[发明专利]超临界二氧化碳气缸冷却结构及超临界二氧化碳气缸

说明书

本发明公开了一种超临界二氧化碳气缸冷却结构及超临界二氧化碳气缸。超临界二氧化碳气缸冷却结构包括：外缸体；转子，转动设于外缸体上；干气密封件，设于外缸体的两端，用于在外缸体的两端形成干气密封，干气密封件上设置有第一进气结构，以使冷却气体从外缸体的外部经过第一进气结构向外缸体的内部流动；端部气封件，设于外缸体与转子之间，且设于外缸体两端位于干气密封件的内侧处，端部气封件上设置有第二进气结构，以使从第一进气结构流入的冷却气体经过第二进气结构流入外缸体的内部。该发明提供一种能降低气缸的运行温度，为超临界二氧化碳透平干气密封运行提供保护的超临界二氧化碳气缸冷却结构。

技术领域

本发明涉及透平气缸技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳气缸冷却结构及超临界二氧化碳气缸。

背景技术

超临界二氧化碳动力转换技术具有系统简化、效率高、体积小、易于实现模块建设等技术优势，超临界二氧化碳透平气缸是该系统的核心设备之一，该透平与常规蒸汽轮机的明显区别在于透平运行工质为高温高压二氧化碳，且出口压力高。

超临界二氧化碳透平气缸的轴端密封采用干气密封，由于现阶段已有的干气密封主要针对中低温应用场景，干气密封的密封圈通常为橡胶材质，无法满足温度120℃以上工况的要求。干气密封的密封圈若承受较高的温度，将导致干气密封损坏，因此，降低超临界二氧化碳透平干气密封的温度至关重要。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超临界二氧化碳气缸冷却结构及超临界二氧化碳气缸，以解决现有技术中超临界二氧化碳气缸中干气密封的密封圈温度较高，导致干气密封损坏的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种超临界二氧化碳气缸冷却结构，包括：

外缸体；

转子，转动设于所述外缸体上；

干气密封件，设于所述外缸体的两端，用于在所述外缸体的两端形成干气密封，所述干气密封件上设置有第一进气结构，以使冷却气体从所述外缸体的外部经过所述第一进气结构向所述外缸体的内部流动；

端部气封件，设于所述外缸体与所述转子之间，且设于所述外缸体两端位于所述干气密封件的内侧处，所述端部气封件上设置有第二进气结构，以使从所述第一进气结构流入的冷却气体经过所述第二进气结构流入所述外缸体的内部。

作为上述超临界二氧化碳气缸冷却结构的一种可选方案，所述第一进气结构为设于所述干气密封件与所述外缸体之间的间隙，或

所述第一进气结构为设于所述干气密封件上的进气孔。

作为上述超临界二氧化碳气缸冷却结构的一种可选方案，所述第二进气结构为设于所述端部气封件与所述外缸体之间的间隙。

作为上述超临界二氧化碳气缸冷却结构的一种可选方案，所述端部气封件与所述外缸体均包括上下两半，所述端部气封件的下半部分通过悬挂销和螺栓固定在所述外缸体的下半部分上，所述端部气封件的上半部分通过螺栓与所述端部气封件的下半部分固定连接，所述外缸体的上板部分通过螺栓与所述外缸体的下半部分连接。

作为上述超临界二氧化碳气缸冷却结构的一种可选方案，所述第二进气结构包括设于所述端部气封件上的进气孔。

作为上述超临界二氧化碳气缸冷却结构的一种可选方案，所述外缸体的两端均设有直径小于中间主体部分直径的轴段部分，所述干气密封件及所述端部气封件设于所述轴段部分；

所述轴段部分的长度为150-250mm；

所述端部气封件与所述外缸体之间的间隙为8-35mm；

所述冷却气体的流量为0.2-0.45kg/s。