[实用新型]一种螺杆膨胀发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于发电设备技术领域，涉及一种有机朗肯循环发电系统，同时还涉及一种半封或全封的螺杆膨胀发电装置。

背景技术

请参阅图1，图1为一个典型的有机朗肯循环(Organic Rankin Cycle，ORC)，包括膨胀机1’、发电机2’、蒸发器3’、液体泵4’、冷凝器5’。

低温低压的液体制冷工质在液体泵4’中被升压；然后进入蒸发器3’被加热汽化，直至成为过热气体(高温高压)后，进入膨胀机1’膨胀做功，驱动发电机2’发电。做功后的低温低压气体进入冷凝器5’被冷却凝结成液体；再回到液体泵4’中，完成一个循环。

现有的用于ORC的膨胀机有半封的离心膨胀机、开启式的螺杆膨胀机。开启式的螺杆膨胀机通过轴封与出轴端发电机连接，其缺陷是制冷工质会通过轴封泄露。

与此同时，在复叠式ORC循环(或者其他应用场合)中，膨胀终了的温度可能很高，用膨胀的排气来冷却发电机变得不现实。需要解决半封或全封的螺杆膨胀发电装置中发电机的冷却问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种半封或全封的螺杆膨胀发电装置，可避免螺杆膨胀发电机在发电时出现制冷工质泄露，同时可冷却螺杆膨胀发电装置中发电机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种半封或全封的螺杆膨胀发电装置，所述发电装置包括半封或全封的壳体，壳体包括膨胀机腔、发电机腔；所述膨胀机腔、发电机腔不连通；膨胀机腔内设置螺杆膨胀机，发电机腔内设置发电机；所述螺杆膨胀机的转子与发电机转子固定连接，所述发电装置通过螺杆膨胀机转子的转动带动发电机发电；所述发电机腔设置液态制冷工质喷入口、制冷工质出口；通过液态制冷工质的蒸发冷却发电机。

作为本实用新型的一种优选方案，所述螺杆膨胀机包括阳转子、阴转子，所述阳转子的轴与发电机转子固定连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述阳转子远离发电机的转子端设置第一阳转子轴承；所述阴转子的两端分别设置阴转子轴承。

作为本实用新型的一种优选方案，所述阳转子包括一体化设计的转子部分、连接部分，所示转子部分与阴转子配合，所述连接部分伸入发电机内部；所述膨胀机腔、发电机腔通过一隔离机构相隔开，使得膨胀机腔、发电机腔之间形成一孔洞，所述连接部分穿过该孔洞至发电机腔内，连接部分远离转子部分的一端与发电机转子固定连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接部分在阳转子的转子部分和发电机转子之间设置第二阳转子轴承；所述第一阳转子轴承、第二阳转子轴承、阴转子轴承分别通过壳体内设置的支撑机构设置在壳体内。所述连接部分与第二阳转子轴承最靠近发电机转子端通过轴封密封。

作为本实用新型的一种优选方案，所述膨胀机腔设置螺杆膨胀机的吸气入口、排气出口。

作为本实用新型的一种优选方案，所述发电机为同步发电机或异步发电机。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的半封或全封的螺杆膨胀发电装置及使用上述螺杆膨胀发电装置的有机朗肯循环发电系统，可避免螺杆膨胀发电机在发电时出现制冷工质通过轴封泄露的情形。同时可以有效冷却发电机，即使在复叠式ORC循环中，或者单循环中膨胀机的排气温度很高时，也可以解决螺杆膨胀发电装置中发电机的冷却问题。

附图说明

图1为有机朗肯循环发电系统的组成示意图。

图2为本实用新型有机朗肯循环发电系统的组成示意图。

图3为本实用新型螺杆膨胀发电装置垂直方向的剖视图。

图4为本实用新型螺杆膨胀发电装置水平方向的剖视图。

附图主要组件符号说明如下：

1’：膨胀机                        2’：发电机

3’：蒸发器                        4’：液体泵

5’：冷凝器

1：螺杆膨胀发电装置                3：蒸发器

4：液体泵                          5：冷凝器

101：发电机                        102：阳转子

103：阴转子                        1041：第一阳转子轴承

1042：第二阳转子轴承               105：阴转子轴承

106：密封圈                        107：吸气入口