[实用新型]一种两级离心压缩装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源利用领域，具体涉及一种应用于热力发电领域中的超临界CO₂两级离心压缩装置。

背景技术

超临界CO₂循环具有设备紧凑、系统简单、无水处理、压缩功小、低阻传输、高效回热等优点，可以降低平准化电力成本8～15％，在光热发电、分布式能源系统以及大型火力发电领域都有广阔的应用前景。

超临界CO₂系统主要是由压缩机、加热器、涡轮机、回热器和预冷器等部件组成。其中超临界CO₂物性、换热规律研究，压缩机和涡轮机的设计制造，系统运行状态控制研究等关键技术具有很好的研究价值。目前，针对离心压缩机的设计研究都是朝着高速、高效、高压比的方向发展，有关超临界CO₂压缩机的研究主要集中在如何提高压缩机效率，降低能耗方面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种于热力发电领域中的超临界CO₂两级离心压缩装置，该装置能够实现对处于微超临界状态的CO₂气体的高效压缩。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现：

一种超临界CO₂两级离心压缩装置，包括两级叶轮，第一级叶轮包括叶轮Ⅰ、无叶扩压器Ⅰ、叶片扩压器Ⅰ和无叶扩压器Ⅱ，第二级叶轮包括叶轮Ⅱ、无叶扩压器Ⅲ、叶片扩压器Ⅱ和无叶扩压器Ⅳ；

此外，还包括位于叶轮Ⅰ前端的进口段，位于无叶扩压器Ⅳ末端的排气蜗壳，以及依次连接在两级叶轮之间的弯道Ⅰ、回流器和弯道Ⅱ。

本实用新型进一步的改进在于，叶轮Ⅰ是由轮盘Ⅰ、主叶片Ⅰ和分流叶片Ⅰ构成的半开式叶轮，叶轮Ⅱ是由轮盘Ⅱ、主叶片Ⅱ和分流叶片Ⅱ构成的半开式叶轮。

本实用新型进一步的改进在于，主叶片Ⅰ、主叶片Ⅱ、分流叶片Ⅰ和分流叶片Ⅱ的叶顶间隙均为叶尖半径的0.3％～0.5％。

本实用新型进一步的改进在于，主叶片Ⅰ、主叶片Ⅱ、分流叶片Ⅰ和分流叶片Ⅱ的稠度均在1.0～1.2，两个分流叶片前缘与叶轮进口间距均占叶轮流道流向总长的1/4～2/5。

本实用新型进一步的改进在于，叶轮Ⅰ和叶轮Ⅱ的主叶片进气攻角均为1°～3°，轮盘前缘和叶尖半径比均为0.3～0.35。

本实用新型进一步的改进在于，主叶片Ⅰ、主叶片Ⅱ、分流叶片Ⅰ和分流叶片Ⅱ均采用后弯式设计，后弯角在-35°～-45°之间，所有叶片采用钛合金制成，叶片最薄位置厚度大于等于1mm。

本实用新型进一步的改进在于，主叶片Ⅰ、主叶片Ⅱ、分流叶片Ⅰ和分流叶片Ⅱ前缘均为椭圆形状，椭圆纵横比在3～5之间。

本实用新型进一步的改进在于，无叶扩压器Ⅰ、叶片扩压器Ⅰ、无叶扩压器Ⅱ、无叶扩压器Ⅲ、叶片扩压器Ⅱ、无叶扩压器Ⅳ和回流器组成了扩压流道，叶片扩压器Ⅰ、回流器和叶片扩压器Ⅱ叶型采用NACA 6系列翼型。

本实用新型进一步的改进在于，排气蜗壳出口半径和蜗壳喉部半径之比为1.3～1.5。

本实用新型进一步的改进在于，弯道Ⅰ出口宽度和进口宽度之比为1～1.5；

回流器出口宽度和进口宽度之比为1～1.5；

弯道Ⅱ出口宽度和进口宽度之比为1～1.5。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种超临界CO₂两级离心压缩装置在具体操作时，离心压缩机叶轮处于高速旋转状态，且两级叶轮处于不同转速，将处于微超临界状态的CO₂从充装系统抽入压缩机进口段。无叶扩压器Ⅰ、叶片扩压器Ⅰ、无叶扩压器Ⅱ、无叶扩压器Ⅲ、叶片扩压器Ⅱ、无叶扩压器Ⅳ和回流器组成离心压缩机的扩压流道，超临界CO₂压力进一步提高。最后，超临界CO₂从排气蜗壳流出压缩机，进入换热器进行定压吸热，达到满足透平做功要求的气体参数。本实用新型所述离心压缩装置结构紧凑，系统简单，实用价值较高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-进口段，2-叶轮Ⅰ，3-叶轮Ⅱ，4-无叶扩压器Ⅰ，5-叶片扩压器Ⅰ，6-无叶扩压器Ⅱ，7-弯道Ⅰ，8-回流器，9-弯道Ⅱ，10-无叶扩压器Ⅲ，11-叶片扩压器Ⅱ，12-无叶扩压器Ⅳ，13-排气蜗壳；

201-主叶片Ⅰ，202-分流叶片Ⅰ，203-轮盘Ⅰ；

301-主叶片Ⅱ，302-分流叶片Ⅱ，303-轮盘Ⅱ。

具体实施方式