一种逐级提温增压气包-透平机动力系统

本实用新型提供了一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，包括通过管路依次连通的输出端集气包、提温增压气包组、输入端集气包、透平机，透平机的输出口与输出端集气包通过管路相连通，提温增压气包组包括第一级提温增压气包、第二级提温增压气包以及向第一级提温增压气包、第二级提温增压气包提供热量的外置热源，第二级提温增压气包与输入端集气包相连，第一级提温增压气包与输出端集气包相连，通过管路相连的任意两者之间的管路上均设置有管路阀门，管路阀门包括压力阀，输出端集气包内部填充不活跃气体。如此设置，解决了透平机在使用时受场地的限制，由于提温增压气包组的设置，方便人们排查故障，同时在排查故障时能够保证系统平稳运行。

技术领域 

本实用新型涉及透平机的动力系统的技术领域，尤其是涉及一种逐级提温增压气包-透平机动力系统。

背景技术

透平机是将流体介质中蕴有的能量与机械能相互转换的机器。不仅是压缩机，汽轮机、涡轮机、烟气轮机、膨胀机都可以叫透平机。

如图1所示，传统工业“蒸汽锅炉-透平机”动力系统，初始投资大，运维成本高，占地面积大，由于需要除盐水或工业软水，水处理系统累积性加药处理药剂会对水资源造成一定污染。蒸汽锅炉在将液体水加热成气态水时消耗掉较大的资源，同时占用空间较大，同时，该系统对水资源的依赖也使其受限于水资源短缺或除盐水或工业软水成本较高地区。水处理系统需要定期维检，水处理药剂需要长周期使用。锅炉系统虽然趋于模块化，但故障查找周期长，事故损失高，对生产影响较大，而且易引发安全事故。

研究如何解决现有技术中透平机在使用时受场地的限制、占地面积大、对水资源有污染、消耗资源较大、运维成本高的问题是本领域技术人员主要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，解决了透平机在使用时受场地的限制、对水资源有污染、消耗资源较大、运行成本高、故障查找周期长的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，包括通过管路依次连通的输出端集气包、提温增压气包组、输入端集气包、透平机，所述透平机的输出口与所述输出端集气包通过所述管路相连通，所述提温增压气包组包括第一级提温增压气包、第二级提温增压气包以及向所述第一级提温增压气包、所述第二级提温增压气包提供热量的外置热源，所述第二级提温增压气包与所述输入端集气包相连，所述第一级提温增压气包与所述输出端集气包相连，通过所述管路相连的任意两者之间的所述管路上均设置有管路阀门，所述管路阀门包括压力阀，所述压力阀设置有压力预设值，当所述压力阀两侧的压力差达到所述压力预设值时，所述压力阀打开，所述压力阀两侧的压力差未达到压力预设值时，则所述压力阀关闭，所述输出端集气包内部填充不活跃气体。

优选地，所述第一级提温增压气包与所述第二级提温增压气包之间设置有通过所述管路连接的n级提温增压气包，且任意相连两级所述提温增压气包之间的所述管路上均设置有所述压力阀，每级所述提温增压气包外均设置有所述外置热源。

优选地，所述第一级提温增压气包、所述第二级提温增压气包、每一级所述提温增压气包均设置有与之相并联的气包。

优选地，还包括检测装置，所述检测装置包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、控制器，所述温度传感器、所述压力传感器、所述流量传感器与所述控制器可通信连接，所述温度传感器、所述压力传感器、所述流量传感器均设置在所述管路上。

优选地，所述输入端集气包的入口前端设置有防爆装置。

优选地，其特征在于，所述透平机与所述输出端集气包之间的所述管路上设置有旁通，所述旁通连通有用热装置。

优选地，所述第一级提温增压气包与所述输出端集气包之间设置有补气包，所述补气包为填充有不活跃气体的第二罐体。

优选地，所述输出端集气包与所述提温增压气包组之间、所述提温增压气包组与所述输入端集气包之间、所述输入端集气包与所述透平机之间、所述透平机与所述输出端集气包之间均设置有放散装置。

