本实用新型专利技术涉及一种自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组，属于热力发电设备领域。自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组，包括：发电机以及设置在发电机一端的透平机、压缩机，发电机具有电机外壳、转子和定子，透平机具有透平叶轮和透平蜗壳，压缩机具有压缩机叶轮和压缩机蜗壳，透平叶轮和压缩机叶轮固定安装在转子的一端上，透平机与压缩机之间设有真空隔离腔和冷却隔离腔。有益效果：真空隔离腔降低通过阻隔透平与压缩机之间的热传递来减小热量与效率损失，由壳体传递的热量通过冷却隔离腔内介质回收实现冷热屏蔽目的，真空隔离腔与冷却隔离腔的配合实现高温透平与低温压缩机之间的温度屏蔽。缩机之间的温度屏蔽。缩机之间的温度屏蔽。
【技术实现步骤摘要】
一种自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组
[0001]本技术属于热力发电设备
，具体涉及一种自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组。
技术介绍
[0002]在热力发电行业中，超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统由于系统效率高、结构紧凑、高温热源匹配性好等优势有望成为下一代热力发电技术。同时，超临界二氧化碳存在着压力高、密封难度大、转速高等问题。
[0003]为了解决上述问题，常规手段采用全封闭一体式的压缩机透平发电机组。将压缩机与透平共轴设置在发电机两端，压缩机、透平、发电机全封闭在一体机腔室内，实现二氧化碳无外漏、残余轴向力很小。方案将透平发电机、压缩机合并，但需要一套额外设备来降低发电机腔内压力以及配置一套水冷系统对发电机进行降温冷却。
技术实现思路
[0004]本技术为了解决上述技术问题提供一种自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组，真空隔离腔降低通过阻隔透平与压缩机之间的热传递来减小热量与效率损失，由壳体传递的热量通过冷却隔离腔内介质回收实现冷热屏蔽目的，真空隔离腔与冷却隔离腔的配合实现高温透平与低温压缩机之间的温度屏蔽。
[0005]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组包括：发电机以及设置在发电机一端的透平机、压缩机，所述发电机具有电机外壳、转子和定子，所述透平机具有透平叶轮和透平蜗壳，所述压缩机具有压缩机叶轮和压缩机蜗壳，所述透平叶轮和所述压缩机叶轮固定安装在所述转子的一端上，所述压缩机蜗壳和所述透平蜗壳分别与所述电机外壳固定连接，所述透平机上设有透平入口和透平出口，所述压缩机上设有压缩机入口和压缩机出口，所述透平出口连通所述压缩机入口，所述压缩机出口连通所述透平入口，所述透平机与所述压缩机之间设有真空隔离腔和冷却隔离腔；高温高压的超临界二氧化碳对所述透平机做功，驱动所述压缩机对超临界二氧化碳做功，当所述透平机输出功率大于所述压缩机消耗功率时，所述发电机对外输出功率。
[0006]有益效果：真空隔离腔降低通过阻隔透平与压缩机之间的热传递来减小热量与效率损失，由壳体传递的热量通过冷却隔离腔内介质回收实现冷热屏蔽目的，真空隔离腔与冷却隔离腔的配合实现高温透平与低温压缩机之间的温度屏蔽。
[0007]优选的，所述转子通过轴承组件支撑于所述电机外壳。
[0008]优选的，所述轴承组件包括末端径向轴承、推力轴承和前端径向轴承，所述前端径向轴承位于所述转子的一端，所述末端径向轴承和所述推力轴承位于所述转子的另一端，所述推力轴承位于所述末端径向轴承的内侧。
[0009]优选的，所述压缩机蜗壳和所述透平蜗壳之间设有梳齿密封。
[0010]优选的，所述冷却隔离腔内设有冷却水套，所述冷却隔离腔上设有与所述冷却水
套连通的冷却液出口和冷却液入口。
[0011]优选的，所述透平叶轮和所述压缩机叶轮通过双头螺纹固定在所述转子上。
[0012]优选的，所述电机外壳远离所述压缩机一端设有开口，所述开口处设有端盖。
附图说明
[0013]图1为本技术的结构示意图。
[0014]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0015]1、透平叶轮；2、真空隔离腔；3、冷却隔离腔；4、压缩机叶轮；5、冷却液入口；6、电机外壳；7、端盖；8、末端径向轴承；9、推力轴承；10、转子；11、定子；12、前端径向轴承；13、发电机腔室；14、压缩机腔室；15、压缩机蜗壳；16、梳齿密封；17、透平腔室；18、透平蜗壳；19、压缩机入口；20、压缩机出口；21、冷却液出口；22、透平入口；23、透平出口。
