[发明专利]一种超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构及压缩机

说明书

本发明属于压缩机领域，公开了一种超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构及压缩机，超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构包括叶轮、机匣和背腔封严件，叶轮包括叶轮本体和叶轮盖，所述叶轮盖盖设于所述叶轮本体的一侧；机匣设置在所述叶轮盖外侧，所述机匣靠近所述叶轮盖的一侧设有机匣篦齿；背腔封严件设置于所述叶轮本体远离所述叶轮盖的一侧，所述背腔封严件靠近所述叶轮本体的一侧设有背腔篦齿。本发明通过在机匣内设置机匣篦齿，可降低机匣密封腔内的工质泄露量，背腔封严件内设置背腔篦齿，可降低背腔内的工质泄露量，进而实现降低叶轮的工质泄露量，以提高超临界二氧化碳压缩机的气动效率。

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤指一种超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构及压缩机。

背景技术

超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术是采用超临界二氧化碳作为工质的闭式循环发电技术，是近年来快速发展起来的一项前沿技术，因其具有循环效率高、功率覆盖范围广、功率密度大、振动噪声小等优势，越来越受到国际能源动力行业的青睐。

超临界二氧化碳压缩机的主要功能是提高系统内工质压力，压缩机的性能对整个超临界二氧化碳布雷顿循环系统性能有很大影响，是超临界二氧化碳布雷顿循环系统中的核心部件。超临界二氧化碳工质具有高压力、高密度的特性，该特性可以大幅缩小压缩机尺寸，使叶轮机械部件结构紧凑，有利于提高动力装置能量密度。但是高压力以及高密度的特性也会给叶轮设计带来一些难点，例如，高密度导致叶轮尺寸小，叶轮内部泄露流动会造成很大的二次流损失，从而导致压缩机运行效率急剧下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构及压缩机，可有效降低叶轮的工质泄露量。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，提供一种超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构，包括：

叶轮，包括叶轮本体和叶轮盖，所述叶轮盖盖设于所述叶轮本体的一侧；

机匣，设置在所述叶轮盖外侧，所述机匣靠近所述叶轮盖的一侧设有机匣篦齿；

背腔封严件，设置于所述叶轮本体远离所述叶轮盖的一侧，所述背腔封严件靠近所述叶轮本体的一侧设有背腔篦齿。

在一些实施方式中，所述叶轮盖包括沿所述叶轮本体轴向延伸的轴向部和沿所述叶轮本体径向延伸的径向部，所述轴向部靠近所述叶轮的工质入口，所述径向部靠近所述叶轮的工质出口，所述轴向部的外表面为弧形且外表面设有阶梯篦齿，所述阶梯篦齿与所述机匣篦齿配合。

在一些实施方式中，所述径向部外表面设有多个径向筋板，所述径向筋板沿所述叶轮盖的径向延伸设置，多个所述径向筋板沿所述径向部的周向间隔设置。

在一些实施方式中，所述径向筋板沿所述叶轮本体轴向的厚度为0.5～2.5mm。

在一些实施方式中，所述径向筋板顶部与所述机匣的间隙大于0.15mm且小于0.2mm。

在一些实施方式中，所述径向筋板的数量为6～12个。

在一些实施方式中，所述叶轮本体包括叶轮盘和多个叶轮片，多个所述叶轮片间隔设置在所述叶轮盘的一侧，所述叶轮盖盖设在所述叶轮片上。

在一些实施方式中，所述叶轮盘包括用于与压缩机主轴连接的轴向延伸段和用于安装所述叶轮片的径向延伸段，所述轴向延伸段的外表面为平面，所述背腔篦齿与所述轴向延伸段配合。

在一些实施方式中，所述背腔封严件沿所述叶轮的径向延伸至所述叶轮外，所述机匣沿所述叶轮的径向延伸至所述叶轮外，所述背腔封严件与所述机匣之间具有间隙形成工质出口。

另一方面，还提供一种压缩机，包括上述任一实施方式所述的超临界二氧化碳压缩机叶轮封严结构

本发明的技术效果在于：