[實用新型]超臨界工質透平殼體保溫及內外對流冷卻裝置

有效

• 申請號: 201821565447.3
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN208950652U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 韓萬龍;王月明;姚明宇;李紅智;張一帆;白文剛
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01D25/08
• 分類號: F01D25/08;F01D25/12;F01D25/14;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工質透平殼體保溫及內外對流冷卻裝置，該裝置包括透平本體、主軸、主軸支座、支撐板、保溫層、肋片、外冷進排氣管道、內冷和外冷進氣風機、主流進排氣管道、內冷進排氣支路、閥門，可實現在非事故工況通過保溫層對透平本體進行保溫，在事故工況通過關閉主流進出管路的閥門，打開外冷進排氣管道和內冷進排氣支路的閥門，通過風機將一部分冷氣送入肋片與透平本體之間的細小間隙，從透平本體的外表面帶走熱量，將另一部分冷氣送入透平本體的腔室從透平本體內表面帶走熱量，兩部分冷氣分別流至廠房外側，本實用新型采用外部肋片冷卻配合內部通風冷卻實現從透平本體的內部和外部同時帶走熱量，使超臨界工質透平本體的冷卻時間更短。

技術領域

本實用新型涉及超臨界工質透平機組殼體保溫和冷卻技術領域，具體涉及一種超臨界工質透平殼體保溫及內外對流冷卻裝置。

背景技術

在超臨界二氧化碳布雷頓循環或Allam循環系統中，設計工況的溫度通常在600至1300℃之間，設計壓力在20至32MPa之間。對于上述高設計參數的先進循環系統，透平機組能量密度極高，為保證透平機組設計壽命在20年以上，透平機組本體的殼體的設計厚度值比傳統汽輪機組的厚度大，透平機組本體的蓄熱量十分巨大，使透平機組在緊急停機過程中殼體的熱量很難散去，如果殼體長時間熱量不能散去，不但會延長機組的檢修時間，還會損傷殼體中的干氣密封靜子件結構，還增大了發生轉子主軸高溫彎曲變形的故障發生率。同時,在透平正常運行工況需要對透平機組本體進行保溫，可以降低系統的熱量向環境的散失，提高系統運行工況熱效率。這樣就帶來一個問題：如何實現超臨界工質透平機組殼體在啟動過程、設計工況和變工況過程、正常停機過程，對殼體進行保溫，在事故工況緊急停機過程中加快殼體散熱。目前，尚無技術方案既能對超臨界工質透平機組殼體進行保溫又能實現在緊急事故時促進殼體散熱。

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一種超臨界工質透平殼體保溫及內外對流冷卻裝置。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

超臨界工質透平殼體保溫及內外對流冷卻裝置，包括透平本體1、主軸2、主軸支座3、支撐板4、保溫層5、肋片6、外冷進氣管道7、截止閥8、外冷進氣風機9、外冷排氣管道10、單向閥11、主流進氣管道12、主流進氣關斷閥13、主流排氣管道14、主流排氣關斷閥15、內冷進氣支路16、內冷進氣關斷閥17、內冷進氣風機18、內冷排氣支路19和內冷排氣關斷閥20，其中主軸2位于透平本體1中部，主軸2兩端由其兩側的主軸支座3支撐，支撐板4固定于兩側的主軸支座3端部并將透平本體1置于其內，保溫層5固定于支撐板4的外側，肋片6固定于支撐板4的內側，外冷進氣管道7固定在支撐板4上，外冷進氣管道7的進口端設置有外冷進氣風機9，外冷進氣管道7依次穿過保溫層5和支撐板4，外冷進氣管道7出口與支撐板4、透平底座及兩個主軸支座3所圍成的空間連通，在外冷進氣管道7上設置截止閥8，外冷排氣管道10固定在支撐板4上，外冷排氣管道10的進口和支撐板4、透平底座及兩個主軸支座3所圍成的空間連通，在外冷排氣管道10上設置有單向閥11，外冷排氣管道10出口依次穿過支撐板4和保溫層5與廠房外界大氣連通，主流進氣管道12依次穿過保溫層5和支撐板4與透平本體1的腔室連通，在主流進氣管道12上設置有主流進氣關斷閥13，主流排氣管道14進口與透平本體1的腔室連通，主流排氣管道14出口依次穿過支撐板4和保溫層5向透平系統外側伸出，在主流排氣管道14上設置有主流排氣關斷閥15，內冷進氣支路16的一端與主流進氣管道12相連通，內冷進氣支路16與主流進氣管道12的連接點在主流進氣關斷閥13和保溫層5之間，內冷進氣支路16的另一端設置有內冷進氣風機18，內冷進氣支路16上設置有內冷進氣關斷閥17，內冷排氣支路19的一端與主流排氣管道14相連，內冷排氣支路19與主流排氣管道14的連接點在主流排氣關斷閥15和保溫層5之間，內冷排氣支路19上設置有內冷排氣關斷閥20，另一端與廠房外界大氣連通。

所述內冷進氣支路16中的內冷卻工質和外冷進氣管道7中的外部冷卻工質均為空氣。