[实用新型]一种透平膨胀机

说明书

一种透平膨胀机，包括工作叶轮组件、主轴、磁悬浮轴承、电磁涡流制动器和壳体；主轴的一端穿出壳体与工作叶轮组件固定连接；磁悬浮轴承包括定子组件与转子组件，转子组件固定于主轴上，定子组件固定设于壳体内，且定子组件与转子组件对应设置；电磁涡流制动器设于主轴的一端。上述透平膨胀机，采用磁悬浮轴承作为转子支撑系统，与传统轴承相比，磁悬浮轴承具有无摩擦、无磨损、高速度、高精度、低功耗等一系列独特性能，降低了功率损失。通过在主轴上设置电磁涡流制动器进行制动，结构紧凑且避免了气体的外漏和污染，同时解决了其轮周速度过高、轴上制动力矩调节困难等难题。

技术领域

本实用新型涉及低温液化装置技术领域，尤其涉及一种透平膨胀机。

背景技术

我国能源供给具有‘富煤、缺气、少油’的特点，在一次能源消费结构中，煤炭消费占比比重超过60％，而我国的石油，天然气等能源对进口依存度较高，其中原油的依存度最为严重，从2005年的39.5％上升到了2015年的60.69％。随着社会经济的发展，我国能源需求总量还将进一步上升，如不能及时对能源结构做出调整，能源对外依存度还将继续上升，国家能源结构构成以及能源供应安全将面临严峻挑战。特别是近年来，我国大气环境问题日益突出，传统化石燃料燃烧排放被证实是大气污染、雾霾和温室效应等问题的首要因素，采用高效清洁能源已经迫在眉睫。因此在保证经济平稳增速、资源环境约束趋紧的新常态下，能源结构调整、绿色转型要求日益迫切，这也要求我国大力发展低碳能源经济，尽早进入新能源替代化石能源的更替期。在新能源领域我国近年来发展迅猛，风能、光伏等可再生能源大量应用，但是这类新能源存在不可控间隙性、能量密度低、直接转化效率低等问题，大规模替代目前成熟的化石能源的潜力不足。因此美国、日本、德国等发达国家已纷纷将研究推广重点放在更具潜力的氢能源上，并将氢能源研究应用上升到国家战略高度。

氢能是一种清洁高效的二次能源，作为重要的能源载体其燃烧热值约为汽油的3倍，且排放物清洁无污染，且能够广泛的应用于燃料电池车辆、储能以及掺入天然气用于工业和民用燃气等领域，在短期内十分有望替代部分石油和天然气，成为我国能源消费结构的重要组成部分。目前，我国政府出台多项政策都有力的推动了我国氢能的发展，如2016年国家发改委和国家能源局《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》规划了能源技术革命重点创新行动路线图，将氢能纳入我国的能源战略；在《中国制造2025》规划纲要规划了到2030年要实现百万辆氢燃料电池车辆的商业化应用以及建成1000座制氢/加氢等配套设施的发展目标。但是，目前我国在氢能源产业的供给端相关基础研究、技术开发以及相关基础设施的建设方面与发达国家差距明显。为实现大规模的氢能的经济稳定供给，急需解决氢能源产业供给端问题，包括氢能源制备、存储以及运输等多个环节。特别是在现阶段氢能源制备后的存储与输运环节技术难题极大限制了氢能源高效经济供给用户的落地应用。

目前，在氢能源制备后的存储方面主要有三种方式：分别是高压存储气态氢气、金属固态储氢以及低温存储液态氢。相对应氢能源输运方面主要有四种方式：分别是高压氢气长管拖车、氢气管道、金属固态氢以及低温液氢运输。其中氢气的高压存储运输目前应用最为成熟，但其存在氢气单位体积存储密度低，存储压力高等问题，其在35Mpa下密度仅为23kg/m³。对于液态氢来说，标况下液氢的密度仅为气氢的1/788左右，单位体积储存氢密度高，能较好满足氢能源的长距离大规模运输的经济与快速的需求。美国、日本等国正在积极开展氢能源的低温液态储存与输运，该种方式也是未来20到30年内最具发展潜力的储存输运方式之一。