[发明专利]零泄漏自冷却的磁悬浮透平膨胀发电机及系统与方法

摘要

本发明涉及一种零泄漏自冷却的磁悬浮透平膨胀发电机及系统与方法，发电机由第一、第二轴承室、进气室、主壳体、透平发电机转子、电机定子、尾壳体和通气管组成，透平机与发电机共用壳体，透平叶轮与电机转子直连，转子两端由磁轴承悬浮支撑，电机定子整体置于主壳体中，透平膨胀降温后的有机工质直接从环形绕组定子的内外流道流过，带走电机发热并用于系统回热部分，本发明通过一体化透平机和发电机设计，完全解决了密封问题，通过将电机整体作为透平工质流道，既解决了电机散热问题，又避免了散热系统额外的能量损耗，且充分利用了电机热量，通过磁轴承支撑和转子叶轮直连，减少了机械损耗，极大提高了系统效率。

主权项

1.一种零泄漏自冷却的磁悬浮透平膨胀发电机，其特征在于：包括壳体（2）、叶轮轴（51）、透平叶轮（52）、电机轴（53）、第一磁悬浮轴承系统、第二磁悬浮轴承系统、环形绕组定子（6）；上述壳体（2）内部从前到后依次分为进气室（31）、蜗室（33）、排气道（34）；上述进气室（31）内还设置有第一轴承室（1），上述进气室底部与主壳体顶部之间作为透平机有叶喷嘴环（32），使得进气室仅通过上述透平机有叶喷嘴环（32）与蜗室（33）相通；上述排气道由前向后依次分为排气道上游（341）、排气道中游（342）、排气道下游（343），排气道下游内部设置有第二轴承室（4）；上述叶轮轴（51）从前向后依次为叶轮轴支撑段（511）、叶轮轴叶轮安装段（512）；上述电机轴（53）从前向后依次为电机轴首段（531）、电机轴中段永磁体（532）、转子护套（533）、电机轴尾段（534）；上述叶轮轴支撑段（511）位于第一轴承室（1）内，并通过所述第一磁悬浮轴承系统支撑；叶轮轴叶轮安装段（512）伸入主壳体（22），所述透平叶轮（52）安装于叶轮轴叶轮安装段（512）；上述电机轴首段（531）与叶轮轴叶轮安装段（512）首尾相连，电机轴首段（531）位于排气道上游（341），所述电机轴中段永磁体（532）和转子护套（533）位于排气道中游（342）， 上述环形绕组定子（6）安装于排气道中游（342），环形绕组定子的内槽作为排气道中游内流道（61），环形绕组定子的外槽作为排气道中游外流道（62）；上述电机轴尾段（534）伸入第二轴承室（4）内，并通过所述第二磁悬浮轴承系统支撑；第二轴承室（4）尾端装有轴向渐缩的导流锥（44）；上述排气道下游末端为轴向渐缩形式；上述第一轴承室（1）与排气道上游（341）由一根通气管道（7）连通。