[发明专利]一种用电磁轴承的透平结构

说明书

本发明公开了一种用电磁轴承的透平结构，涉及新能源发电技术领域；其包括透平转子Ⅰ、透平转子Ⅱ、轴承转子、轴承定子、轴承箱以及冷却结构，透平转子Ⅰ和透平转子Ⅱ固定连接，轴承转子的内圆与透平转子Ⅱ的外圆过盈配合，轴承定子固定在轴承箱内侧，轴承转子通过轴承定子提供的电磁力悬浮；冷却结构包括设于轴承箱上的冷却气进口和冷却气收集口，以使冷却气能够从冷却气进口进入于轴承箱腔室内，并经过轴承箱、轴承定子及轴承转子之间的间隙，与轴承定子及轴承转子换热后经冷却气收集口流出；通过实施本技术方案，旨在解决电磁轴承应用于高温透平设备存在使用温度高的技术问题，可有效保证高温透平设备用电磁轴承安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，具体地讲，涉及一种用电磁轴承的透平结构。

背景技术

电磁轴承有别于传统滑动轴承或滚动轴承，其依靠附加的电磁线圈产生的磁场力将转子悬浮起来，因而实现了真正的无接触，这也使其具有了振动低、噪音小、无需润滑以及功耗小等多重优点。

目前，电磁轴承已从科学研究走向工业化、商业化，其工业应用包括压缩机、鼓风机、飞轮、透平等。近年来，随着越来越多涡轮机械开始采用电磁轴承支撑技术，人们对电磁轴承运用到透平设备上的研究也日益深入。如果透平设备能采用电磁轴承代替油轴承，不仅减小了透平设备的机械损耗，同时省去了复杂的润滑油系统、延长轴承使用寿命、较小机组振动噪声，将极大提高透平设备的经济性、适应性和可靠性。

但根据本申请发明人在实践中发现，在透平设备中应用电磁轴承存在以下技术问题：电磁轴承本身存在使用温度极限，绝缘等级要求高的电磁轴承耐受温度一般较低，这极大限制了绝缘等级要求高的高温透平设备对电磁轴承技术的运用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用电磁轴承的透平结构，其目的在于旨在解决电磁轴承应用于高温透平设备存在使用温度高的技术问题，可有效保证高温透平设备用电磁轴承安全稳定运行。

本发明采用的技术方案如下：

一种用电磁轴承的透平结构，包括透平转子Ⅰ、透平转子Ⅱ和设于透平转子Ⅱ外侧的轴承箱，所述透平转子Ⅰ和透平转子Ⅱ固定连接；以及

轴承转子和轴承定子，所述轴承转子的内圆与透平转子Ⅱ的外圆过盈配合，所述轴承定子固定在轴承箱内侧，轴承转子通过轴承定子提供的电磁力悬浮，以使轴承转子和透平转子Ⅱ悬浮于轴承定子中心；以及

冷却结构，所述冷却结构包括设于轴承箱上的冷却气进口和冷却气收集口，以使冷却气能够从冷却气进口进入于轴承箱腔室内，并经过轴承箱、轴承定子及轴承转子之间的间隙，与所述轴承定子及轴承转子换热后经所述冷却气收集口流出。

作为上述技术方案的优选，所述冷却结构还包括在所述透平转子Ⅰ和透平转子Ⅱ上开设的盲孔，用于减少透平转子Ⅰ向透平转子Ⅱ的热量传递。

作为上述技术方案的优选，所述透平转子Ⅰ和透平转子Ⅱ焊接固定，所述盲孔设于所述透平转子Ⅰ和透平转子Ⅱ的焊接段，且透平转子Ⅰ和透平转子Ⅱ上的盲孔呈对接设置，如此能够较好的阻挡了透平转子高温段向低温段热量的传递。

作为上述技术方案的优选，所述冷却结构还包括设于透平转子Ⅱ靠近透平转子Ⅰ一端外圆面上的多个气封凸台和与所述气封凸台间隙配合的气封圈，所述气封圈固定在所述轴承箱内壁上设置的环形槽内，以使冷却气能够从气封圈和气封凸台之间的间隙流过，用于对透平转子Ⅱ进行冷却，由此气封圈和气封凸台的间隙构成透平转子Ⅱ外圆面的冷却通道，且由于轴承箱腔室内的压力高于气封圈外侧的压力，部分冷却气能够容易地从气封圈和透平转子Ⅱ气封凸台间的间隙流过，达到对透平转子Ⅱ较好的冷却效果；而轴承转子直接与透平转子Ⅱ套装连接，能够吸收轴承转子传递的热量。