[发明专利]超临界工质透平保温及外部冲击型内外复合冷却装置及其工作方法

说明书

本发明公开了超临界工质透平保温及外部冲击型内外复合冷却装置及其工作方法，该装置包括透平本体、主轴、主轴支座、支撑板、保温层、冲击壳体、冲击腔、冲击孔、外冷进排气管道、内冷和外冷进气风机、主流进排气管道、内冷进排气支路、阀门，可实现在非事故工况通过保温层对透平本体进行保温，在事故工况通过关闭主流进出管路的阀门，打开外冷进排气管道和内冷进排气支路的阀门，通过风机将一部分冷却空气送入冲击壳体对透平本体进行外部冲击冷却，将另一部分冷却空气送入透平本体的腔室从透平本体内侧进行冷却，实现从透平本体的内部和外部同时带走热量，本发明采用冲击冷却结构配合内部通风冷却，可使超临界工质透平本体事故工况的冷却时间更短。

技术领域

本发明涉及超临界工质透平机组壳体保温和冷却技术领域，具体涉及一种超临界工质透平保温及外部冲击型内外复合冷却装置及其工作方法。

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，透平机组能量密度极高，为保证透平机组设计寿命在20年以上，透平机组本体的壳体的设计厚度值比传统汽轮机组的厚度大，透平机组本体的蓄热量十分巨大，使透平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，不但会延长机组的检修时间，还会损伤壳体中的干气密封静子件结构，还增大了发生转子主轴高温弯曲变形的故障发生率。同时,在透平正常运行工况需要对透平机组本体进行保温，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透平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透平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透平保温及外部冲击型内外复合冷却装置及其工作方法，本发明采用冲击冷却结构配合内部通风冷却，可使超临界工质透平本体事故工况的冷却时间更短。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：