CN114033504A - 一种液态工质喷雾冷却*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及透平膨胀机领域，具体涉及一种液态工质喷雾冷却***，工质在涡轮膨胀做功带动高速发电机主轴转动，工作过程中，高温工质导致与其接触的部件温度升高，超过一定程度后导致机械密封或干气密封无法使用，不利于与涡轮相连接的零件使用寿命。因此可以启动雾化喷嘴向雾化腔中喷入雾化工质，雾化工质在雾化腔中吸收连接体与排气壳的热量，部分气化，并形成了混合湿工质，然后沿着导流背板移动到冷却腔中，对接触的部件进行冷却，随后通过通气孔排出，将主流道的高温工质与冷却腔隔离，减少热量传递，进入主流道与工质混合，并进入下一工艺流程，从而可以方便地进行冷却以提高工作寿命。
Description
技术领域
本发明涉及透平膨胀机领域，尤其涉及一种液态工质喷雾冷却***。
背景技术
针对温度较高的工业余热资源(＞300℃)，采用有机朗肯循环发电***进行余热回收具有较高的热回收效率，目前国内高温有机朗肯循环发电技术并不成熟，特别是***中的核心部件——高温有机工质膨胀机。高温有机工质膨胀机是有机朗肯循环***的核心部件。
采用膨胀机——高速发电机一体式设计的高温有机工质膨胀发电机组是国际上相关技术的发展趋势。一体式高温有机工质膨胀发电机组结构紧凑，高温涡轮与低温发电机部套必须实现有效的温度隔离，并在高低温接触区域进行有效冷却。在高温有机朗肯循环发电***中，***无法提供用于冷却的低温气态循环工质，且有机工质在***中封闭循环，常规风冷或水冷散热无法满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液态工质喷雾冷却***，旨在可以更好地对高温连接部件进行冷却，实现高温涡轮与低温发电机部套之间有效的温度隔离。
为实现上述目的，本发明提供了一种液态工质喷雾冷却***，包括排气壳，所述排气壳具有主流道，高速发电机主轴与排气壳连接，所述高速发电机主轴与所述排气壳之间形成雾化腔，多个雾化喷嘴设置在所述雾化腔的一侧，高速发电机主轴与所述高速发电机主轴转动连接，并穿过所述排气壳，涡轮设在所述高速发电机主轴上，并位于所述排气壳内，机械密封座套设在所述高速发电机主轴上，并位于所述雾化腔的一侧，导流背板具有通气孔，所述导流背板与所述排气壳固定，并位于所述雾化腔的一侧，所述导流背板、所述高速发电机主轴、所述机械密封座之间形成冷气腔。
其中，所述雾化喷嘴与所述高速发电机主轴中心呈预设倾斜角度进行放置。
其中，所述机械密封座包括座体和温度传感器，所述温度传感器设置在所述座体内。
其中，所述机械密封座还包括第一密封和隔离油封，所述第一密封设置在所述高速发电机主轴和所述座体之间，所述隔离油封设置于所述座体靠近所述导流背板的一侧。
其中，所述导流背板包括背板本体和隔离气封，所述隔离气封设置在所述背板本体和所述涡轮之间。
其中，所述导流背板还包括隔离板，所述隔离板和所述背板本体之间形成隔离腔。
其中，所述雾化喷嘴包括喷嘴本体和自动调节阀，所述自动调节阀与所述喷嘴本体连接。
本发明的一种液态工质喷雾冷却***，工质在涡轮膨胀做功带动高速发电机主轴转动，工作过程中，高温工质导致与其接触的部件温度升高，超过一定程度后导致机械密封或干气密封无法使用，不利于与涡轮相连接的零件使用寿命。因此可以启动雾化喷嘴向雾化腔中喷入雾化工质，雾化工质在雾化腔中吸收连接体与排气壳的热量，部分气化，并形成了混合湿工质，然后沿着导流背板移动到冷却腔中，对接触的部件进行冷却，随后通过通气孔排出，将主流道的高温工质与冷却腔隔离，减少热量传递，进入主流道与工质混合，并进入下一工艺流程，从而可以方便地进行冷却以提高工作寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种液态工质喷雾冷却***的结构图；
图2是图1细节A的局部放大图；
图3是本发明的雾化喷嘴的结构图；
图4是导流背板的***图。
1-排气壳、2-高速发电机主轴、3-高速发电机主轴、4-涡轮、5-机械密封座、6-导流背板、7-雾化喷嘴、11-主流道、21-雾化腔、51-座体、52-温度传感器、53-第一密封、54-隔离油封、61-通气孔、62-冷气腔、63-背板本体、64-隔离气封、65-隔离腔、66-隔离板、71-喷嘴本体、72-自动调节阀。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1～图4，本发明提供一种液态工质喷雾冷却***：
