[發明專利]對稱局部進氣超臨界工質閉式離心壓縮機組及方法

在審

• 申請號: 201910312711.5
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110185631A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 韓萬龍;李紅智;姚明宇;楊玉;張一帆;張磊
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10;F04D23/00;F04D25/06;F04D29/08;F04D29/10;F04D29/28;F04D29/30;F04D29/44
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種對稱局部進氣超臨界工質閉式離心壓縮機組及方法，該裝置包括對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機、電動機、主軸、主軸支座、推力軸承、干氣密封、梳齒密封、壓縮機殼體、靜葉、動葉、通流流道、葉頂環形蓋板、非通流流道、壓縮機轉輪、干氣儲罐和干氣密封管路，本發明采用呈中心對稱通流流道的局部進氣閉式葉輪對高壓力等級的小體積流量的超臨界工質進行壓縮，具有葉高尺寸大、外泄漏流量極小、加工簡單、成本低的優點，可在多個轉速下對超臨界工質進行高效壓縮，可解決微小體積流量的中高壓力等級超臨界工質壓縮能效低、難實現的難題。

技術領域

本發明涉及超臨界工質壓縮技術領域，具體涉及一種對稱局部進氣超臨界工質閉式離心壓縮機組及其工作方法。

背景技術

在超臨界二氧化碳布雷頓循環或Allam循環的試驗系統中，設計壓力在20至32MPa之間，系統能量密度高，壓縮機設備體積小。對于上述高設計壓力參數的先進循環試驗系統，壓縮機的進口參數多選在臨界點附近，為降低試驗成本，許多研究機構的設計工況超臨界工質的體積流量往往較小，這樣就使超臨界工質壓縮機的葉高過小，壓縮效率低。現有技術僅能為設計參數在5MPa以下的微小體積流量氣體工質壓縮提供可行方案，即采用螺桿壓縮形式，而對于設計參數大于10MPa的微小體積流量氣體工質壓縮形式，采用現有離心壓縮機形式設計的離心壓縮機的葉高過短，等熵壓縮效率低。現有技術未提供高壓力等級、高效的微小體積流量超臨界工質壓縮方案。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種對稱局部進氣超臨界工質閉式離心壓縮機組及其工作方法，可以實現將微小體積流量的高壓力等級超臨界工質進行高效壓縮。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

對稱局部進氣超臨界工質閉式離心壓縮機組，包括推力軸承1、主軸2、第一主軸支座3-1、第二主軸支座3-2、電動機4、干氣密封5、梳齒密封6、壓縮機殼體7、靜葉8、通流流道出口9、動葉10、通流流道11、非通流流道12、葉頂環形蓋板13、壓縮機轉輪14、干氣儲罐15、干氣密封管路16和對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17，其中從主軸2的一端開始，主軸2上依次布置了推力軸承1、第一主軸支座3-1、電動機4、第二主軸支座3-2和對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17；所述對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17由干氣密封5、梳齒密封6、壓縮機殼體7、靜葉8、動葉10、葉頂環形蓋板13和壓縮機轉輪14構成，動葉10安裝在壓縮機轉輪14上，動葉10的頂部和壓縮機轉輪14的頂部與葉頂環形蓋板13相連構成壓縮機葉輪，動葉10的加工面或壓縮機轉輪14的側加工面、壓縮機轉輪14的底部加工面、相鄰動葉10的加工面或壓縮機轉輪14的側加工面以及葉頂環形蓋板13上對應的內表面圍成的擴張型孔狀通道為通流流道11，壓縮機轉輪14上未加工部分為非通流流道12，在通流流道11的末端為通流流道出口9，靜葉8安裝于通流流道出口9整周徑向方向外側的壓縮機殼體7上；干氣儲罐15通過干氣密封管路16與干氣密封5相連，干氣密封5、梳齒密封6和對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17的動葉10所在葉輪依次位于主軸2上，且干氣密封5靠近第二主軸支座3-2。

所述對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17的通流流道11的數量為大于或等于2的偶數，，位置相對的兩個通流流道11是以主軸中心線為中心線的空間中心對稱結構。

所述對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17的進氣方式為軸向進氣，徑向出氣。

所述電動機4具有2個或多個磁極對數，能夠在1個或多個轉速下工作。

所述對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17采用一段或多段梳齒密封6內泄漏控制形式，且至少一段梳齒密封6布置于主軸2上，其余梳齒密封6選擇布置在對稱局部進氣閉式葉輪壓縮機17的壓縮機葉輪與壓縮機殼體7之間的任一間隙處。