CN113074025A - 超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提出一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，包括：转子，沿转子轴向方向的表面对称开设有微型槽道，微型槽道内均布有多个测温点；旋转冷却装置，两端具有开口，转子穿设在旋转冷却装置中与旋转冷却装置形成冷却腔；旋转冷却装置上沿周向分别设有供超临界二氧化碳进入和排出的接口；电磁加热装置，与旋转冷却装置的一端可拆卸连接，电磁加热装置的内表面设有加热腔，转子的头端靠近加热腔；密封和测温装置，与多个测温点电性连接；密封和测温装置的一端与旋转冷却装置的另一端可拆卸连接，另一端与转子的尾端配合以形成静密封。

Description

超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统
技术领域
本公开涉及超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术领域，尤指一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统。
背景技术
超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环发电技术以SCO2为工质，具有优良的环境友好性和较高的能源利用率。高温透平是SCO2布雷顿循环发电系统的能量转换装置，高温透平的性能直接影响系统循环效率。对于高温透平，高速旋转时的高压动密封是直接影响透平效率的瓶颈。
相关技术中，SCO2涡轮轴间冷却试验系统均采用干气密封作为SCO2透平的轴端动密封，然而，由于干气密封耐温性能差，与高温透平结合容易因热量积累而超温，导致设备损坏，因此，需要在高温透平和密封之间进行高效冷却，迅速带走热量。
但是，目前尚没有可借鉴的试验系统用以研究SCO2高温透平冷却技术。因此，需要针对SCO2高温透平的冷却结构，设计适用的冷却试验系统，以验证冷却效果并研究冷却特性。
发明内容
有鉴于此，本公开提供了一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，包括：转子，沿转子轴向方向的表面对称开设有微型槽道，微型槽道内均布有多个测温点；旋转冷却装置，两端具有开口，转子穿设在旋转冷却装置中与旋转冷却装置形成冷却腔；旋转冷却装置上沿周向分别设有供超临界二氧化碳进入和排出的接口；电磁加热装置，与旋转冷却装置的一端可拆卸连接，电磁加热装置的内表面设有加热腔，转子的头端靠近加热腔；密封和测温装置，与多个测温点电性连接；密封和测温装置的一端与旋转冷却装置的另一端可拆卸连接，另一端与转子的尾端配合以形成静密封。
优选地，旋转冷却装置包括冷却内环和嵌套在冷却内环上的冷却外环，冷却外环的两端分别与电磁加热装置、密封和测温装置可拆卸连接，转子穿设在旋转冷却装置中与冷却内环围成冷却腔；冷却外环上沿周向设有多个进气口和排气口，以形成旋转冷却装置的对外接口；冷却内环的内表面设有进气腔和排气腔，在冷却内环的进气腔和排气腔的周向上均布有多个气孔，以形成冷却腔的入口和出口，冷却腔的入口和出口分别与冷却外环的进气口和排气口连通。
优选地，冷却外环中设置有分流槽道，分流槽道一端与冷却腔的入口连通，另一端与冷却外环的进气口连通。
优选地，密封和测温装置包括轴承座、滑环和磁性联轴器，其中：轴承座的两端分别与旋转冷却装置的另一端以及磁性联轴器可拆卸连接，磁性联轴器与转子的尾端配合以形成静密封；滑环安装在轴承座的前后轴承之间，并装设在转子上，与多个测温点电性连接。
优选地，轴承座中开设有多个冷却通道。
优选地，超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统还包括超临界二氧化碳供气循环装置，分别与旋转冷却装置上供超临界二氧化碳进入和排出的接口连接，以实现超临界二氧化碳循环流过冷却腔并对转子进行冷却。
