[发明专利]一种超临界二氧化碳透平轴封供气与漏气回收系统及方法

说明书

一种超临界二氧化碳透平轴封供气与漏气回收系统及方法，包括压缩机出口供轴封气源管路、低温回热器冷侧出口供轴封气源管路、轴封漏气回收系统；压缩机出口供轴封气源管路为压缩机出口连接高压储罐入口，高压储罐分为两路，一路经过电热油加热器、调节阀等连接轴封供气母管，另一路经过调节阀等连接轴封供气减温器；低温回热器冷侧出口供轴封气源管路为低温回热器冷侧出口经过调节阀等连接至轴封供气母管；轴封漏气回收系统为轴封漏气管道依次连接轴封漏气冷却器、轴封漏气输送泵及稳压罐。该系统在启动、并网发电、热态跳机、甩负荷等不同工况下，通过切换不同的轴封供气气源及漏气回收再利用，实现超临界二氧化碳循环发电机组安全高效运行。

技术领域

本发明属于旋转机械轴封系统技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳透平轴封供气与漏气回收系统及方法。

背景技术

超临界二氧化碳循环发电技术因其循环热效率较高、系统设备紧凑、热源适应性广等优势而在能源电力领域具有广阔的应用前景。近年来，众多研究机构对超临界二氧化碳循环发电技术开展了系统深入的研究，涉及工质热物理性质、热力循环机理分析、系统设计优化、设备部件研究开发等方面。随着相关理论和实验研究的不断深入，超临界二氧化碳循环发电技术正逐步走向商业示范，未来可能替代现有水及蒸汽循环发电技术。

超临界二氧化碳透平是该循环的动力机械，其良好的性能是超临界二氧化碳循环较高循环热效率的重要保证。超临界二氧化碳透平作为旋转机械，转动的转子穿过透平静止的缸体，透平两侧的轴承处必然存在间隙，这在超临界二氧化碳透平运行过程中可能会造成透平腔室的二氧化碳工质往外泄露或者外界的空气进入透平腔室，进而影响超临界二氧化碳透平安全高效运行，因此为超临界二氧化碳透平设计合理高效的轴封系统将是至关重要。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超临界二氧化碳透平轴封供气与漏气回收系统及方法，该系统分别从低温回热器冷侧出口和压缩机出口引出二氧化碳工质作为超临界二氧化碳透平的轴封供气气源，通过在超临界二氧化碳循环发电机组启动、并网发电、热态跳机、甩负荷等不同工况下，合理灵活自动切换轴封供气气源，实现超临界二氧化碳循环发电机组安全高效运行。该系统同时将透平轴承处少量漏气收集并依次送入轴封漏气冷却器和稳压罐，回收泄露的二氧化碳工质。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超临界二氧化碳透平轴封供气与漏气回收系统，包括超临界二氧化碳透平1及前轴封供气支管2、后轴封供气支管3、轴封供气母管4、压缩机出口供轴封气源管路、低温回热器冷侧出口供轴封气源管路；其中，轴封供气母管4一端连接超临界二氧化碳透平1的前轴封供气支管2及后轴封供气支管3，另一端连接压缩机出口供轴封气源管路及低温回热器冷侧出口供轴封气源管路；

所述的压缩机出口供轴封气源管路包括高压储罐9、电热油加热器16、轴封供气减温器15、调节阀12及调节阀19；其中，高压储罐9入口连接压缩机出口，高压储罐9出口分为两路，一路依次经过电热油加热器16、逆止阀三17、电动阀18、调节阀19连接轴封供气母管4，逆止阀三17出口经过旁路电动阀20连接轴封供气母管4；另一路依次经过逆止阀二10、手动阀一11、调节阀12、手动阀二13连接轴封供气减温器15，逆止阀二10出口经过旁路手动阀三14连接轴封供气减温器15；

所述的低温回热器冷侧出口供轴封气源管路包括调节阀7，低温回热器冷侧出口依次经过逆止阀一5、电动阀6、调节阀7连接轴封供气母管4，逆止阀一5出口经过旁路电动阀8连接轴封供气母管4；

所述的轴封供气减温器15设置在轴封供气母管4上，在轴封供气母管4上位于压缩机出口供轴封气源管路与低温回热器冷侧出口供轴封气源管路之间。

所述的轴封供气母管4上装有压力温度测点，压力温度测点在轴封供气母管4上位于压缩机出口供轴封气源管路下游。