[发明专利]一种超临界二氧化碳透平气缸轴封冷却结构

说明书

本发明提供了一种超临界二氧化碳透平气缸轴封冷却结构，包括：带有通气结构的透平气缸、干气密封体、转子、密封圈和紧固装置；所述干气密封体安装在所述透平气缸和所述转子之间；所述密封圈通过所述紧固装置固定在所述透平气缸内壁上。本发明有效的降低了透平气缸轴封处的温度，满足干气密封对温度使用范围的要求；而且结构安全、可靠，可有效解决超临界二氧化碳透平气缸轴封处冷却的问题。

技术领域

本发明涉及透平气缸技术领域，尤其是涉及一种超临界二氧化碳透平气缸轴封冷却结构。

背景技术

超临界二氧化碳发电技术被普遍认为是具有革命性、颠覆性的国际前沿技术，系统是以超临界状态的二氧化碳作为工质，将热源的热量转化为机械能，其热源可来自核反应堆、太阳能、地热能、工业废热、化石燃料燃烧等。超临界二氧化碳发电系统具有效率高、体积小、重量轻、噪声低等优点,是未来能源综合利用的一个发展方向。

传统蒸汽循环系统的透平汽缸轴封漏汽系统是使蒸汽通过常规汽封圈后产生节流效果，按分段漏汽、压力逐渐递减的方式进行设计，以常规轴封三段漏汽结构为例，则第一段轴封漏汽前往除氧器，第二段轴封漏汽前往自密封系统，第三段轴封漏汽前往汽封加热器，其中第三段漏汽蒸汽压力比外界大气压略低，使得外界空气能够沿转子与汽封圈之间的间隙进入内部从而防止内部蒸汽外漏，最后空气与第三段轴封蒸汽的混合气体通过管道进入汽封加热器。

当循环工质为二氧化碳时，整个发电系统取消轴封加热器等辅助系统，同时不允许外部空气进入循环系统引起二氧化碳纯度的变化，因此透平气缸轴封处采用干气密封结构进行密封。目前，市场上成熟的干气密封结构使用温度在180℃～260℃之间，而超临界二氧化碳发电系统排气温度为在350℃以上，导致透平轴封处的气缸温度远高于干气密封使用温度的上限值。因此必须对透平气缸轴封处进行冷却，以保证干气密封能正常工作。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，对透平气缸轴封处进行冷却，以保证干气密封能正常工作。

本发明提供一种超临界二氧化碳透平气缸轴封冷却结构，包括：带有通气结构的透平气缸、干气密封体、转子、密封圈和紧固装置；所述干气密封体安装在所述透平气缸和所述转子之间；所述密封圈通过所述紧固装置固定在所述透平气缸内壁上；

所述透平气缸的通气结构包括：进气孔、第一肋板和第一通气孔；所述进气孔从所述透平气缸外壁连通到所述透平气缸内部；在所述透平气缸的内壁上设置向内延伸的所述第一肋板；所述第一通气孔设置在所述第一肋板上；

在所述密封圈上设置与所述第一肋板轴向上一一对应的第二肋板；所述第二肋板上设置有若干第二通气孔。

进一步，所述进气孔沿所述透平气缸周向均匀设置有若干个。

进一步，所述进气孔的孔径为16mm-20mm。

进一步，所述第一肋板等间距地设置有若干个。

进一步，所述第一通气孔沿所述第一肋板周向均匀设置有若干个。

进一步，所述第一通气孔的孔径为8mm-12mm。

进一步，所述第二肋板等间距地设置有若干个，且与所述透平气缸上的第一肋板轴向上一一对应。

进一步，所述第二通气孔的孔径为8mm-12mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设计带有通气结构的透平气缸，增加了换热面积，可以带走透平气缸上的热量，降低透平气缸轴封处温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。