一种利用级间气体冷却发电机的有机工质发电装置
技术领域
本发明涉及低温余热发电技术领域，具体的说，是一种利用级间气体冷却发电机的有机工质发电装置。
背景技术
在低温余热发电领域，多采用有机工质替代传统的水蒸气驱动透平做功发电，以实现更高效的能量梯级利用。
有机工质透平膨胀机设计中，透平与发电机共用一根转子，透平与发电机为单层气缸设计结构。在这种基本结构的配置下，将引进经前几级膨胀后的中间有机工质气体到发电机中，冷却发电机，以解决发电机的散热问题，同时由于发电机与透平所用工质同质，可以简化透平与电机的密封结构，实现工质仅在内部流通，而无外漏。此外，透平将采用轴流式多级布置结构，透平右侧单向推力较大，该引气方式恰好可以解决推力平衡问题，避免在小尺寸的有机工质透平中推力轴承设计难问题。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用级间气体冷却发电机的有机工质发电装置，有机工质气体能够循环流通到发电机内而对发电机进行降温。
本发明通过下述技术方案实现：一种利用级间气体冷却发电机的有机工质发电装置，包括透平气缸和发电机，所述的透平气缸的透平转子与发电机的发电机转子为同根转子设计结构，所述的透平气缸与发电机的发电机外壳密封连接，透平气缸的进气腔室与发电机从外部通过抽气管连通。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的透平转子与透平气缸之间设置有梳齿密封结构。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的发电机转子与发电机外壳之间设置有A轴承。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的A轴承与发电机之间设置有套装在发电机转子上的推力轴承。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的透平气缸与发电机外壳采用垂直法兰并通过螺栓连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的透平转子远离发电机的一端上设置有与透平气缸配合使用的B轴承。
本方案所取得的有益效果是：
本方案能够将透平气缸内做功后的有机工质气体引入发电机，从而利用有机工质气体对发电机进行降温处理，提高有机工质气体的利用率，并且不需要使用额外的冷却介质与冷却结构，有利于简化设备的结构、减小设备占据的空间大小、降低生产成本与使用成本。
附图说明
图1为本方案的结构示意图；
其中1-透平气缸，2-发电机外壳，3-发电机转子，4-推力轴承，5-A轴承，6-B轴承，7-发电机，8-梳齿密封结构，9-抽气管，10-端部挡板，11-透平转子。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1所示，本实施例中，一种利用级间气体冷却发电机的有机工质发电装置，包括透平气缸1和发电机7，所述的透平气缸1的透平转子11与发电机7的发电机转子3为同根转子设计结构，所述的透平气缸1与发电机7的发电机外壳2密封连接，透平气缸1的进气腔室与发电机7从外部通过抽气管9连通。
使用时，有机工质气体进入到透平气缸1的进气腔室，并在透平气缸1内做功，带动透平转子11转动，透平转子11带动发电机转子3转动以便于使发电机7发电。透平气缸1的进气温度范围在0℃到100℃之间，有机工质经前几级透平膨胀后温度下降到0至50℃，压力下降到0～1MPa。
利用抽气管9将做功后的有机工质气体引入到发电机7内就能够对发电机7进行降温处理，以此能够提高有机工质气体的利用率，不需要设计额外的冷却结构，不需要使用额外的冷却介质，能够有效降低成本，并简化发电机7的整体结构，减小占用空间。将抽气管9设置在外部，有利于使有机工质气体散热，以降低自身的温度，从而有利于提高发电机7降温的效率。发电机外壳2上能够连通管道将热交换之后的有机工质气体输送至加热设备再加热，使再加热的有机工质气体进入透平气缸1内再做功而实现循环利用，避免有机工质气体泄露，并提高循环利用率。
通过抽气管9将做功后的有机工质气体引入到发电机7内能够降低透平转子11端部轴封处的参数，能够降低透平转子11靠近发电机转子3一端的推力，从而减小发电机转子3受到的推力。
实施例2：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的透平转子11与透平气缸1之间设置有梳齿密封结构8。利用梳齿密封结构8有利于隔绝透平气缸1与发电机7，避免有机工质气体不通过抽气管9而直接在透平气缸1与发电机7之间流通，防止浪费以及发电机7冷却受到影响。
实施例3：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的发电机转子3与发电机外壳2之间设置有A轴承5。A轴承5设置在发电机转子3远离透平气缸1的一端。发电机7设置在发电机转子3靠近透平气缸1的一端。以此有利于提高发电机转子3动能的利用率，减小发电机转子3振动对发电造成影响，利用A轴承5能够提高发电机转子3的稳定性。
本实施例中，所述的A轴承5与发电机7之间设置有套装在发电机转子3上的推力轴承4。利用推力轴承4有利于平衡发电机转子3承受的推力，有利于使发电机转子3保持稳定。
本实施例中，所述的透平气缸1与发电机外壳2采用垂直法兰并通过螺栓连接。以此有利于提高透平气缸1与发电机外壳2的连接强度，在法兰之间也能够设置密封结构以提高密封性能。
本实施例中，所述的透平转子11远离发电机7的一端上设置有与透平气缸1配合使用的B轴承6。以此有利于提高透平转子11的稳定性。
本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
