基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机技术方案

本公开提供一种基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，包括：转子部，包括：透平，主轴，以及干气密封动部件；机壳部，环转子部外设置，包括：蜗壳，干气密封静部件，环干气密封动部件设置，其外固接密封机壳；隔热机壳，与干气密封动部件之间形成一第一环形间隙，与主轴之间形成一第二环形间隙，与透平之间形成一第三环形间隙；以及冷却环套，环隔热机壳表面设置，用于引入一定流量的高压低温的超临界二氧化碳，在冷却环套内进行流动换热，以及密封气通道，用于将从冷却环套出口排出后经密封器调控系统调整后的二氧化碳从密封气通道入口输入第一环形间隙，再流经第二环形间隙后流至第三环形间隙，实现转子部与机壳部的同时串联冷却。

【技术实现步骤摘要】
基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机
本公开涉及透平发电技术
，尤其涉及一种基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机。
技术介绍
超临界二氧化碳(SCO2)透平发电技术是以超临界状态的CO2为工质，通过透平机械将热能转化为电能的一种新型发电技术，适用于多种热源发电或动力转换，在火电、核电、太阳能发电等领域具有广阔的应用前景。SCO2发电装备具有能源转换效率高、结构形式紧凑的特点，其优势已经引起广泛关注。SCO2膨胀机具有高速、高温、高能量密度、高度紧凑的特点，高温高压的工质流经透平，热量会通过转子和机壳沿轴向传递，由于SCO2膨胀机非常紧凑，透平距离密封、轴承、电机等部件的距离很短，高温极易导致其失效损坏，因此必须配备一套冷却隔热系统，在有限的空间内实现透平高温隔热作用。目前，有资料指出在透平和密封之间加注气管线，通过注气系统实现密封和轴承的冷却(如：专利“一种以超临界二氧化碳为工质的透平发电机组”，公告号CN106014509A)，但额外增加注气系统，及相应的温度、压力调节设备使得透平机组结构较为复杂，而且也在一定程度上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，包括：/n转子部，包括：/n透平；/n主轴，一端与透平相连；以及/n干气密封动部件，设置于主轴另一端上；/n机壳部，环转子部外设置，包括：/n蜗壳，设置于透平外围；/n干气密封静部件，环干气密封动部件设置，其外固接密封机壳；/n隔热机壳，设置于蜗壳和密封机壳之间，与干气密封动部件之间形成一第一环形间隙，与主轴之间形成一第二环形间隙，与透平之间形成一第三环形间隙；以及/n冷却环套，环密封机壳表面设置，用于供二氧化碳传输并对密封机壳进行冷却，其相对位置设置有冷却环套入口，以及冷却环套出口，所述冷却环套入口用以从压缩机侧引入一定流量的高压低温的超临界二...

【技术特征摘要】
1.一种基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，包括：
转子部，包括：
透平；
主轴，一端与透平相连；以及
干气密封动部件，设置于主轴另一端上；
机壳部，环转子部外设置，包括：
蜗壳，设置于透平外围；
干气密封静部件，环干气密封动部件设置，其外固接密封机壳；
隔热机壳，设置于蜗壳和密封机壳之间，与干气密封动部件之间形成一第一环形间隙，与主轴之间形成一第二环形间隙，与透平之间形成一第三环形间隙；以及
冷却环套，环密封机壳表面设置，用于供二氧化碳传输并对密封机壳进行冷却，其相对位置设置有冷却环套入口，以及冷却环套出口，所述冷却环套入口用以从压缩机侧引入一定流量的高压低温的超临界二氧化碳，在冷却环套内部进行流动换热，冷却密封机壳后从冷却环套出口排出；以及
密封气通道，用于将从冷却环套出口排出后经密封器调控系统调整后的二氧化碳从密封气通道入口输入第一环形间隙，再流经第二环形间隙后流至第三环形间隙，实现转子部与机壳部的同时串联冷却。


2.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述密封气控制系统，包括：
储罐，与冷却环套出口相连，用于对排出的二氧化碳流体进行稳压；
调压模块，用于对二氧化碳流体进行调压，包括并联设置的三条流体管道，其中任意两条管道上分别设置节流降压装置和增压泵，每条流体管道上都分别设置有截止阀；
换热器，用于根据冷却要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭朝红，姜玉雁，郭永献，梁世强，陈俊斌，朱玉铭，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11