技术摘要：
本发明公开了双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封方法及装置，装置包括两道干气密封单元，第一干气密封单元靠近高压侧设置并且能够实现压气机和透平的轴端密封，第二干气密封单元靠近低压侧设置并且能够在第一干气密封单元失效时实现压气机和透平的轴端补充密封。  全部
背景技术：
超临界二氧化碳动力转换系统是一种革新性的动力转换技术概念，压气机和透平 是该系统的核心设备。 压气机和透平属于高转速涡轮设备，相对于传统的空气工质，超临界二氧化碳压 气机和透平需要解决高转速、高压下超临界二氧化碳的密封问题，密封效果的好坏直接影 响到系统的安全性和经济性。 传统的迷宫密封、机械密封等存在泄漏量大、无法实现高转速运行等问题，不适用 于大功率高转速超临界二氧化碳压气机和透平。干气密封可靠性相对较低，大功率压气机 和透平由于轴径较大，干气密封泄漏量仍然较大。目前还没有公开超临界二氧化碳压气机 和透平轴端高效可靠的密封技术。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种双干气密封的超临界二氧化碳涡轮 轴端密封方法及装置，可实现大功率高转速超临界二氧化碳压气机和透平轴端的高效可靠 密封。 本发明的一方面提供了双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置，所述轴 端密封装置包括两道干气密封单元，其中，第一干气密封单元靠近高压侧设置并且能够实 现压气机和透平的轴端密封，第二干气密封单元靠近低压侧设置并且能够在第一干气密封 单元失效时实现压气机和透平的轴端补充密封。 根据本发明双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置的一个实施例，所述 第一干气密封单元包括设置在压气机/透平转子与压气机/透平气缸之间且互相配合的第 一干气密封动环和第一干气密封静环；所述第二干气密封单元包括设置在压气机/透平转 子与压气机/透平气缸之间且互相配合的第二干气密封动环和第二干气密封静环。 根据本发明双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置的一个实施例，所述 第一干气密封静环或第二干气密封静环设置在压气机/透平气缸内壁上，所述第一干气密 封动环或第二干气密封动环设置在压气机/透平转子上。 根据本发明双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置的一个实施例，所述 第一干气密封单元与第二干气密封单元之间设置抽气增压单元，抽气增压单元将第一干气 密封泄漏的大部分二氧化碳增压后回收以降低两道干气密封的综合泄漏量。 根据本发明双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置的一个实施例，所述 抽气增压单元包括抽气口和增压泵，抽气口位于压气机/透平气缸内壁上并通过管线与增 压泵的进口连接，增压泵的出口与实验回路或二氧化碳存储设备连接。 3 CN 111577399 A 说　明　书 2/4 页 根据本发明双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置的一个实施例，所述 压气机/透平气缸上设置有干气密封注气口，通过干气密封注气口注入的超临界二氧化碳 能够在第一干气密封单元处形成干气密封气膜，由第一干气密封单元泄漏的少量超临界二 氧化碳能够在第二干气密封单元处也形成干气密封气膜。 根据本发明双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置的一个实施例，所述 压气机/透平气缸上的抽气口处还设置有干气密封泄漏检测点，所述干气密封泄漏检测点 上设置有压力传感器并用于检测第一干气密封单元的运行状态。 本发明的另一方面提供了一种双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封方法， 利用上述双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封装置进行压气机和透平的轴端密封。 本发明的再一方面提供了一种双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封方法， 采用两道干气密封进行压气机和透平的轴端密封 与常规方案相比，本发明提供了一种双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密封 技术，通过采用双重干气密封解决了一旦干气密封失效后超临界二氧化碳大量泄漏的问 题，提升了干气密封可靠性。此外，通过在第一干气密封和第二干气密封间设立抽气增压单 元，能够显著降低两道干气密封的综合泄漏量，解决了大功率压气机/透平干气密封泄漏较 大的问题，能够加快大功率高转速超临界二氧化碳压气机和透平设备研制。 附图说明 图1示出了根据本发明示例性实施例的双干气密封的超临界二氧化碳涡轮轴端密 封装置的结构示意图。 附图标记说明： 1-压气机/透平转子、2-第一干气密封动环、3-第一干气密封静环、4-第二干气密 封动环、5-第二干气密封静环、6-压气机/透平气缸、7-干气密封注气口、8-压力传感器、9- 抽气口、10-增压泵。