一种透平膨胀机的制作方法

1.本实用新型属于储能机械涉及领域，特别涉及一种透平膨胀机。


背景技术：

2.储能作为国家战略性新型产业，是适应能源清洁转型和促进大规模新能源消纳的关键支撑技术，将在未来能源系统中扮演重要角色。随着技术的不断进步，储能产业的经济效益日渐显现，在电源侧、电网侧、用户侧的应用重要性日益凸显。预计到2050年，我国储能装机将达到200gw以上，占发电总量的10％～15％，市场需求巨大而迫切。
3.能源企业肩负着国家能源转型发展的使命与担当，储能是公司环保创新、落实国家政策，推动科技创新、产业转型而重点发展的产业。二氧化碳由于其工质密度大，存储成本低；容量大、储能时间长、安全可靠；系统建设选址对地理条件无特殊要求等特点，是一种比较理想的压缩气体储能方式。目前市场上的超临界二氧化碳透平，主要用于发电，机组功率比较小，都是径流式透平。本实用新型所提供的一种透平膨胀机是一种用于储能系统的大功率轴流式透平，可以二氧化碳为工质，实现更高效储能效果。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型一种透平膨胀机，包括气缸、转子、前轴承箱、后轴承箱，所述转子设置在所述气缸内部，所述转子贯穿气缸的两端，所述转子一端与前轴承箱连接，另一端与后轴承箱连接。所述转子与所述前轴承箱和后轴承箱之间还设置有轴封，所述前轴承箱通过定位键与气缸连接，所述气缸内设置有高压进气腔、高压排气腔、低压进气腔和低压排气腔。
5.其进一步的优选技术方案为：还包括气封体，所述气封体一端与所述气缸通过悬挂销连接，所述气封体另一端与所述转子密封连接，所述所述气封体设置在所述高压进气腔和低压进气腔之间。
6.其进一步的优选技术方案为：所述高压进气腔与所述高压排气腔位于叶轮a两端，所述高压进气腔为半封闭环形腔，所述高压排气腔为不规则腔体，所述高压排气腔靠近气缸内壁一侧有凸起。
7.其进一步的优选技术方案为：所述低压进气腔为半封闭环形腔，所述低压排气腔为不规则腔体，所述低压排气腔、低压进气腔位于叶轮b两端。
8.其进一步的优选技术方案为：还包括持环，所述持环设置在气缸内部，所述持环与所述气缸通过悬挂销连接。
9.其进一步的优选技术方案为：高压进气腔上设置有高压进气口，所述高压进气口上设置有高压进气阀门，所述高压进气阀门端部设置有填料密封层；所述低压进气腔上设置有低压进气口，所述低压进气口上设置有低压进气阀门；所述高压进气阀门为主气调节阀，所述低压进气阀门为蝶阀；
10.还包括高压排气口、低压排气口，所述高压排气口设置在高压排气腔上，所述低压
排气口设置低压排气腔上，在所述高压排气口、低压排气口设置在所述气缸同侧。
11.其进一步的优选技术方案为：所述填料密封层包括四层填料层，第一层与第四层为高纯复合石墨填料层，第二层和第三层为高纯石墨填料层。
12.其进一步的优选技术方案为：所述气缸为高低压合缸的单层缸。
13.其进一步的优选技术方案为：还包括基架，所述基架与前轴承箱和后轴承箱把接。
14.其进一步的优选技术方案为：所述透平膨胀机工质为二氧化碳。
15.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例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实用新型的一些实施例，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。
17.图1是本实用新型一种透平膨胀机的系统通流图；
18.图2是本实用新型一种透平膨胀机的俯视图；
19.图3是本实用新型一种透平膨胀机的侧视图。
