[发明专利]用于涡轮机的导管和方法

说明书

技术领域

本文所公开的主题的实施例大体上涉及方法和系统，且更具体而言，涉及用于将涡轮机的各种内部部件电连接到外部连接器的机构和技术。

背景技术

在过去几年中，涡轮机在各个行业的重要性有所提高。涡轮机是压缩机、膨胀器、涡轮、泵等或它们的组合。涡轮机被用于发动机、涡轮、发电、低温应用、油和气、石化应用等。因此，存在对于提高涡轮机的效率的需要。

一种工业中常用的涡轮机包括由电动马达驱动的压缩机。这种涡轮机可用来例如回收甲烷、天然气和/或液化天然气(LNG)。这类气体的回收将减少排放物并减少将LNG装载到船舶上期间的火焰操作。这类涡轮机的其它应用是本领域中已知的，且本文将不再讨论。然而，注意到，由于需要停止其中涉及该机器的整个过程，这类机器的停机较昂贵。除了别的以外，机器的停机时间取决于能多快地拆卸压缩机的内部部件以获得对故障部件的接近。具有磁性轴承且与电动马达容纳在一起的压缩机需要自由地接近这两个机器之间的空间，以从磁性轴承断开电缆。如下文所讨论的，这是不期望的。

图1中示出了这样的涡轮机的示例。涡轮机10包括连接到压缩机14的电动马达12。两机器的轴之间的连接通过机械接头16来实现。马达外壳体17可通过例如螺栓18附连到压缩机外壳体19。压缩机14可包括附连到压缩机轴22的一个或多个桨叶20。压缩机轴22构造成围绕纵向轴线X旋转。压缩机轴22的旋转通过使用压缩机轴两端处的磁性轴承24a和24b来增强。

然而，磁性轴承24a和24b需要电功率供应以便工作。电功率经由电缆26和27供应至磁性轴承。电缆26连接到磁性轴承24a，而电缆27则连接到磁性轴承24b。电缆26设有头部28，头部28构造成与外部电缆32的对应头部30配合。电缆27以类似方式连接到外部电缆33。电缆26和27暴露于由压缩机处理的介质。该介质可为腐蚀性的，并且可能具有高压力。因此，需要采取特定的预防措施来保护电缆。电缆26和27可附连到压缩机壳体19的内壁。对于马达12而言也是同样的情况，其中电缆40和42将马达的磁性轴承44连接到外部电源。

这样的布置有下面的问题。当组装或拆卸涡轮机10时，工作人员需要将电缆26连接到磁性轴承24a或将其从磁性轴承24a断开以便能够移除压缩机14。该步骤通过打开舱口40进行，以便人员能够部分或全部地进入涡轮机10并使电缆26与磁性轴承24a断开连接。在移除马达时需要进行相同的操作。这些操作减缓了整个组装或拆卸过程，因而是代价高的。另外，该方法需要在压缩机的设计中有额外的空间，以便容纳外部舱口40。另一个问题是提供使舱口40在外壳内所需的空间，这需要有足够的空间，因此外壳本身和转子需要足够长。然而，壳体和转子的这种增大会产生转子动力学问题和平衡问题，因而增加了设计和建造成本以及整个机器的尺寸。还有另一个问题是需要提供密封以封闭舱口40，这一点在工作气体为酸性时尤其重要。又一个问题是，只有当压缩机14安装在外壳19内部时，才可以测试电缆26、27与轴承24a、24b之间的电连接。

因此，将合乎需要的是提供减少涡轮机的组装或拆卸时间的系统和方法。

发明内容

根据一个示例性实施例，存在一种涡轮机，其包括：压缩机，该压缩机具有构造成以便滑入和滑出外壳体的筒；第一磁性轴承和第二磁性轴承，该第一磁性轴承和第二磁性轴承在压缩机轴的相对端处提供，并且构造成支承压缩机轴；马达，该马达具有构造成连接到压缩机轴的马达轴；导管，其构造成穿过定子部分而从第一磁性轴承延伸到第二磁性轴承，该导管构造成使压缩机的第一压力区域相对于压缩机的第二压力区域密封开来；导管电缆，该导管电缆提供于导管内部并从导管的第一端延伸到导管的第二端；以及电缆，该电缆将第一磁性轴承和第二磁性轴承之一经由导管的导管电缆连接到外部连接器。

根据另一个示例性实施例，存在一种压缩机筒，其包括：压缩机，该压缩机连接到驱动机械；压缩机轴，该压缩机轴构造成相对于压缩机的定子部分旋转；第一磁性轴承和第二磁性轴承，该第一磁性轴承和第二磁性轴承提供于压缩机轴的相对端处；导管，其构造成延伸穿过定子部分，使得导管的第一端的压缩机轴上的凸出物、压缩机的桨叶和导管的第二端处于这样的顺序，该导管构造成使压缩机的第一压力区域相对于压缩机的第二压力区域密封开来；并且导管包括导管电缆，该导管电缆构造成电连接第一磁性轴承和外部连接器，并且第二磁性轴承电连接到外部连接器。