[实用新型]电热源超临界工质透平主轴冷却实验装置结构

说明书

本实用新型公开了电热源超临界工质透平主轴冷却实验装置结构，包括电加热腔室壳体、低温腔室壳体、低温腔室端部壳体、透平轮盘、主轴、轴端固定环、密封段及其固定环、若干静密封、电源正负极接口、低温腔室进出口、高温导热电阻、接线柱、导线、若干隔热垫片、和温度传感器，该装置通过在一个腔室内用热电阻加热轮盘模拟叶片轮盘实际工况时的热量输入，在另一个腔室内使冷却工质通过密封段和主轴的间隙模拟主轴冷却过程，通过对电源电压和冷却工质的进出口压差调节、密封段和主轴的间隙的选取可实现对超临界工质透平轮盘主轴两侧的真实流动状态的模拟，进而实现对超临界工质透平轮盘主轴各工况温度梯度的计算。

技术领域

本实用新型涉及一种电热源超临界工质透平主轴冷却实验装置结构。

背景技术

在新型中小功率等级的超临界二氧化碳布雷顿循环或Allam循环系统中，为了提高循环效率，在超临界工质透平轮盘工质温度一般在500至1300℃之间，且中小功率等级的超临界工质透平体积小，而主轴的轴端工作温度小于200℃，所以如果透平主轴冷气结构设计不合理，会导致透平主轴断裂并产生严重生产事故。故在中小功率等级的超临界工质透平的主轴的设计过程中，需要其设计方法进行冷却结构的实验验证，以确保主轴的轴端不超温、主轴不存在热应力集中的问题，进而确保中小功率等级的超临界工质透平的主轴设计方案安全可靠。尚无实验装置和技术可以对中小功率等级的超临界工质透平的主轴开展冷却实验。

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电热源超临界工质透平主轴冷却实验装置结构，通过设计透平轮盘主轴试验段、密封段、若干隔热段、静密封、高温导热电阻、冷却流体进出口、固定环及壳体，使电功率通过若干高温导热电阻转化的热功率加热轮盘，将轮盘加热至指定实验温度后，将冷却工质引入主轴所在的壳体腔室，使其通过密封段和主轴的间隙，冷却工质对主轴冷却后流出主轴所在的壳体腔室，并在流动过程中带走了主轴的表面热量，通过对电源输入功率的调节、冷却工质的进出口压差的调节、密封段和主轴的间隙的控制可实现对超临界工质透平轮盘主轴两侧的真实流动状态的模拟，进而实现对超临界工质透平轮盘主轴各工况温度梯度的计算。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：