經(jīng)透平膨脹降壓的管道氣的壓力需要維持在預(yù)定值。根據(jù)輸氣站在整個管道傳輸中的不同位置，在此所述的預(yù)定值是不同的。例如，管道氣壓力可以從1Mpa降壓至4MPa、從4MPa降壓至2.5MPa或從2.5MPa降壓至1.6MPa，并可在一定范圍內(nèi)浮動。應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些輸氣站，經(jīng)過調(diào)壓的管道氣壓力可以維持在其它預(yù)定值或預(yù)定范圍。
[0027]在有些情況下，下游用氣量是不斷變化的，因此會造成經(jīng)透平膨脹降壓的管道氣的壓力波動。為了維持其壓力，如圖1所示，可在透平14上游設(shè)置一個閥芯50，該閥芯50用以根據(jù)透平14下游的管道氣的壓力調(diào)節(jié)進(jìn)入透平14的管道氣的流量，以此維持調(diào)壓后的管道氣壓力在預(yù)定值或預(yù)定范圍內(nèi)。
[0028]閥芯50也設(shè)置在外殼12內(nèi)，位于內(nèi)殼體44靠近管道氣入口 18的這一端。閥芯50外表面與外殼12內(nèi)表面28定義輸入管道氣通道52。為了形成均勻的管道氣通道52，閥芯50外表面也形成流線型表面，使閥芯50在與進(jìn)氣方向相反的方向上呈漸縮的錐狀。在一些實(shí)施例中，該輸入管道氣通道52的截面積與流道46的截面積實(shí)質(zhì)上相同。在一些實(shí)施例中，上游管道、輸入管道氣通道52和流道46的截面積實(shí)質(zhì)上相同。保持相同截面積，可以盡量防止管道氣在進(jìn)入透平前發(fā)生膨脹，從而提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
[0029]在本實(shí)施例中，閥芯50可根據(jù)透平14下游的管道氣壓力相對于透平14移動以改變輸入管道氣通道52的橫截面積從而改變輸入的管道氣流量，以此調(diào)節(jié)透平14下游的管道氣壓力。閥芯36的移動可以采用多種方式來實(shí)現(xiàn)。在所示的例子中，閥芯50采用可伸縮設(shè)計(jì)，包括錐狀頭部54和與錐狀頭部54連接的圓柱形滑動連接部56。該圓柱形滑動連接部56可與一腔體滑動連接，使錐狀頭部54靠近或遠(yuǎn)離管道氣入口 18，從而減小或增加管道氣流量。在所示的實(shí)施例中，該腔體是內(nèi)殼體44或者說為內(nèi)殼體44的一部分。如果錐狀頭部54進(jìn)一步向管道氣入口 18移動，則可以完全堵住管道氣入口 18，這將使本發(fā)明具有管道氣開關(guān)功能。
[0030]透平14上游和下游可分別設(shè)置壓力傳感器58、60以檢測透平14上游和下游的管道氣壓力，并根據(jù)該檢測的壓力以電動方式驅(qū)動閥芯50進(jìn)行上述用以調(diào)節(jié)流量的移動。
[0031]閥芯50的活動也可以根據(jù)下游的壓力采用杠杠式機(jī)械驅(qū)動。
[0032]透平14上游和下游還可分別設(shè)有溫度傳感器62、64以檢測透平14上游和下游的管道氣溫度。根據(jù)透平14上游和下游的壓力差和溫度差以及發(fā)出的電量可計(jì)算管道氣的流量，因此本發(fā)明可以作為流量計(jì)。
[0033]在本實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)組10的主要運(yùn)動部件都安裝在外殼12內(nèi)部，因此管道氣泄漏的問題得以解決。而且，施工時只需要將外殼12的管道氣入口部18和管道氣出口部20與上下游管道連接即可，因此本發(fā)明采用模塊化安裝，施工容易。
[0034]閥芯50的移動不僅可以調(diào)節(jié)輸入管道氣的流量，而且也可以實(shí)現(xiàn)管道的開關(guān)功能。同時，根據(jù)透平上游和下游的壓力差和溫度差以及發(fā)出的電量可計(jì)算管道氣的流量，因此可以作為流量計(jì)。因此，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了管道氣調(diào)壓、開關(guān)、計(jì)量的多重功能。而且還可以利用管道氣對發(fā)電機(jī)進(jìn)行散熱，從另一個角度看，發(fā)電機(jī)可以對管道氣進(jìn)行加溫，這在某些低溫地區(qū)，對管道氣的傳輸是很有利的。
[0035]綜上所述，本發(fā)明提供了一種減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其主要運(yùn)動部件都設(shè)置在外殼內(nèi)部，因此管道氣泄漏的問題得以解決。而且，在施工現(xiàn)場，只需要將外殼的管道氣入口和管道氣出口與上下游管道連接即可，因此本發(fā)明采用模塊化安裝，施工容易。閥芯的移動不僅可以調(diào)節(jié)輸入管道氣的流量，而且也可以實(shí)現(xiàn)管道的開關(guān)功能。同時，根據(jù)透平上游和下游的壓力差和溫度差以及發(fā)出的電量可計(jì)算管道氣的流量，因此可以作為流量計(jì)。因此，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了管道氣調(diào)壓、開關(guān)、計(jì)量的多重功能。而且還可以利用管道氣對發(fā)電機(jī)進(jìn)行散熱，從另一個角度看，發(fā)電機(jī)可以對管道氣進(jìn)行加溫，這在某些低溫地區(qū)，對管道氣的傳輸是很有利的。
