[发明专利]超临界工质涡轮机组壳体保温散热装置及方法

说明书

本发明公开了超临界工质涡轮机组壳体保温散热装置及方法，该装置包括分块式组合保温散热壳体、保温散热壳体进口管路和出口管路、肋片、涡轮本体、涡轮底座、主轴支座、连接边沿、涡轮本体进口和出口，该装置通过将分块可组装的带孔结构的保温壳体罩在具有进出口管路的涡轮机组本体的外侧，实现在正常工作状态对涡轮本体进行保温，同时，使保温壳体距离涡轮机组本体一定间隙，在紧急事故工况时，通过风机将送来的低温空气进入保温壳体与涡轮本体的间隙内，带走涡轮本体的热量，从而实现在紧急事故工况对涡轮机组本体进行快速散热。本发明具有造价低、可操作性高的优点。

技术领域

本发明涉及超临界工质涡轮机组壳体保温散热技术领域，具体涉及一种超临界工质涡轮机组壳体保温散热装置及方法。

背景技术

在超临界二氧化碳布雷顿循环或Allam循环系统中，设计工况的温度通常在600至1300℃之间，设计压力在20至32MPa之间。对于上述高设计参数的先进循环系统，涡轮机组能量密度极高，为保证涡轮机组设计寿命在20年以上，涡轮机组本体的壳体的设计厚度值比传统汽轮机组的厚度大，涡轮机组本体的蓄热量十分巨大，使涡轮机组在紧急停机过程中壳体的热量很难散去，如果壳体长时间热量不能散去，会损伤壳体中的干气密封静子件结构。同时,在涡轮设计工况需要对涡轮机组本体进行保温，可以降低系统的热量向环境的散失，提高系统运行工况热效率。这样就带来一个问题：如何实现超临界工质涡轮机组壳体在启动过程、设计工况和变工况过程、正常停机过程，对壳体进行保温，在事故工况紧急停机过程中加快壳体散热。目前，尚无技术方案既能对超临界工质涡轮机组壳体进行保温又能实现在紧急事故时促进壳体散热。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种超临界工质涡轮机组壳体保温散热装置及方法，通过设计分块可组装的带孔结构的保温壳体，罩在具有进出口管路的涡轮机组本体的外侧，可以实现在正常工作状态对涡轮本体进行保温，同时，使保温壳体距离涡轮机组本体一定间隙，在紧急事故工况时，通过风机将送来的低温空气进入保温壳体与涡轮本体的间隙内，带走涡轮本体的热量，从而实现在紧急事故工况对涡轮机组本体进行快速散热。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

超临界工质涡轮机组壳体保温散热装置，包括分块式组合保温散热壳体1，连通分块式组合保温散热壳体1内外的一个或多个保温散热壳体进口管路2以及一个或多个保温散热壳体出口管路3，设置在分块式组合保温散热壳体1内表面上的肋片4，设置在分块式组合保温散热壳体1内的涡轮本体5，支撑涡轮本体5两端的主轴支座7，固定主轴支座7的涡轮底座6，涡轮本体5上设置有涡轮本体进口9和涡轮本体出口10，分块式组合保温散热壳体1由多个保温散热壳体模块组成；分块式组合保温散热壳体1的模块之间以及分块式组合保温散热壳体1与主轴支座7和涡轮底座6之间通过连接边沿8连接。

所述分块式组合保温散热壳体1包括依次连接的右下板状保温散热壳体模块1A、右上圆弧状保温散热壳体模块1B、左部圆弧平板状保温散热壳体模块1C、圆弧梯形状保温散热壳体模块1D以及设置在四个保温散热壳体模块内表面的保温层1E，其中圆弧梯形状保温散热壳体模块1D由右下圆弧梯形状保温散热壳体模块1D-1和左下圆弧梯形状保温散热壳体模块1D-2组成；所述右下板状保温散热壳体模块1A、右上圆弧状保温散热壳体模块1B、左部圆弧平板状保温散热壳体模块1C、右下圆弧梯形状保温散热壳体模块1D-1和左下圆弧梯形状保温散热壳体模块1D-2连接后的外形与涡轮本体5的外形相适配。

所述连接边沿8包括支座连接边沿8A和模块连接边沿8B，分块式组合保温散热壳体1通过支座连接边沿8A与主轴支座7连接，分块式组合保温散热壳体1的模块之间、分块式组合保温散热壳体1的模块与涡轮底座6之间通过模块连接边沿8B连接固定。