优选地，超临界二氧化碳供气循环装置包括超临界二氧化碳供应装置、电动增压泵、电加热器、切换阀、止回阀、水冷却器、进入管路、排出管路和旁路管路；其中：在进入管路上，沿超临界二氧化碳前进的方向依次串接有电动增压泵、电加热器和切换阀；在排出管路上，沿超临界二氧化碳前进的方向依次串接有止回阀、水冷却器；其中，旋转冷却装置上供超临界二氧化碳进入和排出的接口分别与切换阀的输出端和止回阀的输入端连通；旁路管路分别与切换阀的输出端和止回阀的输入端连通。
优选地，超临界二氧化碳供气循环装置还包括调节阀，设置于电动增压泵和电加热器之间。
优选地，超临界二氧化碳供气循环装置还包括储罐，设置于水冷却器和超临界二氧化碳供应装置之间，其中，储罐与第一放空阀连通。
优选地，超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统还包括第二放空阀，第二放空阀与旋转冷却装置连通。
本公开提供了一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，至少具有以下有益效果：
1、本公开通过设计滑环和微型槽道等结构，不仅可以灵活布置测温点位置，而且提高了测温精度。
2、本公开中的旋转冷却装置可拆卸装设于转子上，便于制造装配和安装转子。旋转冷却装置包括冷却内环和可拆卸嵌套在冷却内环上的冷却外环，便于灵活地更换内环而改变试验通道的尺寸，实现多种不同几何参数通道的试验实施。
3、本公开通过隔离板的隔离作用将轴端动密封转换为静密封，使得旋转冷却系统完全封闭，从而达到零泄露的稳定运行。
4、本公开提供了利用电磁感应原理加热转子的方法，加热速度快，热边界稳定。另外，可以根据需要灵活选择电磁线圈，以用不同的加热需求。
5、本公开采用自润滑陶瓷轴承，能够在高压环境下满足支撑要求，避免了复杂的油路设计和润滑油系统。
6、本公开在轴承座下部开设多路水通道冷却轴承，避免轴承损坏，延长了试验系统的使用寿命。
7、本公开将测温装置、密封装置和轴承座相耦合，节省空间，使得试验系统结构更紧凑。
附图说明
图1示意性示出了本公开实施例的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统结构的剖视图；
图2示出了本公开实施例中转子和滑环的配合结构示意图。
附图标记说明
11-密封外壳 111-螺钉 12-电磁线圈
13-引线密封 14-加热腔 20-转子
201-微型槽道 202-键槽 31-冷却内环
311-进气腔 312-排气腔 313-冷却腔
32-冷却外环 321-进气口 322-分流槽道
323-排气口 41-轴承座 411-冷却通道
412-自润滑陶瓷轴承 42-盖板 43-滑环
431-滑环定子 432-滑环转子 50-磁性联轴器
51-外磁体 52-隔离板 53-内磁体
61-超临界二氧化碳供应装置 62-电动增压泵
63-调节阀 64-电加热器 65-切换阀
66-止回阀 67-水冷却器 68-储罐
611-进入管路 612-排出管路 613-旁路管路
70-驱动装置 71-安装座
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本公开。
另外，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本公开中超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统的特征和性能等作进一步的详细描述。
图1示出了本公开实施例中的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统结构示意图。
如图1所示，本实施例中提供了一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，该超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统包括：电磁加热装置、转子20、旋转冷却装置、密封和测温装置、驱动装置和超临界二氧化碳供气循环装置。其中，电磁加热装置、旋转冷却装置、密封和测温装置、驱动转置等结构形成一个封闭的实验主体，旋转冷却装置上设有与超临界二氧化碳供气循环装置相连接的超临界二氧化碳进入和排出的接口。
