一种高参数大容量膨胀机及其装配方法与流程

本发明涉及膨胀机，特别是涉及一种高参数大容量膨胀机及其装配方法。

背景技术：

1、在常规低温orc朗肯循环余热利用发电系统装置中，膨胀机应用温度、压力较低，膨胀机缸体热膨胀较小，大多热膨胀依靠膨胀机缸体本身结构变形吸收，热适应能力差；又因发电功率小，整体体积较小，零件容易加工，在零件设计配合过程中，公差累积误差较小，一般的公差尺寸就能保证运动件、静止件之间的间隙。

2、而在某些特殊高温、大功率orc朗肯循环余热利用发电系统装置中，膨胀机因工作环境温度高、热膨胀大、体积较大，常规的膨胀机早已不能适应中、高参数余热利用发电装置需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高参数大容量膨胀机及其装配方法，适应中、高参数余热利用发电装置需求。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种高参数大容量膨胀机，包括膨胀机缸体、前支座(21)、后支座(23)，膨胀机缸体呈圆筒状，且左右对称，膨胀机缸体包括进气缸、排气缸，进气缸径向进气，排气缸轴向排气，进气缸通过前抓放置在前支座上，排气缸通过后抓放置在后支座上，膨胀机缸体内设有转子(15)，转子(15)上空套有喷嘴环座(8)，喷嘴环座(8)与进气缸固连，喷嘴环座(8)内安装有喷嘴环(9)，喷嘴环(9)、转子(15)之间设有气封(36)，

4、所述前支座(21)上设有轴承箱(2)，轴承箱(2)具有前端盖，转子(15)的前端通过前轴承(1)支撑于轴承箱(2)，排气缸的轴心位置设有流道内腔，排气缸的流道位于流道内腔外侧，转子(15)的后端通过后轴承(12)支撑于排气缸的流道内腔内，进气缸(5)前端设有密封座(4)，转子(15)的前端与密封座(4)之间设有前密封(3)，转子(15)的后端与排气缸流道内腔还设有后密封(11)，后密封(11)位于后轴承(12)的前方，转子上设置有推力盘(13)，推力盘(13)通过热套固定在转子上，转子以推力盘位置为轴向膨胀死点，推力盘(13)位于轴承箱(2)内，推力盘(13)与前轴承(1)、轴承箱(2)前端盖配合轴向限位；

5、前支座上固定有横向的压块(20)，压块(20)压在前抓上进行竖向限位，前支座和前抓接触部位设置有前抓横销(22)，膨胀机缸体以前抓横销位置为轴向膨胀死点，后支座的上端通过后抓纵销(24)支撑有滑块，滑块上端通过后抓横销(25)支撑后抓，进气缸底部和前支座底部之间设置有立销(14)，排气缸底部与后支座之间设置有纵销(16)，立销(14)、纵销(16)对应膨胀机缸体的轴心线；后支座的上端通过设置有滑块，滑块与后支座之间安装有后抓纵销(24)，滑块上端与排气缸后抓之间设置有后抓横销(25)。后支座、滑块组合共同支撑排气缸，同时能保证缸体正常膨胀。

6、轴承箱(2)包括相互连接的上轴承盖(17)、下轴承盖(18)，下轴承盖(18)的两侧通过轴承箱调整垫板(19)支撑于前支座，轴承箱调整垫板(19)使轴承箱整体与进气缸分隔开，通过轴承箱调整垫板(19)调整轴承箱(2)的位置，保证保证前轴承、后轴承同轴度。

7、优选地，密封座径向设置有四个调整结构，调整结构包括设于密封座边缘的安装槽，安装槽内间隙配合有径向定位块，径向定位块的外缘为与进气缸(5)相对应的弧形，径向定位块通过径向调整块压紧螺钉固定在密封座(4)上，径向定位块、安装槽槽底之间设有径向调整垫片(27)，通过调整径向调整垫片厚度，来调整密封座径向位置，以保证前密封与后密封及后轴承的同轴度。

8、优选地，喷嘴环(9)包括通过上半、下半连接螺钉(29)固连的上半、下半，喷嘴环(9)下半左右两侧对称设有喷嘴环上下调整垫块(33)，喷嘴环上下调整垫块(33)为l型，喷嘴环上下调整垫块(33)的立壁通过调整垫块固定螺钉(32)固定在喷嘴环座(8)上，喷嘴环上下调整垫块(33)的平壁支撑喷嘴环(9)的下半，喷嘴环下半压块(30)通过压块压紧螺钉(31)固定在喷嘴环上下调整垫块(33)上，且压紧喷嘴环(9)的下半，喷嘴环(9)下半的底部通过左右调整块固定螺钉(34)安装有喷嘴环左右调整垫块(35)，喷嘴环左右调整垫块(35)间隙配合在喷嘴环座(8)内，通过调整不同厚度的喷嘴环上下调整垫块(33)、喷嘴环左右调整垫块(35)进行喷嘴环左右、上下位置调整，保证气封与转子之间的气封间隙。

