[发明专利]将热能转换为电力的系统、轴向涡轮机和制造涡轮机的方法

摘要

一种用于使用来自工业操作、可再生能源和其他源的热量的电力生产的涡轮发电机装置。可以通过在转子和定子之间的间隙中引入液体来冷却该发电机，该液体在被引入之前已经被汽化或雾化，该液体被从涡轮机排出的气体冷凝。涡轮机具有通用设计，并因此可以相对容易被更改以结合具有在范围50KW至5MW内的额定功率输出的发电机来使用。此类更改部分通过使用模块化涡轮机芯座来实现，模块化涡轮机芯座装配有离散转子板和定子板，离散转子板和定子板的尺寸经设置用于预期的应用，其中涡轮机刷式密封件被选择以容纳来自所支撑的发电机的径向转子运动。该芯座可以相对容易被安装和从该涡轮机移除，以用于维护或改造。转子壳体被设计成相对容易进行机械加工到满足预期运行参数的尺寸。

主权项

一种用于将热能转换为电力的系统，所述系统包括：发电机，所述发电机具有5MW或更小的功率输出，所述发电机具有近端、远端、发电机转子和发电机定子，所述发电机转子被布置用于在所述发电机定子内围绕旋转轴进行旋转运动，所述发电机还包括定位成邻近所述近端的第一磁径向轴承和定位成邻近所述远端的第二磁径向轴承，所述第一磁径向轴承和所述第二磁径向轴承环绕所述发电机转子并在运行期间保持所述发电机转子相对于所述旋转轴实质上同轴对准；以及涡轮机，所述涡轮机具有至少一个涡轮机定子和至少一个涡轮机转子，所述至少一个涡轮机转子被支撑用于围绕所述旋转轴相对于所述至少一个涡轮机定子的旋转运动，所述至少一个涡轮机转子与所述发电机转子联接以便旋转驱动所述发电机转子，所述涡轮机具有附接于所述发电机的所述近端的第一端部，其中所述至少一个涡轮机转子具有悬臂式结构，使得没有径向轴承被包括在所述涡轮机中用于径向支撑所述至少一个涡轮机转子进行旋转运动，所述涡轮机还包括用于接收在第一温度的工作流体的入口和用于排出在第二温度的所述工作流体的出口，所述第二温度低于所述第一温度，所述出口被定位成紧邻所述涡轮机的所述第一端部，以便使到所述发电机的热传递减到最小，所述至少一个涡轮机定子包括多个涡轮机定子板，所述至少一个涡轮机转子包括多个涡轮机转子板，并且所述涡轮机定子板和所述涡轮机转子板的接触表面在范围0.00005″至0.020″内是平坦的。