[实用新型]一种兆瓦级超临界二氧化碳向心透平密封结构

说明书

一种兆瓦级超临界二氧化碳向心透平密封结构，涉及透平密封技术领域，具体包括密封静子和密封转子，其特征在于，所述密封静子和密封转子零间隙密封连接，所述密封静子和密封转子构成阶梯迷宫式密封；本实用新型密封的性能良好，泄漏量小于总流量的2％；通过减小轮背处的承压面积平衡一部分叶轮的轴向推力，降低轴向推力，便于轴承选型与设计；并且便于加工，可实现与轴承的兼容性。

技术领域

本实用新型涉及透平密封技术领域，尤其涉及一种兆瓦级超临界二氧化碳向心透平密封结构。

背景技术

超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术具有良好的发展潜力，在核能发电、船舶动力系统、工业废热发电等领域均具有广阔的应用前景。超临界二氧化碳向心透平是影响超临界二氧化碳布雷顿循环机组的核心部件，是目前国内外都在竞相研发的新型动力装置，其内部工质二氧化碳往往在高温高压条件下工作，对轴端密封的性能提出了很高的要求；同时，兆瓦级超临界二氧化碳向心透平的进出口工质具有很大的压力差，泄露流体以较高的压力作用于叶轮轮背侧，与叶轮出口侧压力的巨大压力差，产生很大的轴向推力，对轴承的设计造成较大的困难。因此，性能良好、设计合理的密封结构对超临界二氧化碳向心透平的整体性能至关重要，研发设计一种用于兆瓦级超临界二氧化碳向心透平的密封结构已成为急待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供了一种兆瓦级超临界二氧化碳向心透平密封结构。本实用新型密封的性能良好，泄漏量小于总流量的2％；通过减小轮背处的承压面积平衡一部分叶轮的轴向推力，降低轴向推力，便于轴承选型与设计；并且便于加工，可实现与轴承的兼容性。

本实用新型的技术方案：

一种兆瓦级超临界二氧化碳向心透平密封结构，包括密封静子和密封转子，其特征在于，所述密封静子和密封转子零间隙密封连接，所述密封静子和密封转子构成阶梯迷宫式密封；所述阶梯迷宫式密封的各封腔中点连线M与叶轮轴线S所形成的夹角为锥角为β，且5°<β<30°；

所述阶梯迷宫式密封的密封齿数为8～12。

进一步的，所述密封转子气流入口处与叶轮轴线的距离为H；叶轮外径为L；且H/L<0.3。

进一步的，所述密封静子为耐高温石墨密封静子。

进一步的，所述密封转子在叶轮上车出，密封转子与叶轮形成一体化结构。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型密封静子和密封转子的交界处采用零间隙、可磨损的结构形式，使密封中的泄露面积最小化，可有效降低密封泄漏量，密封的泄漏量小于总流量的2％。可实现与轴承的兼容性。密封块部分质量较轻，便于转子动力学设计。通过采用具有一定锥度的一体式密封叶轮结构，减小了轮背处的承压面积，降低高压超临界二氧化碳作用在轮背处的压力，起到平衡叶轮轴向推力的作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的局部放大图；。

图中1-叶轮；2-密封转子；3-密封静子。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。