[实用新型]微小体积流量超临界工质半开式离心压缩装置

说明书

本实用新型公开了一种微小体积流量超临界工质半开式离心压缩装置，该装置包括中心对称局部进气半开式叶轮压缩机、电动机、主轴、主轴支座、推力轴承、干气密封、梳齿密封、压缩机壳体、静叶、动叶、半开式通流流道、非通流流道、干气储罐和干气密封管路，本实用新型采用呈中心对称通流流道的局部进气半开式叶轮对高压力等级的小体积流量的超临界工质进行压缩，具有叶高尺寸大、外泄漏流量极小、加工简单的优点，比局部进气闭式叶轮更易加工、成本更低，可在多个转速下对超临界工质进行高效压缩，可解决微小体积流量的高压力等级超临界工质压缩能效低、难实现的难题。

技术领域

本实用新型涉及超临界工质压缩技术领域，具体涉及一种微小体积流量超临界工质半开式离心压缩装置。

背景技术

在超临界二氧化碳布雷顿循环或Allam循环的试验系统中，设计压力在20至32MPa之间，系统能量密度高，压缩机设备体积小。对于上述高设计压力参数的先进循环试验系统，压缩机的进口参数多选在临界点附近，为降低试验成本，许多研究机构的设计工况超临界工质的体积流量往往较小，这样就使超临界工质压缩机的叶高过小，压缩效率低。现有技术仅能为设计参数在5MPa以下的微小体积流量气体工质压缩提供可行方案，即采用螺杆压缩形式，而对于设计参数大于10MPa的微小体积流量气体工质压缩形式，采用现有离心压缩机形式设计的离心压缩机的叶高过短，等熵压缩效率低。现有技术未提供高压力等级、成本低、高效的微小体积流量超临界工质压缩方案。

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一种微小体积流量超临界工质半开式离心压缩装置，可以实现将微小体积流量的高压力等级超临界工质进行高效压缩。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

微小体积流量超临界工质半开式离心压缩装置，包括推力轴承1、主轴2、第一主轴支座3-1、第二主轴支座3-2、电动机4、干气密封5、梳齿密封6、压缩机壳体7、静叶片8、通流流道出口9、动叶片10、半开式通流流道11、非通流流道12、压缩机转轮13、干气储罐14、干气密封管路15和中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16，其中从主轴2的一端开始，主轴2上依次布置了推力轴承1、第一主轴支座3-1、电动机4、第二主轴支座3-2和中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16；所述中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16由干气密封5、梳齿密封6、压缩机壳体7、静叶片8、动叶片10和压缩机转轮13构成，动叶片10安装在压缩机转轮13上，动叶片10和压缩机转轮13构成压缩机叶轮，动叶片10一侧的加工面或压缩机转轮13的侧面加工面、压缩机转轮13的底部加工面以及另一相邻动叶片10一侧的加工面或压缩机转轮13的侧面加工面构成了扩张型的“U”字型的半开式通流流道11，压缩机转轮13上未加工部分为非通流流道12，在半开式通流流道11的末端为通流流道出口9，静叶片8安装于通流流道出口9整周径向方向外侧的压缩机壳体7上；干气储罐14通过干气密封管路15与干气密封5相连，干气密封5、梳齿密封6和中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16的动叶片10所在叶轮依次位于主轴2上，且干气密封5靠近第二主轴支座3-2。

所述中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16的半开式通流流道11的数量为大于或等于2的偶数，位置相对的两个半开式通流流道11是以主轴中心线为中心线的空间中心对称结构。

所述中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16的进气方式为轴向进气，径向出气。

所述电动机4具有2个或多个磁极对数，能够在1个或多个转速下工作。

所述中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16采用一段或多段梳齿密封6内泄漏控制形式，且至少一段梳齿密封6布置于主轴2上，其余梳齿密封6选择布置在中心对称局部进气半开式叶轮压缩机16的压缩机叶轮与压缩机壳体7之间的任一间隙处。