20.图中标记分别为：1、气缸；2、转子；3、前轴承箱；4、气封体；5、持环；6、基架；7、高压进气阀门；8、低压进气阀门；9、高压进气腔；10、高压排气腔；11、低压进气腔；12、低压排气腔；13、后轴承箱。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1所示，一种透平膨胀机，包括气缸1、转子2、前轴承箱3，转子2设置在气缸1内部，转子2贯穿气缸1的两端，转子2一端与轴承箱3连接，转子2与前轴承箱3和后轴承箱13之间还设置有轴封，轴封采用螺旋线油密封，采用润滑油来密封轴封漏气。前轴承箱3通过定位键与气缸1连接，气缸1内设置有高压进气腔9、高压排气腔10、低压进气腔11和低压排气腔12。
23.将前轴承箱3通过定位键与气缸1连接，可实现便捷的拆装流程，适用于不同场景使用，减少拆装时间，便于推广。
24.如图2所示，进一步地，还包括气封体4，气封体4一端与气缸1通过悬挂销连接，气封体4另一端与转子2密封连接，气封体4设置在高压进气腔9和低压进气腔11之间。
25.通过设置气封体4，能够保障透平膨胀机内部气流有效分割、运转顺利，且通过悬挂销连接，也便于后续更换损坏件，从而延长机械整体使用年限。
26.进一步地，高压进气腔9与高压排气腔10位于叶轮a两端，高压进气腔9为半封闭环形腔，高压排气腔10为不规则腔体，高压排气腔10在靠近气缸1内部一端有凸起；
27.低压进气腔11为半封闭环形腔，低压排气腔12为不规则腔体，低压排气腔12在靠近叶轮b的一端有凹槽，低压排气腔12、低压进气腔11位于叶轮b两端。
28.本实用新型所提供的不规则腔体，可带来更好的气流流通效果，对于以二氧化碳为工质的透平膨胀工作而言，通过不规则腔体的凹槽设计，可有效提升气缸1内部空间利用率，提升透平膨胀效率。
29.进一步地，还包括持环5，持环5设置在气缸1内部，持环5与气缸1通过悬挂销连接。
30.持环5在气缸1内可用于安装静叶，通过悬挂销连接，同样保障了后续更换消耗件的便捷性，有效的提升了透平膨胀机的使用年限，降低了使用成本。
31.如图3所示，进一步地，高压进气腔9上设置有高压进气口，高压进气口上设置有高压进气阀门7，高压进气阀门7端部设置有填料密封层；低压进气腔11上设置有低压进气口，低压进气口上设置有低压进气阀门8；高压进气阀门7为主气调节阀，低压进气阀门8为蝶阀；
32.还包括高压排气口、低压排气口，高压排气口设置在高压排气腔10上，低压排气口设置低压排气腔12上，在高压排气口、低压排气口设置在气缸1同侧。
33.填料密封层包括四层填料层，第一层与第四层为高纯复合石墨填料层，第二层和第三层为高纯石墨填料层。
34.将高压进气阀门7设置为主气调节阀，可便于透平膨胀机在运行过程中，进行良好的气流调节。而低压进气阀门8为蝶阀，则保障生产工作中使用的便捷性。
35.进一步地，气缸1为高低压合缸的单层缸。
36.采用高低压合缸的单层缸，能够有效节省成本，便于推广使用。
37.进一步地，还包括基架6，基架6与轴承箱把接。
38.利用基架6承托透平膨胀机，可以保障透平膨胀机的运行平顺。
39.进一步地，透平膨胀机工质为二氧化碳。本实用新型所提供的一种透平膨胀机是一种用于储能系统的大功率轴流式透平膨胀机，如图1所示，本实用新型的系统流通图流程简单明了，操作简单，且内部结构连接紧密，利用不规则腔体设计保障内部结构紧密有序，从而有效减少占地面积。同时轴流式设计也使气流流通顺畅，能够保障大功率储能透平工作的进行。便于推广，实用性强。且本实用新型提供的大功率轴流式透平膨胀机也能够适应以二氧化碳为工质的储能工作，无需将二氧化碳转化为超临界二氧化碳，也可利用本实用新型进行储能。同样，其他工质，如超临界二氧化碳等也可适用于本实用新型。
40.需要说明的是，本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。
