一种多轴四合一ORC余热回收机组的制作方法

本发明涉及余热回收利用和发电技术领域，特别是涉及orc余热回收装置。

背景技术：

针对生物质发电、垃圾填埋电厂、小型分布式能源站，由于对环境及原材料的要求，通常建设在远离市区的郊区，距离热用户较远，造成燃机的烟气白白浪费或者大部分不能被有效利用。

传统的orc系统，采用膨胀机直接发电，工质泵、空压机、循环水泵分别有供电系统供电。该系统流程及供电系统复杂，电网损耗大，前期投资多。

技术实现要素：

为了克服上述装置的不足，本发明提供了一种多轴四合一orc（有机朗肯循环）余热回收机组，该布置使装置的集成程度更高，设备更加小巧美观，成撬运输安装更加迅速便捷。可以有效减少设备的数量，监控运行维护更加方便。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多轴四合一orc余热回收机组，包括蒸发器、冷凝器、工质罐、膨胀机、工质泵机、压缩空气机、循环水泵机、齿轮箱、电机；齿轮箱内部至少设置通过齿轮啮合进行传动的齿轮轴ⅰ、齿轮轴ⅱ、齿轮轴ⅲ；

电机连接齿轮箱的齿轮轴ⅰ，膨胀机、工质泵机、压缩空气机、循环水泵机分别连接齿轮轴ⅱ、齿轮轴ⅲ的两端。

所述膨胀机、工质泵机连接齿轮轴ⅱ的两端；压缩空气机、循环水泵机连接齿轮轴ⅲ的两端。

所述电机、膨胀机、工质泵机、压缩空气、循环水泵机与齿轮轴的连接为端面齿连接、锥形轴连接、连杆连接、三角轴连接、联轴器连接中的一种。

本发明的有益效果：本发明的上述的膨胀机、工质泵机、压缩空气机、循环水泵机、电机均安装在齿轮箱内的齿轮轴上，能够使机组集成程度更高，设备更加小巧美观，成撬运输安装更加迅速便捷。并且能有效减少设备的数量，监控运行维护更加方便；能缩短轴系、节省布置，提高发电效率；能够在膨胀机出力不足时，使用外网供电。

附图说明

图1为本发明的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的系统应用orc（有机朗肯循环）余热回收机组，该orc为现有的系统，本发明对系统机组结构进行修改，避免轴系过长，提高orc机组的发电效率。具体包括增压透平膨胀机组、蒸发器、冷凝器、控制系统。增压透平膨胀机组采用多轴布置方式，在齿轮轴上分别设有膨胀叶轮、工质泵叶轮、压缩空气或者循环水加压泵叶轮，配置同步电机，蒸发器产生的高压气体经膨胀级膨胀做功后，同时驱动工质泵叶轮、压缩空气或者循环水加压泵叶轮进行做功，为冷凝器冷凝出液体工质进行加压、制取压缩空气、为冷却循环水加压等。

如图1所示的实施方式中，包括蒸发器1、冷凝器2、工质罐8、膨胀机3、工质泵机7、压缩空气机9、循环水泵机10、齿轮箱12、电机4。

齿轮箱12为现有的多轴齿轮箱或轴承箱，内部至少设置通过齿轮啮合进行传动的齿轮轴ⅰ5、齿轮轴ⅱ6、齿轮轴ⅲ11。

电机4的输出轴与齿轮轴ⅰ5连接，连接方式可选为联轴器连接。

膨胀机3、工质泵机7、压缩空气机9、循环水泵机10根据具体需要的设计要求，可分别布置在齿轮轴ⅰ5、齿轮轴ⅱ6和齿轮轴ⅲ11的两端，连接方式为端面齿、锥形轴、连杆、三角轴、联轴器等方式。如图1所示，膨胀机3、工质泵机7连接齿轮轴ⅱ6的两端；压缩空气机9、循环水泵机10连接齿轮轴ⅲ11的两端。

上述的膨胀机3、工质泵机7、压缩空气机9、循环水泵机10的输出轴通过齿轮轴ⅰ5、齿轮轴ⅱ6和齿轮轴ⅲ11安装在齿轮箱12上，可使机组集成程度更高，设备更加小巧美观，成撬运输安装更加迅速便捷；并且能有效减少设备的数量，监控运行维护更加方便。能缩短轴系、节省布置，提高发电效率。

且上述的齿轮轴ⅰ5、齿轮轴ⅱ6和齿轮轴ⅲ11通过齿轮啮合进行传动，能有效的调整齿轮轴ⅱ6和齿轮轴ⅲ11的转速，实现各机叶轮的高效设计。

如图1所示，本发明中，蒸发器1的被加热工质吸热后，通过管道依次连接膨胀机3，驱动膨胀机3膨胀做功，而从膨胀机3输出端输出的工质经过冷凝器2冷却后存储在工质罐8中，工质罐8中的工质通过工质泵机7泵入蒸发器1的工质质入口管道。

上述系统的工作原理为：蒸发器1的工质吸热后，进入到膨胀机3驱动膨胀机3膨胀做功，，膨胀机3通过齿轮轴驱动与齿轮箱连接的工质泵机7、压缩空气机9、循环水泵机10做功。即本发明的膨胀机3出力时，由于通过齿轮箱的齿轮轴连接工质泵机7、压缩空气机9、循环水泵机10，因此能够同时驱动工质泵机7、压缩空气机9、循环水泵机10同时做功，实现工质泵机中的工质加压和循环水泵机中的循环水的加压，以及驱动压缩空气机9进行现场所需压缩空气的制取。电机4为同步电机，当膨胀机3出力不足时，可通过电网补给。

本发明的orc余热回收机组装置结构紧凑，相对于常规配置和设计，采用多轴布置，使装置的集成程度更高，设备更加小巧美观，成撬运输安装更加迅速便捷。可以有效减少设备的数量，监控运行维护更加方便。相对于多机组通过联轴器直连的方式，该布置能有效的避免因轴系过长带来的振动等一系列问题。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供的一种多轴四合一ORC余热回收机组，包括蒸发器、冷凝器、工质罐、膨胀机、工质泵机、压缩空气机、循环水泵机、齿轮箱、电机；齿轮箱内部至少设置通过齿轮啮合进行传动的齿轮轴Ⅰ、齿轮轴Ⅱ、齿轮轴Ⅲ；电机连接齿轮箱的齿轮轴Ⅰ，膨胀机、工质泵机、压缩空气机、循环水泵机分别连接齿轮轴Ⅱ、齿轮轴Ⅲ的两端。本发明的上述的膨胀机、工质泵机、压缩空气机、循环水泵机、电机均安装在齿轮箱内的齿轮轴上，能够使机组集成程度更高，设备更加小巧美观，成撬运输安装更加迅速便捷。并且能有效减少设备的数量，监控运行维护更加方便；能缩短轴系、节省布置，提高发电效率；能够在膨胀机出力不足时，使用外网供电。

技术研发人员：姚瑞锋;许守亮;李彦华;上官高峰;李俊;林喜振
受保护的技术使用者：华电郑州机械设计研究院有限公司
技术研发日：2018.12.26
技术公布日：2019.03.01