[發(fā)明專利]超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811114417.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN108999660A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓萬(wàn)龍;李紅智;姚明宇;楊玉;張一帆;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F01D25/08
• 分類號(hào): F01D25/08;F01D25/12;F01K7/32
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置，其特征在于：包括透平本體(1)、主軸(2)、主軸支座(3)、支撐板(4)、保溫層(5)、沖擊殼體(6)、沖擊腔(7)、沖擊孔(8)、外冷進(jìn)氣管道(9)、截止閥(10)、外冷進(jìn)氣風(fēng)機(jī)(11)、外冷排氣管道(12)、單向閥(13)、主流進(jìn)氣管道(14)、主流進(jìn)氣關(guān)斷閥(15)、主流排氣管道(16)、主流排氣關(guān)斷閥(17)、內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)、內(nèi)冷進(jìn)氣關(guān)斷閥(19)、內(nèi)冷進(jìn)氣風(fēng)機(jī)(20)、內(nèi)冷排氣支路(21)和內(nèi)冷排氣關(guān)斷閥(22)，其中主軸(2)位于透平本體(1)中部，主軸(2)兩端由其兩側(cè)的主軸支座(3)支撐，支撐板(4)固定于兩側(cè)的主軸支座(3)端部并將透平本體(1)置于其內(nèi)，保溫層(5)固定于支撐板(4)的外側(cè)，沖擊殼體(6)固定于支撐板(4)的內(nèi)側(cè)，沖擊殼體(6)中部包含至少一個(gè)沖擊腔(7)，沖擊殼體(6)的內(nèi)側(cè)環(huán)面形狀與透平本體(1)軸向外側(cè)環(huán)面是空間相似環(huán)面，沖擊殼體(6)的內(nèi)側(cè)環(huán)面上有若干個(gè)沖擊孔(8)，每個(gè)沖擊孔(8)的進(jìn)口與沖擊腔(7)相連通，每個(gè)沖擊孔(8)的中心線延長(zhǎng)線均與透平本體(1)軸向外側(cè)環(huán)面相交，外冷進(jìn)氣管道(9)固定在支撐板(4)上，外冷進(jìn)氣管道(9)的進(jìn)口端設(shè)置有外冷進(jìn)氣風(fēng)機(jī)(11)，外冷進(jìn)氣管道(9)的出口端依次穿過(guò)保溫層(5)和支撐板(4)與沖擊殼體(6)內(nèi)部的沖擊腔(7)相連通，在外冷進(jìn)氣管道(9)上設(shè)置截止閥(10)，外冷排氣管道(12)固定在支撐板(4)上，外冷排氣管道(12)的進(jìn)口和支撐板(4)、透平底座及兩個(gè)主軸支座(3)所圍成的空間連通，在外冷排氣管道(12)上設(shè)置有單向閥(13)，外冷排氣管道(12)出口依次穿過(guò)支撐板(4)和保溫層(5)與廠房外界大氣連通，主流進(jìn)氣管道(14)依次穿過(guò)保溫層(5)和支撐板(4)與透平本體(1)的腔室連通，在主流進(jìn)氣管道(14)上設(shè)置有主流進(jìn)氣關(guān)斷閥(15)，主流排氣管道(16)進(jìn)口與透平本體(1)的腔室連通，主流排氣管道(16)出口依次穿過(guò)支撐板(4)和保溫層(5)向透平系統(tǒng)外側(cè)伸出，在主流排氣管道(16)上設(shè)置有主流排氣關(guān)斷閥(17)，內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)的一端與主流進(jìn)氣管道(14)相連通，內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)與主流進(jìn)氣管道(14)的連接點(diǎn)在主流進(jìn)氣關(guān)斷閥(15)和保溫層(5)之間，內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)的另一端設(shè)置有內(nèi)冷進(jìn)氣風(fēng)機(jī)(20)，內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)上設(shè)置有內(nèi)冷進(jìn)氣關(guān)斷閥(19)，內(nèi)冷排氣支路(21)的一端與主流排氣管道(16)相連，內(nèi)冷排氣支路(21)與主流排氣管道(16)的連接點(diǎn)在主流排氣關(guān)斷閥(17)和保溫層(5)之間，內(nèi)冷排氣支路(21)上設(shè)置有內(nèi)冷排氣關(guān)斷閥(22)，內(nèi)冷排氣支路(21)另一端與廠房外界大氣連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置，其特征在于：所述內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)中的內(nèi)冷卻工質(zhì)和外冷進(jìn)氣管道(9)中的外部冷卻工質(zhì)均為空氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置，其特征在于：所述沖擊殼體(6)的內(nèi)側(cè)環(huán)面與透平本體(1)軸向外側(cè)環(huán)面的距離為0.5cm至2.0cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置，其特征在于：所述沖擊孔(8)的孔型為三角形、梯形、正多邊形、不規(guī)則多邊形、圓形或橢圓形，孔的中心線與主軸(2)中心線所成角度為20°至90°，孔的通流面積從進(jìn)口到出口是恒定值或單調(diào)遞增或單調(diào)遞減或先遞增后遞減或先遞減后遞增或非單調(diào)形式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置，其特征在于：所述支撐板(4)、保溫層(5)、沖擊殼體(6)、沖擊腔(7)均為整體式或多塊組合式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置，其特征在于：所述單向閥(13)的許可通流方向的壓力損失小于150Pa。

7.權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置的工作方法，其特征在于：包括兩個(gè)工作狀態(tài)，第一工作狀態(tài)，在非事故工況，截止閥(10)、單向閥(13)、內(nèi)冷進(jìn)氣關(guān)斷閥(19)和內(nèi)冷排氣關(guān)斷閥(22)均處于關(guān)斷狀態(tài)，超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置對(duì)透平本體(1)進(jìn)行保溫和隔熱；第二工作狀態(tài)，在事故工況，主流進(jìn)氣關(guān)斷閥(15)和主流排氣關(guān)斷閥(17)處于關(guān)閉狀態(tài)，截止閥(10)、單向閥(13)、內(nèi)冷進(jìn)氣關(guān)斷閥(19)和內(nèi)冷排氣關(guān)斷閥(22)均處于開啟狀態(tài)，一部分外側(cè)空氣通過(guò)外冷進(jìn)氣風(fēng)機(jī)(11)升壓后進(jìn)入外冷進(jìn)氣管道(9)和沖擊殼體(6)，流經(jīng)沖擊腔(7)后從沖擊孔(8)流出對(duì)透平本體(1)進(jìn)行沖擊冷卻，隨后從外冷排氣管道(12)流至廠房外界，另一部分外側(cè)空氣通過(guò)內(nèi)冷進(jìn)氣風(fēng)機(jī)(20)升壓后進(jìn)入內(nèi)冷進(jìn)氣支路(18)和主流進(jìn)氣管道(14)，穿過(guò)透平本體(1)的內(nèi)部腔室后，經(jīng)過(guò)主流排氣管道(16)和內(nèi)冷排氣支路(21)流至廠房外界，此狀態(tài)中，超臨界工質(zhì)透平保溫及外部沖擊型內(nèi)外復(fù)合冷卻裝置對(duì)透平本體(1)進(jìn)行快速冷卻。