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超临界二氧化碳轴流透平冷却系统耦合传热特性数值研究
引用本文:周东,霍文浩,刘红丹,唐国庆,王亚,文鑫,但光局.超临界二氧化碳轴流透平冷却系统耦合传热特性数值研究[J].热力发电,2023(6):146-156.
作者姓名:周东  霍文浩  刘红丹  唐国庆  王亚  文鑫  但光局
作者单位:1. 重庆江增船舶重工有限公司;2. 船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心;3. 船用涡轮增压器研发重庆市工业和信息化重点实验室
基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFB1501004-4)~~;
摘    要:针对某型超临界二氧化碳(S-CO2)轴流透平开展了冷却系统设计,通过抽取压缩机后管道中低温S-CO2对干气密封、转轴和壳体进行冷却,以保证干气密封工作温度低于200.0℃。采用耦合传热方法分析了该冷却系统的流动和传热特性,对比了不同冷却方案的干气密封、转轴与壳体等固体域的温度分布。结果表明:采用转轴冷却方案时转轴温度降幅达到220.3℃,干气密封最高温度为229.1℃;进一步引入温度更低流量更大的S-CO2对壳体进行冷却,能抑制透平进口处高温主流的加热作用,转轴温度降幅增加到244.1℃,干气密封最高温度下降到181.2℃,同时S-CO2轴流透平干气密封、壳体和转轴等被冷却部件温度梯度可控。该冷却系统为S-CO2轴流透平的安全可靠运行提供了解决方案。

关 键 词:超临界二氧化碳轴流透平  冷却系统  传热特性  温度分布
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