置式天然气管道压差发电装置的工作原理为：

天然气从管体1的入口进入管体1，叶轮2将天然气的压力能转化为自身转动的机械能并带动转轴3转动，转轴3带动发电机8的主轴转动，发电机8 将机械能转化为电能，再由导线将电能传输到内置式天然气管道压差发电装置的外部进行处理和分配，从而实现天然气压力能的回收利用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。