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申请/专利权人：重庆江增船舶重工有限公司

摘要：本发明公开了一种应用于超临界二氧化碳透平的冷却结构、方法，其用于对二氧化碳透平内部的温度敏感部件进行冷却，控制透平内部的温度场分布，并实现透平内部推力自平衡及控制策略简单的特点。该目的按照如下方法实现：通过冷却气进口引入冷态冷却介质，经过透平高压侧的引气壳体及引气壳体支撑块，通过高压侧冷却通道对轴进行冷却，将由第一级动叶与第二级动叶通过轴传递的大量热量带走，使高压端干气密封安装处的温度低于200℃，同时通过回流通道进入低压段的推力平衡腔，平衡轴系推力，同时进入低压侧冷却通道，冷却轴系，保证低压侧的干气密封安装处的温度低于200℃。

主权项：1.一种应用于超临界二氧化碳透平的冷却结构，其特征在于：包括外壳体、轴，所述外壳体沿轴向设有阶梯型的内腔，外壳体内腔大径段中设有内壳体，外壳体内腔大径段的口部设置引气壳体，外壳体内腔小径段的口部设置再引气壳体，所述轴穿过外壳体、内壳体、引气壳体、再引气壳体；所述外壳体、内壳体上沿径向设有超临界二氧化碳的进口，超临界二氧化碳的进口与引气壳体相邻，所述外壳体上还设有超临界二氧化碳的出口，超临界二氧化碳的出口位于内壳体、再引气壳体之间，内壳体对应超临界二氧化碳的进口、超临界二氧化碳的出口之间的部位与轴之间设置涡轮机构；所述引气壳体、再引气壳体的内侧端沿轴心线方向设有凹槽，引气壳体的凹槽内设置冷却进气挡板，冷却进气挡板与轴之间设置高压侧碳环密封，内壳体对应超临界二氧化碳的进口、引气壳体之间的部位与轴之间设置高压侧梳齿密封，所述轴上设有直径增大的轴向推力平衡段，轴向推力平衡段的高压侧推力面、低压侧推力面沿轴向的投影面积相等，所述涡轮机构设置在轴向推力平衡段上，所述外壳体内腔小径段、轴向推力平衡段之间设置低压侧碳环密封；所述引气壳体上沿轴向设有冷却气进口，冷却进气挡板与引气壳体凹槽的槽底之间形成高压侧冷却通道，所述高压侧冷却通道的一端连通冷却气进口，高压侧冷却通道的另一端连接引气壳体上径向设置的第一回流通道，所述再引气壳体上设有第二回流通道，第一回流通道、第二回流通道通过连接通道连通，轴向推力平衡段的低压侧推力面与再引气壳体的环形台阶之间形成低压侧轴向推力平衡腔，所述第二回流通道通过冷却腔与低压侧轴向推力平衡腔连通，所述低压侧碳环密封与轴向推力平衡段之间形成低压侧冷却通道，轴向推力平衡段上套有锥形件，锥形件上设置径向孔来连通低压侧冷却通道与超临界二氧化碳的出口；所述引气壳体、再引气壳体呈T型，引气壳体、再引气壳体的小端周面、台阶面与外壳体配合，引气壳体、再引气壳体的大端通过螺纹紧固件固定在外壳体上；所述引气壳体、再引气壳体与外壳体配合的面上，以及外壳体、内壳体配合的面上，均设有空腔，用于减少换热；所述再引气壳体的小端周面与外壳体之间留有隔热间隙，再引气壳体的小端周面上设有凸起的间断式配合面与外壳体配合定位。

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