一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构制造技术

本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，其中，高速启动电机、离心压缩机和轴流透平从左至右依次设置在一根主轴上，形成同轴结构，主轴通过变速箱和发电机转轴连接；工作时，通过高速启动电机启动离心压缩机，离心压缩机将二氧化碳压缩至设定高压压力，随后高压二氧化碳流经稳压罐，进入回热器，并利用轴流透平出口高温工质对高压二氧化碳进行预热，然后热源将高压二氧化碳加热到透平入口超临界状态，高温高压二氧化碳流入轴流透平膨胀做功，将二氧化碳内能转化为机械能，为离心压缩机提供轴功的同时，将机械能传递至发电机发电；做完功的二氧化碳在流经回热器后，最终流入冷却器将温度降低至离心压缩机入口所需状态。

Coaxial structure of supercritical carbon dioxide centrifugal compressor and axial flow turbine

The invention discloses a supercritical carbon dioxide centrifugal compressor with axial flow turbine coaxial structure, the high speed start motor, centrifugal compressor and axial flow turbine from left to right are arranged on a main shaft, forming a coaxial structure, spindle connected through the gearbox and the generator shaft; when working through the high-speed centrifugal start motor compressor, centrifugal compressor will be compressed to high pressure carbon dioxide set, then high-pressure carbon dioxide flows through the buffer tank, into the regenerator, and the use of axial flow turbine outlet high temperature refrigerant for preheating high pressure carbon dioxide, and then the heat will be heated to high pressure carbon dioxide supercritical carbon dioxide turbine entrance, high temperature and high pressure flow of axial flow turbine expansion, carbon dioxide internal energy into mechanical energy, to provide for centrifugal compressor shaft power at the same time, the mechanical energy. Pass to the generator to generate electricity; the finished carbon dioxide flows through the regenerator and eventually flows into the cooler to reduce the temperature to the desired state of the centrifugal compressor inlet.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种叶轮机械动力输出结构，特别涉及一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构。
技术介绍
随着科技的飞速发展，在国民经济和国防科技中对发电热力系统性能的需求也越来越高，利用常规工质的发电系统已经难以满足设计要求。二氧化碳在超临界性态表现出的特有性质使其成为最有应用前景的天然工质之一。二氧化碳无色、无味、无毒，化学稳定性好，广泛存在于大气中，廉价易得，其临界温度为31.1℃，临界压力为7.4MPa，较容易实现超临界性态，对设备要求较低，降低了制造成本。二氧化碳在超临界态时具有近似液体的高密度、近似气体的低粘度和低表面张力，具有较好的流动、渗透和传递性能。采用超临界二氧化碳作为热力循环工质，充分利用其在临界点附近密度较大的特性，可以减少循环的压缩功，提高循环效率。同时以超临界二氧化碳为工质的叶轮机械结构更紧凑、体积更小。其中，发电透平和离心压缩机是整个热力系统中核心关键的设备之一。在目前的超临界二氧化碳叶轮机械设计中存在的一个很重要的问题，由于超临界二氧化碳的特殊物理性质，导致所设计的叶轮直径很小，转速很高，所以必须采用高速电机驱动压缩机工作，而采用高速电机驱动存在系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，其特征在于，包括离心压缩机(1)、高速启动电机(2)、稳压罐(3)、回热器(4)、热源(5)、轴流透平(6)、冷却器(7)、变速箱(8)和发电机(9)；其中，高速启动电机(2)、离心压缩机(1)和轴流透平(6)从左至右依次设置在一根主轴上，形成超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，主轴通过变速箱(8)和发电机(9)转轴连接；工作时，通过高速启动电机(2)启动离心压缩机(1)，离心压缩机(1)在运行时提供动力将二氧化碳工质压缩至设定高压压力，随后高压二氧化碳工质流经稳压罐(3)，进入回热器(4)，并利用轴流透平(6)出口高温工质对高压二氧化碳...

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，其特征在于，包括离心压缩机(1)、高速启动电机(2)、稳压罐(3)、回热器(4)、热源(5)、轴流透平(6)、冷却器(7)、变速箱(8)和发电机(9)；其中，高速启动电机(2)、离心压缩机(1)和轴流透平(6)从左至右依次设置在一根主轴上，形成超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，主轴通过变速箱(8)和发电机(9)转轴连接；工作时，通过高速启动电机(2)启动离心压缩机(1)，离心压缩机(1)在运行时提供动力将二氧化碳工质压缩至设定高压压力，随后高压二氧化碳工质流经稳压罐(3)，进入回热器(4)，并利用轴流透平(6)出口高温工质对高压二氧化碳工质进行预热，然后利用热源(5)将高压二氧化碳工质加热到透平入口超临界状态，高温高压二氧化碳工质流入轴流透平(6)膨胀做功，将二氧化碳工质内能转化为机械能，在为离心压缩机(1)提供轴功的同时，通过变速箱(8)连接主轴和发电机(9)转轴，将机械能传递至发电机(9)进行发电；做完功的二氧化碳工质在流经回热器(4)后，最终流入冷却器(7)将温度降低至离心压缩机(1)入口所需状态。2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，其特征在于，主轴上从左至右依次还设置有压缩机侧径向轴承(10)、推力轴承(12)和透平侧径向轴承(11)，压缩机侧径向轴承(10)设置在高速启动电机(2)和离心压缩机(1)之间，推力轴承(12)设置在离心压缩机(1)和轴流透平(6)之间，透平侧径向轴承(11)设置在轴流透平(6)和变速箱(8)之间。3.根据权利要求2所述的一种超临界二氧化碳离心压缩机与轴流透平同轴结构，其特征在于，压缩机侧径向轴承(10)、推力轴承(12)和透平侧径向轴承(11)均为气动轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，施东波，张荻，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61