[實用新型]超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換裝置

有效

• 申請號: 201821330831.5
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN208650933U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 韓萬龍;王月明;姚明宇;李紅智;張一帆;吳帥帥
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K7/32
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本實用新型公開了超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換裝置，該裝置包括熱源、旋轉設備旁路、高壓儲罐、低壓儲罐、主管路、閥門、高純度二氧化碳氣源、真空泵、主壓縮機、再壓縮機、高壓透平、低壓透平、高溫回熱器、低溫回熱器、預冷器，通過控制該裝置各管道上閥門的通斷和真空泵的啟停，實現超臨界二氧化碳系統非旋轉設備的連通區域內的空氣經過多次抽吸、充氣、靜置循環，最終被替換為高純度的超臨界二氧化碳工質，該實用新型可克服高溫回熱器、低溫回熱器、預冷器、熱源等設備內的死角空氣不易置換的不利困難，使超臨界二氧化碳系統非旋轉設備內的工質純度可達99.9％以上。

技術領域

本實用新型涉及超臨界二氧化碳系統工質置換技術領域，具體涉及一種超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換裝置。

背景技術

超臨界二氧化碳系統對二氧化碳純度的要求較高，一般在99.9％以上，因此在超臨界二氧化碳系統運行前，需要將超臨界二氧化碳系統內的空氣置換為高純度二氧化碳，以防止因殘余空氣量占比過高干擾系統的運行性能。在超臨界二氧化碳系統在工質置換的過程中存在以下三個問題會影響工質置換的純度：1、超臨界二氧化碳葉輪機械設備、換熱器等設備內存在死角，氣流進出上述設備時在死角處形成了旋渦，空氣不易從死角內流出，不能有效的達到要求的工質純度；2、超臨界二氧化碳系統工質置換需要搭建什么樣的工質置換裝置；3、補氣及排氣位置必須與超臨界二氧化碳系統內工質的運動方向不產生矛盾。未見現有技術未提供上述問題的有效解決方案。

發明內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供的一種超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換裝置，本實用新型分為采用干氣密封的超臨界二氧化碳葉輪機械工質置換方法和超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換方法兩個部分，兩個部分分別獨立進行工質置換并達到工質純度要求后，再將兩個部分連通。

本實用新型通過以下技術方案來實現超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換的目的：

超臨界二氧化碳系統非旋轉設備部分的工質置換裝置，包括超臨界二氧化碳系統的熱源1、主管道2、高溫回熱器3、低溫回熱器4、預冷器5、冷卻水回路6、低壓儲罐進口管路7、充氣管路8、關斷閥9、低壓儲罐10、低壓儲罐出口管路11、抽氣管路12、高壓儲罐13、高壓儲罐進口管路14、逆止閥15、主壓縮機旁路16、主壓縮機17、再壓縮機18、再壓縮機旁路19、低壓透平旁路20、低壓透平21、安全閥22、高壓透平旁路23、調閥24、高壓透平25、高純度二氧化碳氣源26、真空泵27和真空泵排氣管路28；其中，超臨界二氧化碳系統的熱源1的第一出口通過第一主管道2-1與高壓透平25的進口相連，高壓透平25的出口通過第二主管道2-2與超臨界二氧化碳系統的熱源1的第一進口相連，超臨界二氧化碳系統的熱源1的第二出口通過第三主管道2-3與低壓透平21的進口相連，低壓透平21的出口通過第四主管道2-4與高溫回熱器3的高溫側進口相連，高溫回熱器3的高溫側出口通過第五主管道2-5與低溫回熱器4的高溫側進口相連，低溫回熱器4的高溫側出口分兩條并聯支路，一條并聯支路上設置有依次相連的第六主管路2-6、預冷器5的工質側進口和出口、第七主管路2-7、主壓縮機17、第八主管路2-8以及低溫回熱器4的低溫側進口和出口，另一條并聯支路上設置有依次相連的第九主管路2-9、再壓縮機18、第十主管路2-10以及低溫回熱器4的低溫側出口；主壓縮機17的出口通過第八主管路2-8與低溫回熱器4的低溫側進口相連，再壓縮機18的出口通過第十主管路2-10與低溫回熱器4的低溫側出口相連，低溫回熱器4低溫側出口通過第十一主管路2-11與高溫回熱器3的低溫側進口相連，高溫回熱器3低溫側的進口通過第十二主管路2-12與超臨界二氧化碳系統的熱源1的第二進口相連，超臨界二氧化碳系統的熱源1的第三出口通過第十三主管路2-13與高溫回熱器3的低溫側出口相連，高溫回熱器3的低溫側出口通過第六主管路2-6與超臨界二氧化碳系統的熱源1的第三進口相連；