[0036]本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實(shí)施成其它形式。所公開的具體實(shí)施例應(yīng)被視為例示性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是根據(jù)之前的這些描述進(jìn)行確定。在權(quán)利要求的字面意義及等同范圍內(nèi)的任何改變都應(yīng)屬于這些權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，包括外殼以及容置在所述外殼內(nèi)的透平，所述外殼包括管道氣入口以及管道氣出口，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組還包括與所述透平驅(qū)動連接的發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)容置在所述外殼內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組還包括容置在所述外殼內(nèi)的閥芯，所述閥芯用以根據(jù)所述透平下游的管道氣的壓力調(diào)節(jié)進(jìn)入所述透平的管道氣的流量。
3.如權(quán)利要求1所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述外殼包括外殼主體以及可拆卸地安裝至所述外殼主體的管道氣入口部，所述管道氣入口部一端設(shè)置所述管道氣入口，另一端為連接至所述外殼主體的管道氣入口部連接端，所述管道氣入口的直徑小于所述管道氣入口部連接端的直徑。
4.如權(quán)利要求3所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組還包括容置在所述外殼內(nèi)并正對所述管道氣入口的閥芯，所述閥芯用以根據(jù)所述透平下游的管道氣的壓力調(diào)節(jié)進(jìn)入所述透平的管道氣的流量，所述閥芯可在軸向上朝向或遠(yuǎn)離所述管道氣入口移動。
5.如權(quán)利要求4所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述閥芯包括錐狀頭部和圓柱形連接部，所述錐狀頭部的外表面與所述管道氣入口部的內(nèi)表面之間形成輸入管道氣通道，所述圓柱形連接部與一腔體滑動連接。
6.如權(quán)利要求5所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述錐狀頭部外表面和所述管道氣入口部內(nèi)表面為流線型表面。
7.如權(quán)利要求5所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述腔體為一位于所述外殼內(nèi)的內(nèi)殼體，所述發(fā)電機(jī)安裝在所述內(nèi)殼體內(nèi)。
8.如權(quán)利要求5所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)置一內(nèi)殼體，所述發(fā)電機(jī)安裝在所述內(nèi)殼體內(nèi)，所述內(nèi)殼體外表面與所述外殼內(nèi)表面之間形成流道，所述流道截面積與所述輸入管道氣通道截面積相等，所述閥芯設(shè)置在所述內(nèi)殼體靠近所述管道氣入口的一端，所述透平設(shè)置在所述內(nèi)殼體靠近所述管道氣出口的一端。
9.如權(quán)利要求5所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)置一內(nèi)殼體，所述內(nèi)殼體與所述外殼之間在徑向上隔開，所述發(fā)電機(jī)包括定子以及可相對于所述定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，所述定子安裝在所述內(nèi)殼體的內(nèi)表面，所述轉(zhuǎn)子固定在一轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地安裝在所述內(nèi)殼體內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述透平包括一級或多級透平，每一級透平包括導(dǎo)向器和動葉，所述導(dǎo)向器固定至所述外殼，所述動葉固定至所述轉(zhuǎn)軸以可繞一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】一種減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，包括外殼以及容置在外殼內(nèi)的透平。外殼包括管道氣入口以及管道氣出口。發(fā)電機(jī)組包括與透平驅(qū)動連接的發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)容置在外殼內(nèi)。也可以在透平上游設(shè)置閥芯，閥芯外表面與外殼內(nèi)表面定義輸入管道氣通道，而閥芯可相對于透平在透平的軸向上移動以改變所述輸入管道氣通道的橫截面積。
【IPC分類】F01D15-10, F01D25-24, F01D17-10
【公開號】CN104564178
【申請?zhí)枴緾N201410816785
【發(fā)明人】王崎文
【申請人】王崎文
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月24日