[發明專利]一種渦輪系統及推力平衡方法

有效

• 申請號: 202211388480.4
• 申請日: 2022-11-08
• 公開（公告）號: CN115419471B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 葉綠;黃彥平;陳堯興;臧金光;劉光旭
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D11/00;F01D5/02;F01D13/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 尹紅敏

1.一種渦輪系統，其特征在于，包括：

電機，包括電機主體以及與所述電機主體連接并向所述電機主體的兩端延伸的轉子；

兩個旋轉組件，分別設置于所述轉子的兩端；

密封組件，設置于每個所述旋轉組件靠近所述電機主體的一側，所述密封組件包括殼體和密封環，所述殼體套設于所述每個轉子的外周，所述殼體的內部形成有二氧化碳工質腔，所述二氧化碳工質腔被所述密封環分隔為高壓區和低壓區，位于所述電機主體兩側的所述密封組件的所述密封環沿所述轉子的徑向與所述低壓區的接觸面積不相同；

所述密封環包括配合設置的動環、靜環和補償環，所述動環和所述靜環之間形成氣壓間隙，所述氣壓間隙遠離所述轉子的一端與所述高壓區連通，所述氣壓間隙靠近所述轉子的一端與所述低壓區連通，位于所述電機主體兩側的所述密封組件的所述靜環沿所述轉子的徑向與所述低壓區的接觸面積不相同。

2.根據權利要求1所述的渦輪系統，其特征在于，所述殼體對應所述高壓區的位置開設有注氣口，所述殼體對應所述低壓區的位置開設有泄漏口。

3.根據權利要求2所述的渦輪系統，其特征在于，在所述轉子的作業狀態下，位于電機兩側的所述密封組件的所述注氣口的注氣壓力不相同。

4.根據權利要求3所述的渦輪系統，其特征在于，所述渦輪系統還包括固定設置于所述密封組件的所述注氣口的流量檢測器與壓力檢測器。

5.根據權利要求1所述的渦輪系統，其特征在于，所述靜環靠近所述轉子的表面包括依次連接的第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面與所述第三表面平行，位于電機主體兩側的所述密封組件的所述靜環的所述第二表面的面積不同。

6.根據權利要求1所述的渦輪系統，其特征在于，所述補償環包括彈簧座、推環和彈簧，所述彈簧座與所述靜環遠離所述動環的一側面圍合形成補償腔，所述推環設置于所述補償腔中，所述推環的一側連接于所述靜環，所述推環的另一側通過所述彈簧連接于所述彈簧座。

7.根據權利要求6所述的渦輪系統，其特征在于，所述密封組件還包括靜環密封圈和動環密封圈，所述靜環密封圈設置于所述靜環和所述推環之間，所述動環密封圈設置于所述動環遠離所述靜環的一側。

8.根據權利要求1所述的渦輪系統，其特征在于，所述旋轉組件包括旋轉本體和設置于所述旋轉本體內的主動軸承，所述主動軸承用于在所述轉子處于停止狀態時承受所述密封組件產生的軸向推力。

9.一種推力平衡方法，用于在如權利要求1~8任意一項所述的渦輪系統中平衡所述渦輪系統受到的推力，其特征在于，所述方法包括：

檢測所述渦輪系統所受到的推力；

根據推力的大小和方向設置位于電機主體兩側的密封組件；

向位于所述電機主體兩側的所述密封組件分別注入超臨界二氧化碳，以產生軸向合力并平衡所述渦輪系統受到的推力。