本发明公开了一种膨胀发电一体式高速膨胀机，它结构简单紧凑，整机效率更高。包括依次设置的涡轮导流壳、高速发电机壳、排气导流壳，高速发电机壳包括高速发电机外壳体、高速发电机内壳体，高速发电机外壳体、高速发电机内壳体之间形成涡轮排气流道，且与涡轮排气口连通；高速发电机内壳体部分伸入排气导流壳内，与排气导流壳之间形成出口流道，排气导流壳背离高速发电机壳的一端为乏气排气口；高速发电机内壳体通过磁浮式径向轴承安装高速轴，高速轴对应排气口的一端设置轴流风扇，用于把涡轮排气口处的部分乏气引入高速发电机壳体内部进行降温。