优选地，还包括与所述控制器可通信连接的显示器。

优选地，所述外置热源为分散式热源和/或集中式热源。

本申请文件提供的技术方案包括以下有益效果：

本实用新型提供了一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，包括通过管路依次连通的输出端集气包、提温增压气包组、输入端集气包、透平机，透平机的输出口与输出端集气包通过管路相连通，这样输出端集气包、提温增压气包组、输入端集气包、透平机之间形成一个循环回路，低温低压气包通过提温增压气包组向输入端集气包提供高温高压的气体，再提供给透平机，透平机利用高温高压的气体做功。提温增压气包组包括第一级提温增压气包、第二级提温增压气包以及向第一级提温增压气包、第二级提温增压气包提供热量的外置热源，第二级提温增压气包与输入端集气包相连，第一级提温增压气包与输出端集气包相连，通过管路相连的任意两者之间的管路上均设置有管路阀门，管路阀门用于供流体通过和截止，其中，管路阀门包括压力阀，压力阀设置有压力预设值，当压力阀两侧的压力差达到压力预设值时，压力阀打开，在流体的循环过程中，上一级的气体通过压力阀向下一级流动，压力阀两侧的压力差没有达到压力预设值时，则压力阀关闭，上一级的气体不能通过压力阀向下一级流动，外置热源对第一级提温增压气包、第二级提温增压气包加热，提高第一级提温增压气包、第二级提温增压气包内的气体的温度，同时，增大气包内的压强，最终收集到输入端集气包中，再向透平机提供动力，使透平机工作旋转，其中，输出端集气包为具有空腔结构的第一罐体，第一罐体上设置有方便气体进入空腔结构的入口与出口，入口与出口均与管路相连接，输出端集气包内填充不活跃气体，同理，输入端集气包为具有空腔结构的第三罐体，第三罐体上设置有方便气体进入空腔结构的入口与出口，入口与出口均与管路相连接，输入端集气包接收通过提温增压气包组转变的高温高压气体，如此设置，解决了现有技术中透平机在使用时受场地的限制，可以避免受水资源的限制，避免了对水资源的污染，同时，由于提温增压气包组的设置，可以节省占地空间，合理利用资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是根据一示例性实施例示出一种传统锅炉-透平机动力系统结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出一种逐级提温增压气包-透平机动力系统结构示意图。

图中：1-输出端集气包，2-管路阀门，3-第一级提温增压集气包，4-第二级提温增压气包，5-输入端集气包，6-透平机，7-补气包，8-防爆装置，9-放散装置，10-用热装置，11-外置热源。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式提供了一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，解决了现有技术中透平机在使用的过程中受场地的限制、运维成本高问题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

参照图2，本实用新型提供了一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，包括通过管路依次连通的输出端集气包1、提温增压气包组、输入端集气包5、透平机6，透平机6的输出口与输出端集气包1通过管路相连通，这样输出端集气包1、提温增压气包组、输入端集气包5、透平机6之间形成一个循环回路，低温低压气包通过提温增压气包组向输入端集气包5提供高温高压的气体，再提供给透平机6，透平机6利用高温高压的气体做功。提温增压气包组包括第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4以及向第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4提供热量的外置热源11，第二级提温增压气包4与输入端集气包5相连，第一级提温增压气包3与输出端集气包1相连，通过管路相连的任意两者之间的管路上均设置有管路阀门2，管路阀门2用于供流体通过和截止，其中，管路阀门2包括压力阀，压力阀设置有压力预设值，当压力阀两侧的压力差达到压力预设值时，压力阀打开，在流体的循环过程中，上一级的气体通过压力阀向下一级流动，压力阀两侧的压力差没有达到压力预设值时，则压力阀关闭，上一级的气体不能通过压力阀向下一级流动，外置热源11对第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4加热，提高第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4内的气体的温度，同时，增大气包内的压强，最终收集到输入端集气包5中，再向透平机6提供动力，使透平机6工作旋转，其中，输出端集气包1为具有空腔结构的第一罐体，第一罐体上设置有方便气体进入空腔结构的入口与出口，入口与出口均与管路相连接，输出端集气包1内填充不活跃气体，同理，输入端集气包5为具有空腔结构的第三罐体，第三罐体上设置有方便气体进入空腔结构的入口与出口，入口与出口均与管路相连接，输入端集气包5接收通过提温增压气包组转变的高温高压气体，如此设置，解决了现有技术中透平机6在使用时受场地的限制，可以避免受水资源的限制，同时，由于提温增压气包组的设置，可以节省占地空间，合理利用资源，同时在排查故障时能够保证系统平稳运行。

其中，不活跃气体可以为氮气或者氦气，其中，氮气、氦气等为工业易得气体，同时它们的结构稳定，不容易发生化学反应；管路阀门2不仅仅包括压力阀，还可以包括逆止阀、流量调节阀、盲板阀，逆止阀可以防止进入下一级的气体倒流回上一级，流量调节阀方便人们调节管内的流量，盲板阀是一种手、电动或气、液动切断气体介质的闸板阀，一般分为电动盲板阀、液动盲板阀、气动盲板阀、封闭式插板阀、电动敞开式盲板阀，同时，这些阀门和管路均达到防爆的要求，保证管路和管路阀门2的正常使用。

本实施例中，第一级提温增压气包3与第二级提温增压气包4之间设置有通过管路连接的n级提温增压气包，且任意相连两级提温增压气包之间的管路上均设置有压力阀，同理，管路阀门2包括压力阀，压力阀设置有压力预设值，当压力阀两侧的压力差达到压力预设值时，压力阀打开，在流体的循环过程中，上一级的气体通过压力阀向下一级流动，压力阀两侧的压力差没有达到压力预设值时，则压力阀关闭，上一级的气体不能通过压力阀向下一级流动。其中，提温增压气包均为具有空腔结构的第四罐体，第四罐体上设置有方便气体进入空腔结构的入口与出口，入口与出口均与管路相连接。

