[發明專利]一種超臨界二氧化碳閉式循環渦輪壓縮機

有效

• 申請號: 201810317602.8
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108643979B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 王振彪;田偉
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F01D5/02;F04D29/28;F01K25/10;F01K7/32;F01D15/10;H02K7/18
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發明提供了一種超臨界二氧化碳閉式循環渦輪壓縮機，包括發電組件單元、壓氣機葉輪、渦輪、壓氣機端殼體和渦輪端殼體，所述發電組件單元、壓氣機葉輪、渦輪依次同軸設置，且位于由所述壓氣機端殼體與所述渦輪端殼體封閉形成的空腔內。所述壓氣機葉輪與所述渦輪為一體，背靠背布置。本發明所述的超臨界二氧化碳渦輪發電裝置位于密閉空間內，減少了泄漏損失；本發明的壓氣機葉輪與所述渦輪為一體，背靠背布置，結構強度好。

技術領域

本發明屬于機電技術領域，具體涉及一種超臨界二氧化碳閉式循環渦輪壓縮機。

背景技術

超臨界二氧化碳的流動性能類似氣體，密度接近液態，可用于閉式循環發電系統，使系統具有較高的效率。

但是，系統內超臨界狀態下的二氧化碳壓力很高，超過7.38MPa，渦輪發電裝置的泄露問題以及壓氣機葉輪和渦輪的強度問題是個需要解決的技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種超臨界二氧化碳閉式循環渦輪壓縮機，以解決渦輪發電裝置的泄露與壓氣機葉輪和渦輪的強度問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種超臨界二氧化碳閉式循環渦輪壓縮機，包括發電組件單元、壓氣機葉輪、渦輪、壓氣機端殼體和渦輪端殼體，所述發電組件單元、壓氣機葉輪、渦輪依次同軸設置，且位于由所述壓氣機端殼體與所述渦輪端殼體封閉形成的空腔內。

進一步的，所述壓氣機葉輪與所述渦輪為一體，背靠背布置。

進一步的，所述發電組件單元包括發電機轉子、發電機定子和冷卻器，所述發電機轉子與軸連接，所述發電機轉子的外部設置發電機定子，所述發電機定子的外部設置所述冷卻器，所述發電機定子與所述冷卻器固定在所述壓氣機端殼體上。

進一步的，所述壓氣機葉輪與所述渦輪的輪背與壓氣機端殼體形成的環形空間內布置有篦齒密封環，所述篦齒密封環固定在所述壓氣機端殼體上。

進一步的，所述冷卻器為圓環形結構，其上端有至少一個進水口和出水口。

進一步的，所述壓氣機葉輪前為壓氣機進氣腔，所述壓氣機進氣腔為扁圓形空腔結構，所述壓氣機進氣腔的上端有至少一個壓氣機進氣口；所述壓氣機葉輪的出口為壓氣機排氣腔，所述壓氣機排氣腔為圓環形空腔結構，所述壓氣機排氣腔的上端有至少一個壓氣機排氣口。

進一步的，所述渦輪的進口為渦輪進氣腔，所述渦輪進氣腔為圓環形空腔結構，所述渦輪進氣腔的上端有至少一個渦輪進氣口；渦輪的出口為渦輪排氣腔，所述渦輪排氣腔為扁圓形空腔結構，所述渦輪排氣腔的上端有至少一個渦輪排氣口。

進一步的，所述壓氣機端殼體與所述渦輪端殼體通過拉桿與螺母緊固在一起，所述壓氣機端殼體與所述渦輪端殼體之間有臺階定位面。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

(1)本發明所述的超臨界二氧化碳渦輪發電裝置位于密閉空間內，減少了泄漏損失；

(2)本發明的壓氣機葉輪與所述渦輪為一體，背靠背布置，結構強度好。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述超臨界二氧化碳閉式循環渦輪壓縮機的結構剖面示意圖。

附圖標記說明：