[发明专利]一种紧凑型高温燃料裂解气发电涡轮密封冷却结构

权利要求书

1.一种紧凑型高温燃料裂解气发电涡轮密封冷却结构，其特征在于：包括电机外壳(5)、涡轮转轴(4)、前端盖(32)、冷却隔热腔(6)、轴向密封、交错迷宫密封和电机冷却系统；

所述的冷却隔热腔(6)的后端与电机外壳(5)固定连接，前端与前端盖(32)固定连接，在冷却隔热腔(6)的中心外侧设有导流环(33)，冷却隔热腔(6)与前端盖(32)及导流环(33)之间形成工质进气空间，在电机外壳(5)内部安装有定子(11)，所述定子(11)和转子(12)配合，在导流环(33)内部安装叶轮(7)，涡轮转轴(4)依次穿过转子(12)、冷却隔热腔(6)的中心孔与叶轮(7)连接，所述的轴向密封设置在冷却隔热腔(6)的中心孔处，在叶轮(7)背部设有第一梳齿密封(9)，在冷却隔热腔(6)的前端与涡轮转轴(4)配合处设有第二梳齿密封(18)，所述的第一梳齿密封(9)和第二梳齿密封(18)形成交错迷宫密封；

在所述的冷却隔热腔(6)径向开设有相互垂直的冷却隔热腔腔室低温燃油入口(20)和冷却隔热腔腔室低温燃油出口(21)，在冷却隔热腔(6)的径向还开设相互垂直的第一电涡流传感器安装孔(8)和第二电涡流传感器安装孔(22)，两个电涡流传感器安装孔延伸至涡轮转轴(4)处，在冷却隔热腔(6)的边缘设有径向的密封气入口(23)，所述密封气入口(23)与轴向密封相连通，所述的轴向密封为耐高温碳纤维密封装置(10)，所述的耐高温碳纤维密封装置(10)用于防止燃料的高温裂解气通过涡轮转轴(4)与密封装置之间的间隙进入轴承(3)以及电机；

所述的冷却隔热腔(6)内部开设有冷却流道，所述的冷却流道与冷却隔热腔腔室低温燃油入口(20)和冷却隔热腔腔室低温燃油出口(21)连通；低温燃油经冷却隔热腔腔室低温燃油入口(20)进入冷却流道并布满冷却流道后由冷却隔热腔腔室低温燃油出口(21)排出对轴承(3)与电机进行隔热；

所述涡轮转轴(4)由两个轴承(3)支撑，且每个轴承(3)安装在一轴承座(35)内，两个轴承座(35)位于电机外壳(5)的两端，所述的电机冷却系统开设在电机外壳和两个轴承座上，所述的电机冷却系统用于电机冷却和轴承(3)润滑冷却。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型高温燃料裂解气发电涡轮密封冷却结构，其特征在于：所述冷却流道包括圆周均布的四个扇环形流道，每个扇环形流道包括对应布置且相互连通的内隔热扇环形空腔和外隔热扇环形空腔，四个扇环形流道的四个外隔热扇环形空腔位于同一平面布置，四个内隔热扇环形空腔位于同一平面布置，且四个内隔热扇环形空腔的所在底平面低于四个外隔热扇环形空腔的底平面，四个内隔热扇环形空腔靠近冷却隔热腔(6)的中心孔布置；

四个外隔热扇环形空腔分别为隔热空腔a、隔热空腔b、隔热空腔c和隔热空腔d，四个外隔热扇环形空腔分别为隔热空腔e、隔热空腔f、隔热空腔g和隔热空腔h；

低温燃油通过冷却隔热腔腔室低温燃油入口(20)由径向进入隔热空腔a，隔热空腔a充满后进入隔热空腔e，此时为轴向向涡轮前端流动，通过第二电涡流传感器安装孔(22)前端的通道由隔热空腔e沿周向进入隔热空腔f，隔热空腔f充满后沿轴向向涡轮后端流动进入隔热空腔b，由隔热空腔b沿外侧流道进入隔热空腔c，在隔热空腔c充满后进入隔热空腔g，通过隔热空腔g与隔热空腔h之间的通道进入隔热空腔h，在隔热空腔h充满后沿轴向向涡轮后端流动进入隔热空腔d，最终由冷却隔热腔腔室低温燃油出口(21)排出。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型高温燃料裂解气发电涡轮密封冷却结构，其特征在于：所述耐高温碳纤维密封装置(10)包括密封体(27)和多组耐高温碳纤维密封环(26)，所述密封体(27)自冷却隔热腔(6)的中心孔的后端插入并通过若干轴向固定螺栓连接，在密封体(27)和冷却隔热腔(6)的中心孔内壁之间设有若干组含有弹簧的石墨密封组件(25)，在密封体(27)内部开设有容纳多组耐高温碳纤维密封环(26)的环形槽，在相邻两组耐高温碳纤维密封环(26)之间设有可轴向压缩弹簧组件(28)，在位于最后端组耐高温碳纤维密封环(26)的最外侧通过卡簧组件(29)定位。