本实施例中，第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4、每一级提温增压气包均设置有与之相并联的气包，与之相并联的气包至少设置一个，当出现故障时，可以连通与第一级提温增压气包3或第二级提温增压气包4或每一级提温增压气包相并联的气包，保证系统的正常运行，避免在出现故障时发生停机的状况。

本实施例中，还包括检测装置，其中检测装置包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、控制器，温度传感器、压力传感器、流量传感器与控制器可通信连接，温度传感器、压力传感器、流量传感器均设置在管路上，其中控制器的型号为西门子PLC-S300，控制器用于接收、转化、输送信号，控制器可以将转化的信号传递给显示屏方便人们查看温度，比如，用于检测输入端集气包5的温度传感器设置在与输入端集气包5相连的管路上，温度传感器检测到的信号传递给控制器，控制器用于将信号转化。

本实施例中，输入端集气包5的入口前端设置有防爆装置8，防爆装置8可以串联在与输入端集气包5的入口端相连通的管路阀门2与输入端集气包5之间，也可以在输入端集气包5的入口前端的管路上连接一个旁通管路，防爆装置8连接在旁通管路上，防爆装置8包括防爆阀，当其中的检测装置出现故障时，仍有不断的气体向输入端集气包5输送气体，造成输入端集气包5内的压力过大，当输入端集气包5内的压力过大时，防爆阀会自动打开释放气体，动作压力准确，动作后自动复位，避免输入端集气包5爆炸。

本实施例中，透平机6与输出端集气包1之间的管路上设置有旁通，旁通连通有用热装置10，由于透平机6不可能将热量全部转化为动力，为了避免热源浪费，可以将剩余的热量用于对房屋加热，同时还可以加热低温低压气包。

本实施例中，输出端集气包1与第一级提温增压气包3之间设置有补气包7，补气包7为具有空腔结构的第二罐体，第二罐体内填充有不活跃气体，第二罐体上设置有供气体进入的入口和出口，实际工况中会存在一定量的漏风率，为了保证循环气体的总量，输出端集气包1与第一级提温增压气包3之间设置有补气包7。

本实施例中，输出端集气包1与提温增压气包组之间、提温增压气包组与输入端集气包5之间、输入端集气包5与透平机6之间、透平机6与输出端集气包1之间均设置有放散装置9，放散装置9包括放散阀，放散阀可以包括重力放散阀、机械放散阀、以及电控放散阀，放散阀设置有放散预设值，当某种暂时原因使气体的压力超过放散阀的预设值时，即放散阀打开，排放一定量的气体，动作压力准确，动作后自动复位。

本实施例中，还包括与控制器可通信连接的显示器，人们可以根据显示器上显示数据了解到输出端集气包1、提温增压气包组、输入端集气包5、透平机6的工作情况，当某一部分出现状况时，人们可以根据显示器上的数据直观的了解到，减小工作人员的检修时间，提高工作人员的工作效率。

本实施例中，外置热源11为分散式热源和/或集中式热源，为了合理的利用能量，第一级提温增压气包3或者在多级提温增压气包中相对温度需求较低的气包可以利用透平机6转化剩余的热能或者利用太阳能，分散式热源不仅仅局限于透平机6转化剩余的热能、太阳能这两种形式，只要能够提供热量就可以，同时还可以为集中式热源；第二级提温增压气包4或者在多级提温增压气包中相对温度需求较高的气包相对于第一级提温增压气包3需要的能量较高，采用集中式热源，即可以通过电加热或者燃气炉加热等，但是外置热源11并不局限于这两种。

本申请文件提供的一种逐级提温增压气包-透平机动力系统，包括通过管路依次连通的输出端集气包1、提温增压气包组、输入端集气包5、透平机6，透平机6的输出口与输出端集气包1通过管路相连通，其中，提温增压气包组包括第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4、设置在第一级提温增压气包3和第二级提温增压气包4之间通过管路连接的n级提温增压气包以及外置热源11，外置热源11向第一级提温增压气包3、第二级提温增压气包4、设置在第一级提温增压气包3和第二级提温增压气包4之间通过管路连接的n级提温增压气包提供热源，通过管路相连的任意两者之间的管路上均设置有管路阀门2，管路阀门2包括压力阀，输入端集气包5的入口前端设置有防爆装置8，输出端集气包1与提温增压气包组之间、提温增压气包组与输入端集气包5之间、输入端集气包5与透平机6之间、透平机6与输出端集气包1之间均设置有放散装置9，防止管路内的压力过大，其中，还包括检测装置，其中检测装置包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、控制器，温度传感器、压力传感器、流量传感器与控制器可通信连接，温度传感器、压力传感器、流量传感器均设置在管路上，控制器可通信连接有显示器，控制器接收温度传感器、压力传感器、流量传感器传过来的数据，并将数据转化输送至显示器上，方便人们观察和监测，如此设置，解决了现有技术中透平机受水资源场地的限制，避免污染水源，降低维修成本，同时还能节省资源节省占地空间。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。