包括排气壳1，所述排气壳1具有主流道11，高速发电机主轴2与排气壳1连接，所述高速发电机主轴2与所述排气壳1之间形成雾化腔21，多个雾化喷嘴7设置在所述雾化腔21的一侧，高速发电机主轴3与所述高速发电机主轴2转动连接，并穿过所述排气壳1，涡轮4套设在所述高速发电机主轴3上，并位于所述排气壳1内，机械密封座5套设在所述高速发电机主轴3上，并位于所述雾化腔21的一侧，导流背板6具有通气孔61，所述导流背板6与所述排气壳1固定，并位于所述雾化腔21的一侧，所述导流背板6、所述高速发电机主轴3、所述机械密封座5之间形成冷气腔62。
在本实施方式中，工质在涡轮4膨胀做功带动高速发电机主轴2转动，工作过程中，高温工质导致与其接触的部件温度升高，超过一定程度后导致机械密封或干气密封无法使用，不利于与涡轮相连接的零件使用寿命。因此可以启动雾化喷嘴7向雾化腔21中喷入雾化工质，雾化工质在雾化腔21中吸收连接体3与排气壳1的热量，部分气化，并形成了混合湿工质，然后沿着导流背板6移动到冷气腔62中，对接触的部件进行冷却，随后通过通气孔排出，将主流道的高温工质与冷却腔隔离，减少热量传递，进入主流道与工质混合，并进入下一工艺流程，从而可以方便地进行冷却以提高工作寿命。
进一步的，所述雾化喷嘴7与所述高速发电机主轴3中心呈预设倾斜角度进行放置。
在本实施方式中，所述雾化喷嘴7呈倾斜角度放置使得混合湿工质在雾化腔21中沿周向旋转并进入所述冷却腔中以提高冷却效果。
进一步的，所述机械密封座5包括座体51和温度传感器52，所述温度传感器52设置在所述座体51内。
在本实施方式中，所述温度传感器52用于监测冷却腔体的温度，从而可以方便对所述雾化喷头进行控制。
进一步的，所述机械密封座5还包括第一密封53和隔离油封54，所述第一密封53设置在所述高速发电机主轴3和所述座体51之间，所述隔离油封54设置于所述座体51靠近所述导流背板6的一侧。
在本实施方式中，所述第一密封53用于密封工质，通过所述隔离油封54可以提高密封效果。
进一步的，所述导流背板6包括背板本体63和隔离气封64，所述隔离气封64设置在所述背板本体63和所述涡轮4之间。
在本实施方式中，所述隔离气封64可以将所述导流背板6接触所述涡轮4处的缝隙进行密封，避免工质从此处泄漏。
进一步的，所述导流背板6还包括隔离板66，所述隔离板66与背板本体65形成隔离腔65。
在本实施方式中，通过所述隔离腔65可以将主流道11和冷气腔62隔离，从而可以减小热传导效率，增强降温效果。
进一步的，所述雾化喷嘴7包括喷嘴本体71和自动调节阀72，所述自动调节阀72与所述喷嘴本体71连接。
在本实施方式中，通过所述自动调节阀72可以根据所述温度传感器52监测到的温度情况自动调节所述喷嘴本体71的喷雾量，使得可以将温度控制在一定范围内，使得使用更加方便。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
包括排气壳，所述排气壳具有主流道，高速发电机主轴与排气壳连接，所述高速发电机主轴与所述排气壳之间形成雾化腔，多个雾化喷嘴设置在所述雾化腔的一侧，高速发电机主轴与所述高速发电机主轴转动连接，并穿过所述排气壳，涡轮设在所述高速发电机主轴上，并位于所述排气壳内，机械密封座套设在所述高速发电机主轴上，并位于所述雾化腔的一侧，导流背板具有通气孔，所述导流背板与所述排气壳固定，并位于所述雾化腔的一侧，所述导流背板、所述高速发电机主轴、所述机械密封座之间形成冷气腔。
2.如权利要求1所述的一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
所述雾化喷嘴与所述高速发电机主轴中心呈预设倾斜角度进行放置。
3.如权利要求1所述的一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
所述机械密封座包括座体和温度传感器，所述温度传感器设置在所述座体内。
4.如权利要求3所述的一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
所述机械密封座还包括第一密封和隔离油封，所述第一密封设置在所述高速发电机主轴和所述座体之间，所述隔离油封设置于所述座体靠近所述导流背板的一侧。
5.如权利要求1所述的一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
所述导流背板包括背板本体和隔离气封，所述隔离气封设置在所述背板本体和所述涡轮之间。
6.如权利要求5所述的一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
所述导流背板还包括隔离板，所述隔离板和所述背板本体之间形成隔离腔。
7.如权利要求3所述的一种液态工质喷雾冷却***，其特征在于，
所述雾化喷嘴包括喷嘴本体和自动调节阀，所述自动调节阀与所述喷嘴本体连接。
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