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超临界二氧化碳轴流透平冷却系统流量和温度的影响研究
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作者 唐国庆 但光局 +2 位作者 霍文浩 孙冬婷 文俊 《风机技术》 2024年第5期39-47,共9页
超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SCO_(2))轴流透平引入外部低温SCO_(2)作为冷却系统冷却气,对干气密封和转子系统进行冷却,确保干气密封运行温度在200℃以内。针对某小功率SCO_(2)轴流透平冷却系统建立了包括冷却流体域... 超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SCO_(2))轴流透平引入外部低温SCO_(2)作为冷却系统冷却气,对干气密封和转子系统进行冷却,确保干气密封运行温度在200℃以内。针对某小功率SCO_(2)轴流透平冷却系统建立了包括冷却流体域、主流流体域和固体域耦合的整机计算模型,对比分析了不同冷却气流量和温度对干气密封和转子系统的冷却效果和透平效率的影响,在此基础上开展了耦合温度场和压力场的透平整机强度计算。结果表明:引入外部低温SCO_(2)能有效冷却干气密封在内的整个转子系统;随着冷却气流量的增加,透平效率和转子系统温度逐渐降低,冷却气流量越小,相同冷却气流量变化引起的效率和温度的变化越大;随着冷却气温度的增加,透平效率基本不变,转子系统温度成线性增加。当冷却气温度为120℃,流量为0.04kg/s时,透平转子系统冷却效果可满足要求,此时干气密封工作温度为194℃。强度评估结果表明:透平整机转子部件最大等效应力536MPa,位于涡轮叶片根部,各零部件应力均小于材料屈服强度,安全裕度最小为1.57,满足长期安全可靠运行需求。 展开更多
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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