[發(fā)明專利]一種超臨界二氧化碳透平氣缸軸封冷卻結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011013026.1
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112127959B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳臺杰;唐松
• 申請（專利權(quán)）人: 北京前沿動力科技股份有限公司
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D25/14;F01D11/00;F01K7/32;F01K25/10
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 張夏

本發(fā)明提供了一種超臨界二氧化碳透平氣缸軸封冷卻結(jié)構(gòu)，包括：帶有通氣結(jié)構(gòu)的透平氣缸、干氣密封體、轉(zhuǎn)子、密封圈和緊固裝置；所述干氣密封體安裝在所述透平氣缸和所述轉(zhuǎn)子之間；所述密封圈通過所述緊固裝置固定在所述透平氣缸內(nèi)壁上。本發(fā)明有效的降低了透平氣缸軸封處的溫度，滿足干氣密封對溫度使用范圍的要求；而且結(jié)構(gòu)安全、可靠，可有效解決超臨界二氧化碳透平氣缸軸封處冷卻的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透平氣缸技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超臨界二氧化碳透平氣缸軸封冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)被普遍認(rèn)為是具有革命性、顛覆性的國際前沿技術(shù)，系統(tǒng)是以超臨界狀態(tài)的二氧化碳作為工質(zhì)，將熱源的熱量轉(zhuǎn)化為機械能，其熱源可來自核反應(yīng)堆、太陽能、地?zé)崮堋⒐I(yè)廢熱、化石燃料燃燒等。超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)具有效率高、體積小、重量輕、噪聲低等優(yōu)點,是未來能源綜合利用的一個發(fā)展方向。

傳統(tǒng)蒸汽循環(huán)系統(tǒng)的透平汽缸軸封漏汽系統(tǒng)是使蒸汽通過常規(guī)汽封圈后產(chǎn)生節(jié)流效果，按分段漏汽、壓力逐漸遞減的方式進(jìn)行設(shè)計，以常規(guī)軸封三段漏汽結(jié)構(gòu)為例，則第一段軸封漏汽前往除氧器，第二段軸封漏汽前往自密封系統(tǒng)，第三段軸封漏汽前往汽封加熱器，其中第三段漏汽蒸汽壓力比外界大氣壓略低，使得外界空氣能夠沿轉(zhuǎn)子與汽封圈之間的間隙進(jìn)入內(nèi)部從而防止內(nèi)部蒸汽外漏，最后空氣與第三段軸封蒸汽的混合氣體通過管道進(jìn)入汽封加熱器。

當(dāng)循環(huán)工質(zhì)為二氧化碳時，整個發(fā)電系統(tǒng)取消軸封加熱器等輔助系統(tǒng)，同時不允許外部空氣進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)引起二氧化碳純度的變化，因此透平氣缸軸封處采用干氣密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封。目前，市場上成熟的干氣密封結(jié)構(gòu)使用溫度在180℃～260℃之間，而超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)排氣溫度為在350℃以上，導(dǎo)致透平軸封處的氣缸溫度遠(yuǎn)高于干氣密封使用溫度的上限值。因此必須對透平氣缸軸封處進(jìn)行冷卻，以保證干氣密封能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，對透平氣缸軸封處進(jìn)行冷卻，以保證干氣密封能正常工作。

本發(fā)明提供一種超臨界二氧化碳透平氣缸軸封冷卻結(jié)構(gòu)，包括：帶有通氣結(jié)構(gòu)的透平氣缸、干氣密封體、轉(zhuǎn)子、密封圈和緊固裝置；所述干氣密封體安裝在所述透平氣缸和所述轉(zhuǎn)子之間；所述密封圈通過所述緊固裝置固定在所述透平氣缸內(nèi)壁上；

所述透平氣缸的通氣結(jié)構(gòu)包括：進(jìn)氣孔、第一肋板和第一通氣孔；所述進(jìn)氣孔從所述透平氣缸外壁連通到所述透平氣缸內(nèi)部；在所述透平氣缸的內(nèi)壁上設(shè)置向內(nèi)延伸的所述第一肋板；所述第一通氣孔設(shè)置在所述第一肋板上；

在所述密封圈上設(shè)置與所述第一肋板軸向上一一對應(yīng)的第二肋板；所述第二肋板上設(shè)置有若干第二通氣孔。

進(jìn)一步，所述進(jìn)氣孔沿所述透平氣缸周向均勻設(shè)置有若干個。

進(jìn)一步，所述進(jìn)氣孔的孔徑為16mm-20mm。

進(jìn)一步，所述第一肋板等間距地設(shè)置有若干個。

進(jìn)一步，所述第一通氣孔沿所述第一肋板周向均勻設(shè)置有若干個。

進(jìn)一步，所述第一通氣孔的孔徑為8mm-12mm。

進(jìn)一步，所述第二肋板等間距地設(shè)置有若干個，且與所述透平氣缸上的第一肋板軸向上一一對應(yīng)。

進(jìn)一步，所述第二通氣孔的孔徑為8mm-12mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過設(shè)計帶有通氣結(jié)構(gòu)的透平氣缸，增加了換熱面積，可以帶走透平氣缸上的熱量，降低透平氣缸軸封處溫度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。