[實用新型]一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統

有效

• 申請號: 201922364129.1
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN211038755U
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 李揚;周東;但光局;文鑫;陶美華;何丹;王亞
• 申請（專利權）人: 重慶江增船舶重工有限公司
• 主分類號: F01D25/00
• 分類號: F01D25/00;F01D25/16;F01D11/04;F01D25/20;F01D21/00
• 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

1.一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：包括齒輪箱、超臨界二氧化碳渦輪機、推力平衡結構，所述齒輪箱包括箱體，以及設于箱體內的高速軸、低速軸，所述高速軸、低速軸分別通過徑向推力聯合軸承支撐于箱體，所述低速軸通過齒輪副與高速軸動力連接，所述低速軸的一端伸出齒輪箱，向外輸出動力，所述高速軸的一端與所述超臨界二氧化碳渦輪機動力連接，用于接收渦輪動力，所述高速軸的另一端設置所述推力平衡結構；

所述高速軸上設有主推力盤和輔推力盤，主推力盤和輔推力盤分別與高速軸兩端的徑向推力聯合軸承對應配合；

所述超臨界二氧化碳渦輪機包括殼體、渦輪靜葉、渦輪轉子，所述殼體拆分為內殼體、外殼體，所述內殼體內軸向安裝所述渦輪靜葉，渦輪轉子包括渦輪軸以及成型于渦輪軸一端的渦輪盤，所述渦輪盤的外周面上成型有渦輪動葉，所述渦輪動葉與渦輪靜葉配合，渦輪軸的一端伸出外殼體，并設置螺紋桿，所述高速軸的相向端設置內螺紋孔，螺紋桿與螺紋孔配合固定，高速軸、渦輪軸的連接處與外殼體之間設置主干氣密封，

所述推力平衡結構包括平衡殼體、端蓋和平衡干氣密封，所述高速軸的一端穿過齒輪箱伸入平衡殼體內，所述高速軸、平衡殼體之間設置平衡干氣密封；

所述主干氣密封對應的外殼體上、平衡干氣密封對應的平衡殼體上分別設有壓力傳感器，用于測量高壓腔的壓力。

2.根據權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：所述主干氣密封包括主干氣密封動環、主干氣密封靜環、主干氣密封動環密封，所述主干氣密封動環套在渦輪軸上，通過渦輪軸上的軸肩定位，并通過螺母固定，所述主干氣密封靜環固定在外殼體端部，且與主干氣密封動環配合，所述主干氣密封動環密封設于主干氣密封動環、主干氣密封靜環的出氣端之間，所述外殼體上開有徑向孔B，徑向孔B位于主干氣密封的進氣端，用于通入主密封氣，主干氣密封、外殼體之間圍合成高壓腔A，外殼體上開徑向孔A，徑向孔A與高壓腔A連通，徑向孔A用于安裝壓力傳感器，測量高壓腔A的壓力值p_A。

3.根據權利要求2所述的一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：所述平衡干氣密封包括平衡干氣密封靜環、平衡干氣密封動環、平衡干氣密封動環密封，所述平衡干氣密封靜環固定在平衡殼體內，所述平衡干氣密封動環通過軸肩定位，并通過螺母固定在高速軸上，所述平衡干氣密封動環密封設于平衡干氣密封靜環、平衡干氣密封動環的出氣端之間，所述平衡殼體上開有徑向孔C，徑向孔C位于平衡干氣密封的進氣端，用于通入平衡干氣密封的平衡氣，端蓋、平衡干氣密封之間圍合成高壓腔D，端蓋上開有軸向孔D，軸向孔D與高壓腔D連通，軸向孔D用于安裝壓力傳感器，測量高壓腔D的壓力值p_D。

4.根據權利要求3所述的一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：所述外殼體與渦輪軸之間設有第一迷宮齒氣封、第二迷宮齒氣封，所述第一迷宮齒氣封與渦輪盤b相鄰，且通過第一密封固定環軸向固定在外殼體上，所述第二迷宮齒氣封與高壓腔A相鄰，且通過第二密封固定環軸向固定在外殼體上；所述平衡殼體的內側端與高速軸之間安裝有迷宮齒密封。

5.根據權利要求3所述的一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：所述徑向孔B連接熱力系統中的壓縮機出口，徑向孔B的進氣壓力調節至高于渦輪機進口壓力；

所述徑向孔C連接熱力系統中的壓縮機出口，端蓋上開有軸向孔E，軸向孔E依次連接壓力調節閥、壓縮機入口，使平衡氣經軸向孔E、壓力調節閥回注壓縮機入口，壓力調節閥用于調節高壓腔D的壓力值p_D。

6.根據權利要求3所述的一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：外殼體的渦輪進口處設置壓力傳感器，用于測量渦輪進口壓力值p_in。

7.根據權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳渦輪機推力平衡系統，其特征在于：齒輪箱的箱體內設有油泵驅動軸，所述低速軸通過齒輪副與油泵驅動軸動力連接，所述油泵驅動軸的一端伸出齒輪箱，與油泵動力連接，用于驅動油泵，將潤滑油泵入齒輪箱，對齒輪箱的潤滑系統進行供油；徑向推力聯合軸承均為油軸承，高速軸兩端的徑向推力聯合軸承外側分別設有油封，用于防止潤滑油外漏。