[發明專利]一種超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置及方法

有效

• 申請號: 202010427942.3
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111749736B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 劉光旭;黃彥平;王俊峰
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: F01D21/14
• 分類號: F01D21/14;F01D21/12;F01D11/00;F01D25/12;F01K7/32;F01K25/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

1.一種超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，所述保護裝置包括：

氣缸冷卻結構，對透平氣缸中干氣密封附近區域的缸體進行冷卻；

二氧化碳保護單元，具有向氣缸冷卻結構提供二氧化碳冷卻氣的冷卻支路，同時具有向透平軸承附近區域提供二氧化碳保護氣的保護支路。

2.根據權利要求1所述的超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，所述冷卻支路包括通過管路相連的二氧化碳儲罐、二氧化碳泵、加熱器和電動截止閥，所述冷卻支路的出口與氣缸冷卻結構的進氣口相連。

3.根據權利要求1所述的超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，所述保護支路包括通過管路相連的二氧化碳儲罐和氣動截止閥，所述保護支路的出口設置在透平軸承附近區域。

4.根據權利要求1所述的超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，所述冷卻支路與保護支路并聯設置并與同一個二氧化碳儲罐相連。

5.根據權利要求1所述的超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，所述保護裝置包括實時監測干氣密封泄漏壓力的壓力變送器、實時監測氣缸冷卻結構壁溫的溫度變送器和控制單元，所述壓力變送器和溫度變送器與控制單元電連接。

6.根據權利要求5所述的超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，當所述溫度變送器的檢測溫度值超限時，控制單元控制透平停機并自動接通冷卻支路引入二氧化碳冷卻氣對透平氣缸中干氣密封的附近區域進行冷卻；當所述壓力變送器的檢測壓力值超限時，控制單元控制透平停機并自動接通保護支路引入二氧化碳保護氣對透平軸承附近區域進行噴氣保護。

7.根據權利要求1所述的超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置，其特征在于，所述氣缸冷卻結構設置在透平氣缸中干氣密封附近區域的缸體中，為螺旋結構、蛇形結構或環狀結構。

8.一種超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護方法，其特征在于，利用權利要求1至7中任一項所述一種超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護裝置進行失效保護。

9.一種超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護方法，其特征在于，將壁溫超限與透平停機和引入二氧化碳冷卻氣啟動聯鎖控制，通過外接二氧化碳冷卻氣對透平氣缸中干氣密封的附近區域缸體進行冷卻；

將泄漏壓力超限與透平停機和引入二氧化碳保護氣啟動聯鎖控制，通過外接二氧化碳保護氣對失效干氣密封失效時的透平軸承進行噴氣保護。

10.根據權利要求9所述超臨界二氧化碳透平干氣密封失效保護方法，其特征在于，實時監測透平氣缸中干氣密封的附近區域缸體壁溫，同時實時監測干氣密封泄漏壓力。