[實用新型]一種直驅兩級超臨界二氧化碳壓縮機

有效

• 申請號: 201921857667.8
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN211039087U
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王亞;周東;文鑫;李揚;張歡;孫冬婷;侯春峰;李新宇;張艷;龔由春;尹賢軍;劉桓宇;鄧德見
• 申請（專利權）人: 重慶江增船舶重工有限公司
• 主分類號: F04D25/06
• 分類號: F04D25/06;F04D25/16;F04D29/057;F04D29/10;F04D29/58;F04D29/26;H02K1/20;H02K5/20
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

本實用新型公開了一種直驅兩級超臨界二氧化碳壓縮機，具有結構緊湊，效率高，噪音小的優點。一種直驅兩級超臨界二氧化碳壓縮機，其特征在于：所述高速電機包括電機外殼以及電機外殼內設置的定子、轉子、空氣軸承系統，所述高速電機的兩端分別設置一級壓縮機、二級壓縮機，所述一級壓縮機、二級壓縮機的葉輪均安裝在高速電機的轉子上，所述一級壓縮機、二級壓縮機串聯，形成壓縮系統，一級壓縮機的進氣口作為壓縮系統的進氣口，二級壓縮機的出氣口作為壓縮系統的出氣口。

技術領域

本實用新型涉及超臨界二氧化碳發電系統技術領域，特別是涉及一種直驅兩級超臨界二氧化碳壓縮機。

背景技術

自第一次工業革命以后，熱能的主要利用方式是將熱能通過動力系統轉化為機械能，為人類的活動提供動力。超臨界二氧化碳發電系統屬于動力系統的一種，是以超臨界狀態的二氧化碳作為工質，將熱源的熱量轉化為機械能，其熱源可來自核反應堆、太陽能、地熱能、工業廢熱、化學染料燃燒等。超臨界二氧化碳工質的優良特性使得其系統具有良好的應用前景和研究價值。由于二氧化碳只有在溫度達到31.1℃，壓力達到7.38Mpa時才能變為超臨界狀態。因此在目前超臨界二氧化碳發電系統中，壓縮機在整個系統中屬于關鍵部件，壓縮機的效率對整個系統的效率有著極大的影響，集成高速永磁電機、氣體軸承、兩級葉輪同軸安裝等高技術，由于轉速高，所以壓縮機的功率密度高，而體積遠小于同等功率的普通壓縮機，可以有效的節約材料。加上它與原動機相連，取消了傳統的增速機構，傳動效率高，噪音小。但是由于高速旋轉機械所帶來的一系列軸系動力學及軸承問題，以及高壓工況帶來的密封問題，都制約著超臨界二氧化碳壓縮機的發展。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種直驅兩級超臨界二氧化碳壓縮機，具有結構緊湊，效率高，噪音小的優點。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種直驅兩級超臨界二氧化碳壓縮機，其特征在于：所述高速電機包括電機外殼以及電機外殼內設置的定子、轉子、空氣軸承系統，所述高速電機的兩端分別設置一級壓縮機、二級壓縮機，所述一級壓縮機、二級壓縮機的葉輪均安裝在高速電機的轉子上，所述一級壓縮機、二級壓縮機串聯，形成壓縮系統，一級壓縮機的進氣口作為壓縮系統的進氣口，二級壓縮機的出氣口作為壓縮系統的出氣口。

優選地，所述空氣軸承系統以超臨界二氧化碳為潤滑介質，所述電機外殼開有軸承進氣孔、軸承排氣孔，所述軸承進氣孔用于向空氣軸承系統通入超臨界二氧化碳；所述軸承排氣孔用于排出超臨界二氧化碳。

優選地，所述軸承進氣孔連接二級壓縮機的出氣口，用于將超臨界二氧化碳引入空氣軸承系統，對空氣軸承系統進行潤滑，所述軸承排氣孔連接一級壓縮機的進氣口，用于將空氣軸承系統排出的超臨界二氧化碳匯入壓縮系統。

優選地，所述二級壓縮機的出氣口、軸承進氣孔之間依次串聯有儲氣罐和壓力控制閥門，所述儲氣罐用于儲存超臨界二氧化碳，所述壓力控制閥門用于控制通入空氣軸承系統的超臨界二氧化碳的壓力。

優選地，所述軸承排氣孔、一級壓縮機的進氣口之間連接有抽吸泵，用于將空氣軸承系統排出的超臨界二氧化碳匯入壓縮系統。

優選地，所述定子包括定子鐵芯和定子線圈，所述定子鐵芯中設置有定子冷卻通道，所述電機外殼上設有定子冷卻氣進氣口和定子冷卻氣出氣口，所述定子冷卻氣進氣口和定子冷卻氣出氣口與定子冷卻通道連通，所述定子冷卻氣進氣口連接二級壓縮機的出氣口，用于將超臨界二氧化碳引入定子冷卻通道中對定子進行冷卻；所述定子冷卻氣出氣口連接一級壓縮機的進氣口，用于將定子冷卻通道中的超臨界二氧化碳匯入壓縮系統。

優選地，所述電機外殼與一級壓縮機的殼體、二級壓縮機的殼體之間分別設置干氣密封裝置；