9、一种基于高参数大容量膨胀机的装配方法，

10、s1、准备装配工装

11、膨胀机装配所用工装有深沟球轴承(37)、轴承支撑架(38)、短找正假轴(39)、长找正假轴(40)、支撑台(41)、轴承箱轴向调整块(42)、轴承箱径向调整块(43)、间隙调整盘(44)，

12、轴承支撑架上，径向均匀设置四个顶紧螺钉，顶紧螺钉用于调整深沟球轴承位置；

13、轴承箱径向调整块(43)上设置有两颗螺钉，一颗用于连接固定轴承箱径向调整块(43)，另一颗用于控制轴承箱左右移动；

14、轴承箱轴向调整块(42)上设置有一颗螺钉，螺钉用于控制轴承箱前后移动；

15、间隙调整盘(44)用于与短找正假轴(39)间隙配合；

16、s2、装配膨胀机

17、第一步：用长找正假轴(40)找正

18、将进气缸和排气缸组装，前抓放置在前支座上，并用压块压住，进气缸下部用支撑台支撑，后抓放置在后支座上，并安装好前抓横销、立销、纵销、后抓横销、后抓纵销，将轴承支撑架、深沟球轴承、长找正假轴依次安装在膨胀机缸体内部，长找正假轴的两端通过深沟球轴承、轴承支撑架支撑在膨胀机缸体内部两端，将百分表放置在长找正假轴轴端端面和径向面，指针指向后轴承安装内孔和端面，转动长找正假轴，根据表显结果，旋转轴承支撑架上的螺钉，控制深沟球轴承位置，进而调整找正长找正假轴位置，找正长找正假轴，找正精度0.01mm以内；

19、第二步：密封座找正、轴承座找正

20、将百分表放置在长找正假轴径向面，转动长找正假轴，根据表显结果，调整密封座上径向调整垫片厚度，控制密封座位置，将密封座内孔找正，找正后密封座与进气缸现配做定位销，密封座上的各调整垫片位置做标记，同理，将百分表放置在长找正假轴端面和径向面，指针指向前轴承安装内孔和端面，转动长找正假轴，根据表显结果，利用轴承箱轴向调整块、轴承箱径向调整块调整轴承箱水平位置，调整轴承箱调整垫板厚度控制轴承箱垂直方向位置，将轴承箱找正，找正精度0.01mm以内，找正后轴承箱与前支座现配做定位销，各调整垫板位置做标记；

21、第三步：喷嘴环找正

22、将排气缸和后支座组合体、长找正假轴依次拆除，更换上短找正假轴，短找正假轴的前端通过深沟球轴承、轴承支撑架支撑在密封座内以及进气缸前端，找正短找正假轴，找正精度0.01mm以内，短找正假轴以轴承中心为基准，按长找正假轴的找正方法找正，精度在0.01mm以内。并在短找正假轴上安装间隙调整盘(44)，将喷嘴环座(8)下半安装在进气缸内，将第一个喷嘴环下半放置在喷嘴环座(8)下半内，调整该喷嘴环下半的左右、上下位置，使喷嘴环下半与间隙调整盘(44)之间两侧及下端的间隙相等，同理，依次安装其他喷嘴环下半，移动间隙调整盘(44)，沿轴向从里向外调整测量喷嘴环下半的安装位置，确保其位置正确；

23、第四步：转子装配

24、找正完成后，依次拆除间隙调整盘、短找正假轴、轴承支撑架及深沟球轴承，将喷嘴环座下半、喷嘴环下半等组合体取出，将转子放置在喷嘴环座内，再依次安装好各喷嘴环上半、喷嘴环座上半；

25、将转子和喷嘴环座安装完成后，在喷嘴环座上部安装吊环，用吊钩水平吊住喷嘴环座和转子组合体，将喷嘴环座和转子组合体轴向放入进气缸，连接喷嘴环部套与进气缸；

26、气封根据需要在本步骤中安装；

27、第五步：总装

28、依次安装好排气缸和后支座组合体、后密封、后轴承、前密封、轴承箱、前轴承、推力盘，拆除支撑台，总装完成。

29、由于采用了上述技术方案，本发明所述膨胀机在高参数、大容量工况下，膨胀机通过热膨胀导向系统、可调节的汽封结构、独立的轴承隔热布置等创新设计保证膨胀机在高温、高压环境下能安全稳定运行；通过前端轴承座独立可调整放置的方式，使前端轴承座位置可调，避免采用常规膨胀机通过膨胀机缸体组合加工保证前、后轴承同轴度的整体加工方式，降低了膨胀机缸体加工精度和难度。同时避免前端轴承受高温影响，保证轴承运行安全；极具创造性设计的专用工装和巧妙的装配找正方法，极大提高前端轴承与后端轴承同轴精度，避免轴与轴瓦发生不均匀接触，提高轴承运行稳定性和使用寿命。