[实用新型]采用干气密封的超临界二氧化碳叶轮机械工质置换装置

说明书

本实用新型公开了采用干气密封的超临界二氧化碳叶轮机械工质置换装置，该装置包括包括叶轮机械静子、主轴、干气密封、静叶、动叶、支撑轴承、进口段管道、进口段管道、出口段管道、抽吸管路、关断阀、真空泵、事故工况排空管路、高纯度二氧化碳气源、干气密封管路、主补气管路、调阀，通过控制该装置各管道上阀门的通断和真空泵的启停，实现超临界二氧化碳叶轮机械设备内的空气经过多次抽吸、充气、静置循环，最终被替换为高纯度的超临界二氧化碳工质，该实用新型可克服叶轮机械设备内死角空气不易置换的不利困难，可保证在工质置换过程中干气密封不受损坏，使超临界二氧化碳叶轮机械设备内工质纯度可达99.9％以上。

技术领域

本实用新型涉及超临界二氧化碳叶轮机械工质置换技术领域，具体涉及一种采用干气密封的超临界二氧化碳叶轮机械工质置换装置。

背景技术

超临界二氧化碳系统对二氧化碳纯度的要求较高，一般在99.9％以上，因此临界二氧化碳压缩机和超临界二氧化碳透平设备运行前，需要将设备内部的空气置换为高纯度二氧化碳，以防止超临界二氧化碳叶轮机械设备内的空气进入循环系统，降低系统中高纯度二氧化碳工质浓度。超临界二氧化碳系统中的最低压力应大于临界压力7.39MPa，所以超临界二氧化碳叶轮机械设备，包括超临界二氧化碳压缩机和超临界二氧化碳透平均正常工作内部压力至少在7.39MPa，为防止二氧化碳工质向外泄漏而使系统效率降低，最有效的措施是采用轴端干气密封技术，而干气密封有严格的使用规范，并需防止干气密封处于静态大负压逆流和进入杂质损坏。因此，在超临界二氧化碳叶轮机械设备在高纯度工质置换的过程中存在以下三个问题未得到解决：1、超临界二氧化碳叶轮机械设备内存在死角，气流进出设备时在死角处形成了旋涡，空气不易从死角内流出，不能有效的达到要求的工质纯度；2、超临界二氧化碳叶轮机械设备工质置换需要以在其基础上搭建什么样的工质置换装置；3、在超临界二氧化碳叶轮机械设备工质置换的过程中，如何保护干气密封使其性能不受影响。未见现有技术未提供上述问题的有效解决方案。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供采用轴端干气密封技术的超临界二氧化碳叶轮机械设备高纯度工质置换装置，通过在超临界二氧化碳叶轮机械设备的出口段或进口段管道上设置三通管路，其中一个出口作为事故工况排空管路，设置截止阀，另一个管路作为抽吸管路，设置截止阀，在抽吸管路出口设置真空泵。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：