电磁加热装置包括密封外壳11、电磁线圈12。密封外壳11与旋转冷却装置的一端可拆卸连接，密封外壳11的内表面设有加热腔14，转子20的头端靠近该加热腔体14。电磁线圈12通过引线密封13装设于该加热腔14内，用以加热转子20至预设温度(即试验温度)，其中，该预设温度可以根据试验需要进行设定，在此不做限定。在本实施例中，通过非接触的电磁加热方式，使靠近电磁线圈12的转子20受热表面内产生电磁涡流，从而自发热，实现转子20头端受热面快速加热，并提供稳定的实验热边界条件。另外，电磁加热可通过功率无级调节的方式以提供多种不同的转子受热面温度，这样可以适应于不同试验温度需求。
旋转冷却装置是进行超临界二氧化碳旋转冷却试验的核心装置，其包括冷却内环31和冷却外环32，其中，冷却内环31通过螺纹(图中未示出)安装嵌套在冷却外环内。冷却内环31和冷却外环32的两端具有供转子20伸入其中的开口，转子20穿设在旋转冷却装置中时与冷却内环31形成冷却腔313。如图1所示，冷却外环32的左端与电磁加热装置的密封外壳11例如通过螺钉111连接，冷却外环32的右端例如可以通过法兰与密封和测温装置中的轴承座41连接，各结构之间例如可以通过螺纹连接，也可以通过端面齿和拉杆结合的方式，或者花键和拉杆、销钉等方式连接，具体连接方式根据实验要求灵活选择，在此不做限定。
在本实施例中，旋转冷却装置的冷却内、外环采用可拆卸嵌套设计，不仅便于制造装配和安装转子，还便于灵活地更换内环而改变试验通道的尺寸，实现多种不同几何参数通道的试验实施。
根据本公开实施例，冷却外环32上沿周向分别设有多个进气口321和排气口323，分别与超临界二氧化碳供气循环装置相连接，以供超临界二氧化碳进入和排出。为了便于制造以及考虑到冷却气体流量等因素，优选地，本实施例中，冷却外环32上沿周向对称分别设有两个进气口321和排气口323。
冷却内环31的内表面设有进气腔311和排气腔312，在冷却内环31的进气腔311和排气腔312的周向上均布有多个气孔，以形成冷却腔313的入口和出口，冷却腔313的入口和出口分别与冷却外环32的进气口321和排气口323连通。冷却腔313的入口优选为径向尺寸突变的缩口，以增加超临界二氧化碳从进气腔311上的进气孔排出时的流速。在其他实施例中也可以使用等径的结构。
在本公开实施例中，冷却腔313的出入口错开布置，使进入、排出的超临界二氧化碳分开引流，避免超临界二氧化碳进出相互干涉，在冷却腔313内形成紊流而影响转子20的散热和冷却气体正常循环流动，保证超临界二氧化碳能够顺畅地进行循环。进一步地，如图1所示，冷却腔313的出口位于左端，冷却腔313的入口位于右端，使超临界二氧化碳能够由旋转冷却转置的右端向左端流动，即超临界二氧化碳在冷却腔313内流动的方向与转子20的转动方向相反，这样能够使超临界二氧化碳对位于冷却腔313中的转子20进行均匀散热，保证了散热的效果，能够有效控制转子的温升。
在本公开一些实施例中，冷却外环32中还设置有分流槽道322，分流槽道322一端与冷却腔313的入口或出口连通，另一端与冷却外环32的进气口321或排气口323连通。超临界二氧化碳通过冷却外环32的分流槽道322分流到冷却内环31的多个气孔进入进气腔311内，使得周向进排气更均匀。
请继续参考图1，在本实施例中，超临界二氧化碳旋转冷却试验具体在冷却腔313内进行。图1中的箭头示意性示出了超临界二氧化碳在冷却腔313内的循环流动方向，具体地，当超临界二氧化碳从冷却外环32的多个进气口321进入旋转冷却装置后，通过冷却内环32进气腔311上的进气孔进入冷却腔313，在冷却腔313对转子20进行冷却，即在冷却腔313中通入冷却气体来与转子20进行热交换，以此来降低转子20的温度。此时，可以对冷却腔313内的温度、压力、转速、冷却气体流量等测试参数进行监测，另外，也可以根据试验需要，利用可拆卸的冷却内外环结构，设置不同的冷却区域的轴向长度、冷却区域间隙的高度、转子半径等，进而获取冷却试验需要的相关测试参数，以验证冷却效果并研究冷却特性。
请继续参考图1，如图1所示，密封和测温装置包括轴承座41、滑环43、盖板42和磁性联轴器50。轴承座41的左端与冷却外环32的右端例如可通过法兰连接，轴承座41的右端与磁性联轴器50中的隔离板52例如可以通过螺纹连接。滑环43安装在轴承座41的前后轴承412之间，滑环转子432通过螺纹安装在转子20上，滑环定子431安装在轴承座41上端的盖板42上。
