[发明专利]定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组

权利要求书

1.一种定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，包括：

向心透平(10)，其包含多片导叶；

齿轮箱(20)，包括相互啮合的高速齿轮(21)和低速齿轮(22)，其中，所述高速齿轮的齿轮轴与所述向心透平(10)的叶轮轴连接；

发电机组(30)，其主轴和所述齿轮箱(20)的低速齿轮的齿轮轴连接，其利用低速齿轮的齿轮轴输出的扭矩进行发电；以及

电流输出模块(40)，其将所述发电机组(30)产生的电能向外输出。

2.根据权利要求1所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述向心透平(10)和齿轮箱(20)的连接部位采用干气密封结构(15)进行密封，其密封气为氮气。

3.根据权利要求1所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述高速齿轮(21)的齿轮轴与所述向心透平(10)的叶轮轴直接连接。

4.根据权利要求1所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述高速齿轮的齿轮轴采用径向轴承；

在高速齿轮的齿的两侧分别设置推力盘(23)，该推力盘(23)的下方与低速齿轮的齿的两侧相接触，所述高速齿轮所承受的轴向力通过该推力盘(23)传递给低速齿轮；

在低速齿轮的两侧设置止推轴承(24)，由所述推力盘(23)传递而来的轴向力由该止推轴承(24)抵消。

5.根据权利要求1所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述向心透平(10)包括：

所述多片导叶；以及

导叶角度调节部件(14)，其对所述多片导叶的角度进行调整。

6.根据权利要求5所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述发电机组包括：

励磁电流调节模块(31)，其调节所述发电机组(30)中发电机的励磁电流，进而改变所述向心透平(10)的载荷。

7.根据权利要求6所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述电流输出模块(40)包括：

正常输出通路，将发电机组(30)产生的电能直接向外输出；以及

整流输出通路，将发电机组(30)产生的电能整流为额定频率后向外输出；

其中，所述正常输出通路和整流输出通路其中之一连通，其中另一断开，从而将所述发电机组(30)产生的电能向外输出。

8.根据权利要求7所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于：

所述正常输出通路包括：第一电磁开关(41)，其前端连接至所述发电机组(30)的功率输出端，其后端连接至所述定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组的功率输出端；

所述整流输出通路包括：整流器(42)，其前端通过第二电磁开关(43)连接至发电机组(30)的功率输出端，其后端通过第三电磁开关(44)连接至所述定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组的功率输出端，其对流经的电流进行频率调整。

9.根据权利要求7所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，还包括：

流量传感器(11)，设置于所述向心透平(10)的入口或出口；

入口压力传感器(12)和出口压力传感器(13)，分别设置于所述向心透平(10)的入口和出口；以及

转速传感器(25)，其对低速齿轮的齿轮轴、高速齿轮的齿轮轴，或发电机组(30)的主轴，的转速进行检测。

10.根据权利要求9所述的定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，其特征在于，所述电流输出模块还包括：

控制器(45)，其信号输入端连接至所述流量传感器(11)、入口压力传感器(12)、出口压力传感器(13)、转速传感器(25)，其信号输出端连接至所述导叶角度调节部件(14)、励磁电流调节模块(31)、正常输出通路、整流输出通路，用于通过调整所述导叶角度调节部件(14)或励磁电流调节模块(31)，使向心透平的实际膨胀比与预设膨胀比一致，同时，通过控制正常输出通路和整流输出通路的开闭，使所述发电机组的输出频率与预设频率一致。