一种超临界二氧化碳压气机设计方法技术

技术编号:42460168 阅读:29 留言:0更新日期:2024-08-21 12:49
本发明专利技术提出一种超临界二氧化碳压气机设计方法,涉及叶轮机机械技术领域,该超临界二氧化碳压气机设计方法包括:基于流体相似理论获得超临界二氧化碳压气机性能曲线;基于压气机性能曲线进行超临界二氧化碳压气机的偏工况性能修正;基于温度与压力的对应关系控制超临界二氧化碳压气机的干气密封温度;在超临界二氧化碳压气机其齿轮箱中的高速轴齿轮和低速轴齿轮之间设置流体动压间隙,通过所述流体动压间隙调节齿轮箱推力。本发明专利技术提出的超临界二氧化碳压气机设计方法能够有效满足超临界二氧化碳压气机小体积、高转速的设计要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及叶轮机机械,特别涉及一种超临界二氧化碳压气机设计方法


技术介绍

1、超临界二氧化碳热力循环发电技术是一种利用超临界二氧化碳工质的物性特点,基于布雷顿循环原理,通过工质物性、循环过程和设备创新综合匹配形成的新型共性动力技术方案;其有望在核能、光热、燃气电厂、余热、生物质发电等领域快速推广应用,带来上述领域内的技术和产业变革,同时带动能源领域装备制造业发展。

2、压气机作为超临界二氧化碳动力转换系统的核心设备,承担为动力转换系统提供循环动力的功能。超临界二氧化碳压气机进口工质具有高密度的特性,能够有效的降低压气机功耗从而提高动力转换系统循环效率,是广大科研院所从事超临界二氧化碳涡轮设备设计的工作重点之一。超临界二氧化碳高密度的属性使得压气机设计具有小体积、高转速的设计特点,进而使得压气机设计提出了以下挑战:

3、超临界二氧化碳压气机入口温度通常十分接近临界点(7.38mpa、31.1℃)时,但临界点附近二氧化碳物性急剧变化从而导致物性插值大、压气机气蚀/空化裕量不够进而使得压气机设计困难。

>4、实际运行工况条本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述超临界二氧化碳压气机设计方法包括:

2.如权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,基于流体相似理论获得超临界二氧化碳压气机性能曲线,包括:

3.如权利要求2所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述超临界二氧化碳的性能指标包括压比、质量流量和等熵效率。

4.如权利要求3所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,根据流体相似理论将所述理想工质压气机的性能曲线缩放回超临界二氧化碳压气机性能曲线,包括:

5.如权利要求2所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特...

【技术特征摘要】

1.一种超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述超临界二氧化碳压气机设计方法包括:

2.如权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,基于流体相似理论获得超临界二氧化碳压气机性能曲线,包括:

3.如权利要求2所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述超临界二氧化碳的性能指标包括压比、质量流量和等熵效率。

4.如权利要求3所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,根据流体相似理论将所述理想工质压气机的性能曲线缩放回超临界二氧化碳压气机性能曲线,包括:

5.如权利要求2所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述流体相似理论包括雷诺数相似、普朗特数相似、几何相似和近似经验关系式。

6.如权利要求5所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述普朗特数相似要求所述超临界二氧化碳压气机的等熵压头系数和比转速相等。

7.如权利要求5所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述几何相似由流量系数、体积流量和转速相等进行保证。

8.如权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,基于压气机性能曲线进行超临界二氧化碳压气机的偏工况性能修正,包括:

9.如权利要求8所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述性能曲线图至少包括总静压比性能曲线图和总静等熵效率性能曲线图。

10.如权利要求9所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,利用相同进口流速下焓升不变的原则进行对总静压比性能曲线图进行修正得到偏工况下的总静压比性能曲线图。

11.如权利要求10所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,在设计工况下的总静压比性能曲线图上根据同等转速下进口流速保持不变的原则确立喘振线和堵塞线。

12.如权利要求9所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,根据总静等熵效率整体修正系数对总静等熵效率性能曲线图进行整体修正以获得偏工况下的总静等熵效率性能曲线图。

13.如权利要求12所述的超临界二氧化碳压气机设计方法,其特征在于,所述总静等熵效率整体修正系数的计算方法包括:

14.如权利要求13所述的超临界...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄彦平陈尧兴叶绿马乐刘秀婷宫厚军卓文彬蒋宇覃铋潭张利琴
申请(专利权)人:中国核动力研究设计院
类型:发明
国别省市:

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