磁性联轴器50由内磁体53、隔离板52和外磁体51组成，隔离板52安装在轴承座41的右端，内磁体53设置在隔离板52的内侧，并通过固定件例如键安装在转子20的尾端(如图1所示，转子尾端开设有键槽202)，外磁体51安装在驱动装置70例如高速电机的输出轴头部，驱动装置70可以通过安装座71进行固定。在本实施例中，可以通过隔离板52的隔离作用将轴端动密封转换为静密封，使得旋转冷却装置完全封闭，从而达到零泄露的稳定运行。另外，本实施例中利用磁耦合技术驱动转子20上的内磁体53，保证转子20在封闭环境中以实验需要的转速正常运行。
在本实施例中，轴承座41之间的轴承412可采用自润滑陶瓷轴承，该自润滑陶瓷轴承能够在高压环境下满足支撑要求，减轻了实验段密封的难度，同时也避免了复杂的油路设计和润滑油系统。另外，在本公开实施例中，轴承座41下部还可以开设多路冷却通道411，该多路冷却通道与旋转冷却试验区域互不干扰，其中可通入冷却介质，例如冷却水或者其他合适的冷却介质，以对轴承411进行降温，进而避免轴承损坏。
图2进一步示出了本公开实施例中转子和滑环的配合结构示意图。
请一并参考图1和图2，本实施例中的转子20为圆柱形，沿转子20轴向方向的表面对称开设有微型槽道201，该微型槽道201的开设长度例如可以从转子20的头端至滑环43安装于转子20处，在本公开其他实施例中也可以根据实验需要设置不同的长度。
该微型槽道201内均布有多个测温点，该多个测温点例如可以通过在微型槽道201内布置多个微型热电偶实现，例如可以通过高温热固胶将微型热电偶安装在微型槽道201中的安装孔内，微型热电偶的信号线通过微型槽道201直接与滑环43连接，将测温信号传输到机匣等静止结构上。本公开实施例通过设计滑环43和微型槽道201等结构，可以灵活布置测温点位置，实现温度的多点测量，提高了测温精度。
需要注意的是，本公开说明书中描述的转子以及图1和图2中示出的转子20的形状、结构和尺寸等仅是示例性的，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术方案，并非用以限制本公开的保护范围。转子的形状、尺寸和结构等可以根据试验需要更改，例如，在其他一些实施例中，转子的形状可以是圆盘形或者其他形状，在此不做限定。
如图1所示，在本实施例中，通过将测温装置、密封装置和轴承座相耦合，节省了空间，使得整个试验系统结构更紧凑。
请继续参考图1，如图1所示，超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统还包括超临界二氧化碳供气循环装置。该超临界二氧化碳供气循环装置与冷却外环32的进气口321之间连接有进入管路611，在超临界二氧化碳供气循环装置与冷却外环32的排气口323之间连接有排出管路612，以起到循环利用超临界二氧化碳的目的。
具体地，在进入管路611上，沿超临界二氧化碳前进的方向依次串接有电动增压泵62、电加热器64和切换阀65。其中，电动增压泵62用于将超临界二氧化碳泵入电加热器64中，同时对超临界二氧化碳进行增压。电加热器64则将泵入的超临界二氧化碳加热至预设温度(其中该预设温度可以根据试验需要自行设定，在此不做限定)，并送入旋转冷却装置中。切换阀65用于根据试验所处的不同阶段切换不同的循环回路，以避免将未达到预设温度的超临界二氧化碳送入旋转冷却装置。
在排出管路612上，沿超临界二氧化碳前进的方向依次串接有止回阀66、水冷却器67。其中，止回阀66起到单向通过的作用，能够防止旋转冷却装置内的超临界二氧化碳倒流至超临界二氧化碳供应装置61内。当超临界二氧化碳在与转子20进行热交换后温度升高，通过水冷却器67能够对其降温，降温后的超临界二氧化碳储存在超临界二氧化碳供应装置61中。
另外，上述超临界二氧化碳供气循环装置在切换阀65的输出端和止回阀66的输入端之前还连接有旁路管路613。在试验测试阶段之前，超临界二氧化碳还未达到预设温度，此时可以通过切换切换阀62，将进入管路611与该旁路管路613连通，并断开超临界二氧化碳循环回路与旋转冷却装置之间的连接，该未达到预设温度的超临界二氧化碳通过旁路管路613经止回阀66、水冷却器67(此时水冷却器67未启动工作)循环回流至超临界二氧化碳供应装置61内，这样可以避免将未达到预设温度的超临界二氧化碳送入旋转冷却装置。而当超临界二氧化碳达到预设温度后，通过切换切换阀65与冷却外环32的进气口321和排气口323连通，并断开与旁路管路的连通，此时达到预设温度的超临界二氧化碳可以进入旋转冷却装置，进而可以实现不同工况条件下旋转冷却的试验测试。
