[发明专利]基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机

权利要求书

1.一种基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，包括：

转子部，包括：

透平；

主轴，一端与透平相连；以及

干气密封动部件，设置于主轴另一端上；

机壳部，环转子部外设置，包括：

蜗壳，设置于透平外围；

干气密封静部件，环干气密封动部件设置，其外固接密封机壳；

隔热机壳，设置于蜗壳和密封机壳之间，与干气密封动部件之间形成一第一环形间隙，与主轴之间形成一第二环形间隙，与透平之间形成一第三环形间隙；以及

冷却环套，环密封机壳表面设置，用于供二氧化碳传输并对密封机壳进行冷却，其相对位置设置有冷却环套入口，以及冷却环套出口，所述冷却环套入口用以从压缩机侧引入一定流量的高压低温的超临界二氧化碳，在冷却环套内部进行流动换热，冷却密封机壳后从冷却环套出口排出；以及

密封气通道，用于将从冷却环套出口排出后经密封器调控系统调整后的二氧化碳从密封气通道入口输入第一环形间隙，再流经第二环形间隙后流至第三环形间隙，实现转子部与机壳部的同时串联冷却。

2.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述密封气控制系统，包括：

储罐，与冷却环套出口相连，用于对排出的二氧化碳流体进行稳压；

调压模块，用于对二氧化碳流体进行调压，包括并联设置的三条流体管道，其中任意两条管道上分别设置节流降压装置和增压泵，每条流体管道上都分别设置有截止阀；

换热器，用于根据冷却要求对二氧化碳进行温度调整后经密封气通道入口流入膨胀机的第一环形间隙；以及

流量调节阀，用于调控密封气的流量。

3.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述透平包括：向心式叶轮或轴流式叶轮中任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述透平结构为单级结构或多级结构。

5.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述密封机壳和干气密封静部件通过螺栓紧固部件连接在一起。

6.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述冷却环套，设置于密封机壳表面。

7.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，密封器调控系统用于调节二氧化碳的压力、温度或流量中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，密封气通道将从冷却环套出口排出后的二氧化碳不进行流量和/或压力的调节直接从密封气通道入口输入第一环形间隙。

9.根据权利要求1所述的基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机，所述密封气控制系统，包括：

储罐，与冷却环套出口相连，用于对排出的二氧化碳流体进行稳压；以及

换热器，用于根据冷却要求对二氧化碳进行温度调整后经密封气通道入口流入膨胀机的第一环形间隙。