[實(shí)用新型]采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體側(cè)面的外冷裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821329963.6
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN208650928U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓萬龍;王月明;姚明宇;李紅智;楊玉;吳帥帥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F04D27/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

本實(shí)用新型公開了采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體側(cè)面的外冷裝置，該裝置包括超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體、對流冷卻板、主軸、主軸支座、對流冷卻板支座、對流冷卻板進(jìn)口、對流冷卻板出口、對流冷卻板腔室，該裝置通過在超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端側(cè)面附近設(shè)置對流冷卻板，將風(fēng)機(jī)送來的低溫空氣送入主軸與對流冷卻板的間隙和超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體與對流冷卻板的間隙，帶走了超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端的兩個側(cè)面的熱量，有效降低超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端側(cè)面干氣密封靜子件位置處溫度在許用溫度以下，同時設(shè)置風(fēng)機(jī)為高中低三個送風(fēng)量，在不同情況下送不同風(fēng)量，可以在保證干氣密封靜子件安全可靠的同時降低風(fēng)機(jī)的功耗，節(jié)約整個系統(tǒng)的能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及采用干氣密封的超臨界工質(zhì)渦輪和壓縮機(jī)本體軸端側(cè)面進(jìn)行外部冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端側(cè)面的徑向外冷裝置。

背景技術(shù)

在新型中小功率等級的超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)或Allam循環(huán)系統(tǒng)中，為了提高循環(huán)效率，在超臨界工質(zhì)渦輪和壓縮機(jī)本體的軸端位置需要采用泄漏量最低的干氣密封。干氣密封正常工作時，其靜子件位置處溫度需要低于200℃，否則可能失效，造成生產(chǎn)事故。然而，干氣密封的靜子件需固定超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體兩端，如果沒有有效的冷卻措施，中小功率等級的超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)或Allam循環(huán)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體側(cè)面溫度一般在200至1300℃之間，干氣密封的靜子件必然受損。故需要對上述循環(huán)系統(tǒng)中的采用干氣密封的超臨界工質(zhì)渦輪和壓縮機(jī)本體軸端側(cè)面進(jìn)行外部冷卻，以確保干氣密封的靜子位置處不超溫，干氣密封在設(shè)計(jì)工況、變工況和緊急事故工況正常工作。尚無現(xiàn)有技術(shù)可以解決超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)或Allam循環(huán)系統(tǒng)中的采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端側(cè)面冷卻的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體側(cè)面的外冷裝置，通過在采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端的兩個側(cè)面附近設(shè)置對流冷卻板，將風(fēng)機(jī)送來的低溫空氣送入對流冷卻板，然后使冷氣通過對流冷卻板的出口，流向主軸與對流冷卻板的間隙和本體與對流冷卻板的間隙，冷氣在流動過程中帶走了旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端的兩個側(cè)面的熱量，通過風(fēng)速的調(diào)節(jié)可將旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體軸端側(cè)面干氣密封靜子件位置處溫度控制在200℃以下。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

采用干氣密封的超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體側(cè)面的外冷裝置，包括超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1、對流冷卻板2、主軸3、主軸支座4、對流冷卻板支座5、對流冷卻板進(jìn)口6、對流冷卻板出口7和對流冷卻板腔室8，其中，設(shè)置在超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1中部的主軸3由超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1兩側(cè)的主軸支座4支撐，在超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1的兩側(cè)和兩側(cè)的主軸支座4支撐之間分別設(shè)置有套接于主軸3上的對流冷卻板2，對流冷卻板2通過一個或若干個對流冷卻板支座5固定于主軸支座4上，所述對流冷卻板2為中空薄板狀，包括對流冷卻板腔室8，設(shè)置在對流冷卻板腔室8徑向側(cè)面的一個或多個對流冷卻板進(jìn)口6，設(shè)置在對流冷卻板腔室8一端面上的對流冷卻板出口7；所述對流冷卻板進(jìn)口6與風(fēng)機(jī)出口相連通，對流冷卻板出口7朝向超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1的軸端側(cè)面，對流冷卻板腔室8為對流冷卻板2內(nèi)的連接對流冷卻板進(jìn)口6和對流冷卻板出口7的通道；對流冷卻板2中間的通孔內(nèi)徑大于主軸3的外徑。

所述對流冷卻板2的內(nèi)徑與主軸3的外徑之差為5cm。

冷卻氣體從對流冷卻板出口7流出與超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1的軸端側(cè)面進(jìn)行對流換熱后，經(jīng)主軸3與對流冷卻板2之間的間隙或者經(jīng)超臨界工質(zhì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體1的軸端側(cè)面與對流冷卻板2的外部邊緣間隙流出。