在本公开实施例中，超临界二氧化碳供气循环装置还包括调节阀63，设置于电动增压泵62和电加热器64之间。该调节阀63用于调节超临界二氧化碳供气循环回路中超临界二氧化碳气体的流量，以便研究冷却气体流量对冷却效果的影响。在本实施例中，上述调节阀63例如可以是电磁阀，电磁阀在接收到控制信号会自动控制流体的流量。
为了避免因超临界二氧化碳供应装置61直接向旋转冷却装置供气而导致气源压力不稳定，在本公开实施例中，超临界二氧化碳供气循环装置还设置有储罐68，位于水冷却器67和超临界二氧化碳供应装置61之间。该储罐68用于存储循环气源，以为旋转冷却试验提供超临界二氧化碳气源。另外，储罐68还与第一放空阀(图中未示出)连通，当出现紧急情况时，可以通过第一放空阀进行泄压，以增强超临界二氧化碳供气循环装置存储的安全性。
在本公开实施例中，超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统还包括第二放空阀(图中未示出)，该第二放空阀与旋转冷却装置连通。当出现紧急情况或者需要暂时停止试验时，可以通过第二放空阀对冷却试验系统进行泄压，以增强整个冷却试验系统的安全性。
以下将结合图1对利用本公开实施例的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统进行旋转冷却试验的过程进行简略说明。
具体地，旋转冷却试验的实施包括四个阶段：工质调制阶段、准备阶段、启动阶段和测试阶段。
在工质调制阶段，首先切换切换阀65，将进入管路611与旁路管路613连通，并断开超临界二氧化碳循环回路与旋转冷却装置之间的连接，水冷却器67不启动。然后，从超临界二氧化碳供应装置61向储罐68充入旋转冷却试验所需的超临界二氧化碳工质，启动电动增压泵62和电加热器64，使超临界二氧化碳工质在循环回路中升温升压，直至达到试验所需的温度和压力并保持稳定状态，切断超临界二氧化碳供应装置61的供气，并将达到试验所需温度和压力的超临界二氧化碳储存至储罐68中。
在准备阶段，切换阀65切断与旁路管路613的连接，并连接冷却外环32的进气口321和排气口323，启动驱动装置，将转子20加速至预设试验转速。
在启动阶段，以储罐68为循环气源，超临界二氧化碳工质通过电动增压泵62、调节阀63、电加热器64、切换阀65、旋转冷却装置、止回阀66和水冷却器67后回到储罐68。启动电磁加热装置，调节加热功率，快速加热转子20的受热面，并保持该受热面温度稳定。
在测试阶段：达到预设测试条件后，通过密封和测温装置实时记录转子20表面的温度。通过控制驱动装置例如电机70、调节阀63、电加热器64、水冷却器67和电动增压泵62等，分别调节转速、流量、温度和压力，以实现不同工况条件下旋转冷却的实验测试。
另外，当超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统出现严重故障或其他需要紧急停机的情况时，使电加热器64、电磁加热装置和驱动装置停机，并打开第二放空阀(图中未示出)，以确保安全。
综上所述，本公开提供了一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，可以用于悬臂式超临界二氧化碳涡轮轴间冷却结构的换热性能试验。该超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统包括电磁加热装置、转子、旋转冷却装置、密封和测温装置、驱动转置和超临界二氧化碳供气循环装置，其中，本公开中的通过设计可拆卸的旋转冷却装置可以灵活地更换内环而改变试验通道的尺寸，实现多种不同几何参数通道的试验实施；通过隔离板的隔离作用将轴端动密封转换为静密封，使得旋转冷却系统完全封闭，从而达到零泄露的稳定运行；此外，还提供了利用电磁感应原理加热转子的方法，加热速度快，热边界稳定。另外，本公开通过设计滑环和微型槽道等结构，可以灵活布置测温点位置，提高了测温精度。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，包括：