41.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实
施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种透平膨胀机，其特征在于，所述透平膨胀机包括气缸(1)、转子(2)、前轴承箱(3)、后轴承箱(13)，所述转子(2)设置在所述气缸(1)内部，所述转子(2)贯穿气缸(1)的两端，所述转子(2)一端与前轴承箱(3)连接，另一端与后轴承箱(13)连接；所述转子(2)与所述前轴承箱(3)和后轴承箱(13)之间还设置有轴封，所述前轴承箱(3)通过定位键与气缸(1)连接，所述气缸(1)内设置有高压进气腔(9)、高压排气腔(10)、低压进气腔(11)和低压排气腔(12)。2.根据权利要求1所述的一种透平膨胀机，其特征在于，还包括气封体(4)，所述气封体(4)一端与所述气缸(1)通过悬挂销连接，所述气封体(4)另一端与所述转子(2)密封连接，所述气封体(4)设置在所述高压进气腔(9)和低压进气腔(11)之间。3.根据权利要求2所述的一种透平膨胀机，其特征在于，所述高压进气腔(9)与所述高压排气腔(10)位于叶轮a两端，所述高压进气腔(9)为半封闭环形腔，所述高压排气腔(10)为不规则腔体，所述高压排气腔(10)靠近气缸(1)内壁一侧有凸起。4.根据权利要求3所述的一种透平膨胀机，其特征在于，所述低压进气腔(11)为半封闭环形腔，所述低压排气腔(12)为不规则腔体，所述低压排气腔(12)、低压进气腔(11)位于叶轮b两端。5.根据权利要求4所述的一种透平膨胀机，其特征在于，还包括持环(5)，所述持环(5)设置在气缸(1)内部，所述持环(5)与所述气缸(1)通过悬挂销连接。6.根据权利要求5所述的一种透平膨胀机，其特征在于，高压进气腔(9)上设置有高压进气口，所述高压进气口上设置有高压进气阀门(7)，所述高压进气阀门(7)端部设置有填料密封层；所述低压进气腔(11)上设置有低压进气口，所述低压进气口上设置有低压进气阀门(8)；所述高压进气阀门(7)为主气调节阀，所述低压进气阀门(8)为蝶阀；还包括高压排气口、低压排气口，所述高压排气口设置在高压排气腔(10)上，所述低压排气口设置低压排气腔(12)上，在所述高压排气口、低压排气口设置在所述气缸(1)同侧。7.根据权利要求6所述的一种透平膨胀机，其特征在于，所述填料密封层包括四层填料层，第一层与第四层为高纯复合石墨填料层，第二层和第三层为高纯石墨填料层。8.根据权利要求7所述的一种透平膨胀机，其特征在于，所述气缸(1)为高低压合缸的单层缸。9.根据权利要求8所述的一种透平膨胀机，其特征在于，还包括基架(6)，所述基架(6)与前轴承箱(3)和后轴承箱(13)把接。10.根据权利要求1－9任一项所述的一种透平膨胀机，其特征在于，所述透平膨胀机工质为二氧化碳。

技术总结
本实用新型一种透平膨胀机包括气缸、转子、前轴承箱、后轴承箱，所述转子设置在所述气缸内部，转子贯穿气缸的两端，转子一端与前轴承箱连接，另一端与后轴承箱连接，转子与前轴承箱和后轴承箱之间还设置有轴封，前轴承箱通过定位键与气缸连接，气缸内设置有高压进气腔、高压排气腔、低压进气腔和低压排气腔。本实用新型的系统流通图流程简单明了，操作简单，且内部结构连接紧密，利用不规则腔体设计保障内部结构紧密有序，从而有效减少占地面积，同时轴流式设计也使气流流通顺畅，能够保障大功率储能透平工作的进行。率储能透平工作的进行。率储能透平工作的进行。


技术研发人员：靳亚峰 范小平 王高亮 陈志坤 王鑫 翟璇 赵先波 罗方 覃小文 王松 范立华 王娟丽 周嘉 唐军 杨志 侯俊鹏 任利莲
受保护的技术使用者：东方电气集团东方汽轮机有限公司
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/5/14