具体实施方式
[0016]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0017]实施例
[0018]如图1所示，本实施例提供一种自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组，包括：发电机以及设置在发电机一端的透平机、压缩机，所述发电机具有电机外壳6、转子10和定子11，所述透平机具有透平叶轮1和透平蜗壳18，所述压缩机具有压缩机叶轮4和压缩机蜗壳15，所述透平叶轮1和所述压缩机叶轮4固定安装在所述转子10的一端上，所述压缩机蜗壳15和所述透平蜗壳18分别与所述电机外壳6固定连接，所述压缩机蜗壳15和所述透平蜗壳18之间设有梳齿密封16，使整个系统与外界隔绝，保证系统内二氧化碳的纯净，同时避免系统的泄露损失，所述透平机上设有透平入口22和透平出口23，所述压缩机上设有压缩机入口19和压缩机出口20，所述透平出口23连通所述压缩机入口19，所述压缩机出口20连通所述透平入口22，所述透平机与所述压缩机之间设有真空隔离腔2和冷却隔离腔3；高温高压的超临界二氧化碳对所述透平机做功，驱动所述压缩机对超临界二氧化碳做功，当所述透平机输出功率大于所述压缩机消耗功率时，所述发电机对外输出功率。
[0019]本技术提出透平机、压缩机和发电机与梳齿密封同轴设置，取消传统的压缩机与透平分体布置，整机结构紧凑，且透平机、压缩机设置在发电机一端，减少密封件的数量，节约成本，持续将高温高压的超临界二氧化碳通过透平入口22进入，带动透平叶轮1转动，驱动压缩机叶轮4转动，超临界二氧化碳从透平出口23出来经过冷却器冷却后进入压缩机入口19，超临界二氧化碳从压缩机出口20加压出来后通过外置的加热器加热后再进入透平入口22内，在工作过程中，真空隔离腔2降低通过阻隔透平腔室17与压缩机腔室14之间的热传递来减小热量与效率损失，由壳体传递的热量通过冷却隔离腔3内介质回收实现冷热屏蔽目的，真空隔离腔2与冷却隔离腔3的配合实现高温透平机与低温压缩机之间的温度屏蔽。
[0020]优选的，所述转子10通过轴承组件支撑于所述电机外壳6，所述轴承组件包括末端径向轴承8、推力轴承9和前端径向轴承12，末端径向轴承8、推力轴承9和前端径向轴承12均设置在发电机腔室13内，所述前端径向轴承12位于所述转子10的一端，所述末端径向轴承8
和所述推力轴承9位于所述转子10的另一端，所述推力轴承9位于所述末端径向轴承8的内侧，支撑稳定。
[0021]优选的，所述冷却隔离腔3内设有冷却水套，所述冷却隔离腔3上设有与所述冷却水套连通的冷却液出口21和冷却液入口5，利用冷却液对壳体传递的热量进行换热，实现高温透平机与低温压缩机之间的温度屏蔽。
[0022]优选的，所述透平叶轮1和所述压缩机叶轮4通过双头螺纹固定在所述转子10上，固定效果好，便于组装和拆卸。
[0023]优选的，所述电机外壳6远离所述压缩机一端设有开口，所述开口处设有端盖7，具体可采用螺纹连接的方式进行连接。
[0024]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组，其特征在于，包括：发电机以及设置在发电机一端的透平机、压缩机，所述发电机具有电机外壳(6)、转子(10)和定子(11)，所述透平机具有透平叶轮(1)和透平蜗壳(18)，所述压缩机具有压缩机叶轮(4)和压缩机蜗壳(15)，所述透平叶轮(1)和所述压缩机叶轮(4)固定安装在所述转子(10)的一端上，所述压缩机蜗壳(15)和所述透平蜗壳(18)分别与所述电机外壳(6)固定连接，所述透平机上设有透平入口(22)和透平出口(23)，所述压缩机上设有压缩机入口(19)和压缩机出口(20)，所述透平出口(23)连通所述压缩机入口(19)，所述压缩机出口(20)连通所述透平入口(22)，所述透平机与所述压缩机之间设有真空隔离腔(2)和冷却隔离腔(3)；高温高压的超临界二氧化碳对所述透平机做功，驱动所述压缩机对超临界二氧化碳做功，当所述透平机输出功率大于所述压缩机消耗功率时，所述发电机对外输出功率。2.根据权利要求1所述的自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组，其特征在于，所述转子(10)通过轴承组件支撑于所述电机外壳(6)。3.根据权利要求2所述的自屏蔽超临界二氧化碳透平压缩发电机组...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：国科中子能青岛研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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