[实用新型]一种用于朗肯循环发电系统的双级压缩膨胀一体设备

说明书

本实用新型涉及朗肯循环发电领域，尤其涉及一种用于朗肯循环发电系统的双级压缩膨胀一体设备。该设备包括电机外壳、电机轴、磁轴承装置、第一叶轮、第一蜗壳、第二叶轮和第二蜗壳；电机外壳的内孔嵌设有电机定子，电机轴设置有与电机定子位置相对应的电机转子；磁轴承装置套设在电机轴外壁，第一叶轮和第二叶轮分别固定连接至电机轴两端；第一叶轮和第二叶轮都设置有膨胀叶片和压缩叶片，第一蜗壳和第二蜗壳都设置有膨胀通道和压缩通道，膨胀叶片和压缩叶片分别位于膨胀通道和压缩通道内；该设备减少了能量传递的次数和能量损失，提高了发电效率。

技术领域

本实用新型涉及朗肯循环发电领域，尤其涉及一种用于朗肯循环发电系统的双级压缩膨胀一体设备。

背景技术

有机朗肯循环发电是通过利用低温热来加热某种沸点较低的工质，使之变为高压有机蒸汽，推动汽轮机去带动发电机发电。和常规的有机朗肯循环一样，由冷凝蒸发器、汽轮机、冷凝器和工质泵组成，工质在热力设备中不断进行等压加热、绝热膨胀、等压放热和绝热压缩过程，使热能不断转化为机械能，再由发电机将机械能转化为人们所需要的电能。

中国实用新型专利申请(公开号CN203626906U，公开日：20140604)公开了一种蒸汽朗肯循环-低温型有机朗肯循环复叠式高效发电装置，包括水蒸气朗肯循环装置和低温型有机朗肯循环装置；所述水蒸气朗肯循环装置包括依次连接成环的高压锅炉、第一热功动力转换机械、冷凝蒸发器和水泵；所述低温型有机朗肯循环装置包括依次连接成环的储液罐、工质泵、冷凝蒸发器、第二热功动力转换机械、冷凝器。该装置将水蒸汽朗肯循环装置与低温型有机朗肯循环装置复叠，能够有效利用水蒸汽朗肯循环装置低温乏汽中的热量，大大提高了热量的利用效率。

现有技术存在以下不足：传统的朗肯循环发电系统中，换热蒸发设备将加热后的高压工质输送至膨胀发电设备带动其膨胀涡轮转动进而发电，高压工质做功后变为低压工质并且经过冷凝设备冷却进入工质储罐；而后膨胀发电设备将部分电能输送至外置压缩泵从而将工质储罐输出的低压工质压缩为高压工质并且输送至换热蒸发设备中完成工质循环。而此种方式中，膨胀过程和压缩过程为两个独立的过程，将低压工质压缩为高压工质时需要先将膨胀涡轮转动的机械能转化为膨胀发电设备的电能，而后将膨胀发电设备的电能转化为外置压缩泵的机械能将低压工质压缩；从而造成压缩过程需要经过多次的能量传递，降低了整个系统的发电效率。

发明内容

本实用新型的目的是：针对上述问题，提出在第一叶轮和第二叶轮上分别设置膨胀叶片和压缩叶片，使得高压工质带动膨胀涡轮转动的同时带动压缩叶轮转动将低压工质压缩；从而将膨胀过程和压缩过程一体完成，直接将膨胀涡轮转动的机械能转化为压缩叶轮的机械能；减少了能量传递的次数和能量损失，提高了整个系统发电效率的一种用于朗肯循环发电系统的双级压缩膨胀一体设备。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种用于朗肯循环发电系统的双级压缩膨胀一体设备，该设备包括电机外壳、电机轴、磁轴承装置、第一叶轮、第一蜗壳、第二叶轮和第二蜗壳；电机外壳的内孔嵌设有电机定子，电机轴设置有与电机定子位置相对应的电机转子；磁轴承装置套设在电机轴外壁，第一叶轮和第二叶轮分别固定连接至电机轴两端；第一叶轮和第二叶轮都设置有膨胀叶片和压缩叶片，第一蜗壳和第二蜗壳都设置有膨胀通道和压缩通道，膨胀叶片和压缩叶片分别位于膨胀通道和压缩通道内。

作为优选，膨胀叶片和压缩叶片在轴向背靠背设置。

作为优选，第一蜗壳和第二蜗壳都设置有压力平衡板，压力平衡板轴向两侧面分别位于膨胀通道和压缩通道内；压力平衡板位于膨胀通道内的侧面设置有入口导叶，入口导叶位于膨胀叶片径向外侧，入口导叶用于对流入膨胀叶片的工质进行导流，提高膨胀效率；压力平衡板位于压缩通道内的侧面设置有扩压器，扩压器位于压缩叶片径向外侧，扩压器用于对流出压缩叶片的工质进行导流，提高压缩效率。

作为优选，膨胀叶片在轴向外侧设置有整流罩，整流罩用于对膨胀通道排出的工质进行导向，提高出气效率。