转子，沿所述转子轴向方向的表面对称开设有微型槽道，所述微型槽道内均布有多个测温点；
旋转冷却装置，两端具有开口，所述转子穿设在所述旋转冷却装置中与所述旋转冷却装置形成冷却腔；所述旋转冷却装置上沿周向分别设有供超临界二氧化碳进入和排出的接口；
电磁加热装置，与所述旋转冷却装置的一端可拆卸连接，所述电磁加热装置的内表面设有加热腔，所述转子的头端靠近所述加热腔；
密封和测温装置，与多个所述测温点电性连接；所述密封和测温装置的一端与所述旋转冷却装置的另一端可拆卸连接，另一端与所述转子的尾端配合以形成静密封。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述旋转冷却装置包括冷却内环和嵌套在所述冷却内环上的冷却外环，所述冷却外环的两端分别与所述电磁加热装置、所述密封和测温装置可拆卸连接，所述转子穿设在所述旋转冷却装置中与所述冷却内环围成所述冷却腔；所述冷却外环上沿周向分别设有多个进气口和排气口，以形成所述旋转冷却装置的对外接口；
所述冷却内环的内表面设有进气腔和排气腔，在所述冷却内环的进气腔和排气腔的周向上均布有多个气孔，以形成所述冷却腔的入口和出口，所述冷却腔的入口和出口分别与所述冷却外环的进气口和排气口连通。
3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述冷却外环中设置有分流槽道，所述分流槽道一端与所述冷却腔的入口连通，另一端与所述冷却外环的进气口连通。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述密封和测温装置包括轴承座、滑环和磁性联轴器，其中：
所述轴承座的两端分别与所述旋转冷却装置的另一端以及所述磁性联轴器可拆卸连接，所述磁性联轴器与所述转子的尾端配合以形成静密封；
所述滑环安装在所述轴承座的前后轴承之间，并装设在所述转子上，与多个所述测温点电性连接。
5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述轴承座中开设有多个冷却通道。
6.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统还包括超临界二氧化碳供气循环装置，分别与所述旋转冷却装置上供超临界二氧化碳进入和排出的接口连接，以实现超临界二氧化碳循环流过所述冷却腔并对所述转子进行冷却。
7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳供气循环装置包括超临界二氧化碳供应装置、电动增压泵、电加热器、切换阀、止回阀、水冷却器、进入管路、排出管路和旁路管路；其中：
在所述进入管路上，沿所述超临界二氧化碳前进的方向依次串接有所述电动增压泵、所述电加热器和所述切换阀；
在所述排出管路上，沿所述超临界二氧化碳前进的方向依次串接有所述止回阀、所述水冷却器；
其中，所述旋转冷却装置上供超临界二氧化碳进入和排出的接口分别与所述切换阀的输出端和所述止回阀的输入端连通；
所述旁路管路分别与所述切换阀的输出端和所述止回阀的输入端连通。
8.根据权利要求7所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳供气循环装置还包括调节阀，设置于所述电动增压泵和所述电加热器之间。
9.根据权利要求7所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳供气循环装置还包括储罐，设置于所述水冷却器和所述超临界二氧化碳供应装置之间，其中，所述储罐与第-放空阀连通。
10.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳涡轮轴间冷却试验系统还包括第二放空阀，所述第二放空阀与所述旋转冷却装置连通。
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