向心透平驱动的离心工质泵及有机朗肯循环系统的制作方法

本申请涉及有机朗肯循环系统，例如涉及一种向心透平驱动的离心工质泵及有机朗肯循环系统。

背景技术：

1、有机朗肯循环是一种可以发电的动力循环，为了通过有机朗肯循环系统发电，相关技术公开了一种有机朗肯循环系统，结合图1所示，高温高压的有机工质饱和蒸汽从蒸发器01流出进入到膨胀机02中等熵膨胀对外做功，驱动膨胀机02带动发电机03发电。等熵膨胀后的有机工质变为低温低压的具有一定湿度的湿蒸汽从膨胀机02流出进入至冷凝器04中进行等温放热，有机工质冷凝成低温低压的饱和液。采用电机05驱动工质泵06，低温低压的饱和液通过工质泵06绝热压缩变为低温高压的过冷液输送至蒸发器01中。在蒸发器01中有机工质经过等压吸热，工质蒸发成高温高压的饱和蒸汽后再次进入膨胀机02中做功，重复上述过程，形成有机朗肯循环。

2、在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

3、工质泵采用电机驱动，电机的电能需要消耗掉一部分发电机发出的电能，其转化过程为：热能——机械能——电能——机械能，需要3次能量转化，每次能量转化过程，能量都会产生损耗，整个系统的热效率并不高。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

2、本公开实施例提供一种向心透平驱动的离心工质泵及有机朗肯循环系统，以解决有机朗肯循环系统热效率低的问题。

3、本实用新型第一个方面的技术方案提供一种向心透平驱动的离心工质泵，包括壳体、向心透平主流道和工质泵主流道。壳体的壳壁上开设透平轮进气口、透平轮出气口、工质泵进口和工质泵出口，内部设置有可转动的主轴；向心透平主流道位于所述壳体内，其两端分别与所述透平轮进气口和所述透平轮出气口连通；所述向心透平主流道包括向心透平叶轮，所述向心透平叶轮套设于所述主轴，可驱动所述主轴转动；工质泵主流道，位于所述壳体内，其两端分别与所述工质泵进口和所述工质泵出口连通；所述工质泵主流道包括工质泵离心叶轮，所述工质泵离心叶轮套设于所述主轴，可随所述主轴转动。

4、在一些实施例中，所述向心透平主流道还包括透平蜗壳和透平静叶栅，透平静叶栅设置于所述透平蜗壳内，所述向心透平叶轮、所述透平静叶栅和所述透平蜗壳由内向外依次套设，所述透平静叶栅以预设导向角度将气体工质导向所述向心透平叶轮。

5、在一些实施例中，所述工质泵主流道还包括工质泵蜗壳和工质泵扩压器，工质泵扩压器设置于所述工质泵蜗壳内，所述工质泵离心叶轮、所述工质泵扩压器和所述工质泵蜗壳由内向外依次套设，所述向心透平叶轮驱动所述主轴转动并带动所述工质泵离心叶轮转动，液体工质被吸入所述工质泵离心叶轮后由所述工质泵扩压器减速增压，经过所述工质泵蜗壳从所述工质泵出口流出。

6、在一些实施例中，所述离心工质泵还包括多个轴承，所述主轴通过多个所述轴承与所述壳体相连接。

7、在一些实施例中，所述轴承的数量设置为两个的情况下，两个所述轴承中的一个设置于所述向心透平叶轮和所述工质泵离心叶轮之间，两个所述轴承中的另一个设置于所述向心透平叶轮所在一侧的轴端。

8、本实用新型第二个方面的技术方案提供一种有机朗肯循环系统，包括首尾依次相连的蒸发器、膨胀机、冷凝器和上述的离心工质泵，所述蒸发器的出口端连接所述膨胀机的入口端，所述膨胀机的出口端连接所述冷凝器的入口端，所述冷凝器的出口端连接所述离心工质泵的工质泵进口，所述离心工质泵的工质泵出口连接所述蒸发器的入口端；所述离心工质泵的透平轮进气口连接所述蒸发器的出口端，透平轮出气口连接所述冷凝器的入口端。

9、在一些实施例中，所述蒸发器的出口端和所述离心工质泵的透平轮进气口通过进气管路相连接，所述进气管路上设置有第一进气调节阀。

10、在一些实施例中，所述蒸发器的出口端和所述膨胀机的入口端之间设置有第二进气调节阀。

11、在一些实施例中，所述有机朗肯循环系统还包括回流管路，两端口分别连接于所述离心工质泵的工质泵出口和工质泵进口，所述回流管路上设置有回流控制阀。

12、在一些实施例中，所述有机朗肯循环系统还包括发电机，与所述膨胀机同轴连接。

13、本公开实施例提供的向心透平驱动的离心工质泵及有机朗肯循环系统，可以实现以下的技术效果：

14、本实用新型的向心透平驱动的离心工质泵无需电机驱动，有机朗肯循环系统的工质蒸汽通过透平轮进气口进入流经向心透平主流道，在向心透平叶轮中膨胀做功驱动主轴转动，最后从透平轮出气口流出；主轴的转动带动工质泵离心叶轮转动，有机朗肯循环系统的液体工质从工质泵进口被吸入工质泵主流道，通过工质泵离心叶轮被从工质泵出口输出至有机朗肯循环系统。能量转化过程为热能转化为机械能，只需要1次能量转化，将此向心透平驱动的离心工质泵应用于有机朗肯循环系统，整个系统的热效率相对较高。

15、以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

技术特征：

1.一种向心透平驱动的离心工质泵，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的离心工质泵，其特征在于，所述向心透平主流道(13)还包括：

3.根据权利要求1所述的离心工质泵，其特征在于，所述工质泵主流道(14)还包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的离心工质泵，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的离心工质泵，其特征在于，

6.一种有机朗肯循环系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的有机朗肯循环系统，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的有机朗肯循环系统，其特征在于，

9.根据权利要求6至8任一项所述的有机朗肯循环系统，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求6至8任一项所述的有机朗肯循环系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本申请涉及有机朗肯循环系统技术领域，公开一种向心透平驱动的离心工质泵，包括壳体、向心透平主流道和工质泵主流道。壳壁开设透平轮进气口、透平轮出气口、工质泵进口和工质泵出口，内部设置可转动的主轴；向心透平主流道两端分别与透平轮进气口和透平轮出气口连通，包括套设于主轴并驱动主轴转动的向心透平叶轮。工质泵主流道两端分别与工质泵进口和工质泵出口连通，包括套设于主轴可随主轴转动的工质泵离心叶轮。工质蒸汽从透平轮进气口进入，在向心透平叶轮中膨胀做功驱动主轴转动带动工质泵离心叶轮转动，液体工质从工质泵进口被吸入，通过工质泵离心叶轮后被输出。热能转化为机械能，只需1次能量转化。本申请还公开一种有机朗肯循环系统。

技术研发人员：韩振宇,张捷,郑修新,王铁伟
受保护的技术使用者：青岛海尔空调电子有限公司
技术研发日：20230131
技术公布日：2024/1/12