CN115450949B - 超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统，超临界二氧化碳压气机包括转轴、定子、转轮、平衡部件和密封部件。定子环绕转轴设置，定子与转轴围合形成容纳腔，定子在转轴的径向上朝向转轴的一侧具有凹槽。转轮设置于容纳腔并连接于转轴，转轮将容纳腔分隔形成第一流道和第二流道。平衡部件设置于第二流道并环绕转轴设置，平衡部件至少部分伸入凹槽内。密封部件包括第一密封件以和第二密封件，第一密封件与定子连接，第二密封件与平衡部件连接，第二流道中的气流经过第一密封件和第二密封件降压后流出，以使第一流道和第二流道作用在转轮上的推力经平衡部件平衡。本申请实施例能够在减小对转轮临界转速影响的基础上，平衡轴向推力。

Description

超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统

技术领域

本申请涉及叶轮机械技术领域，特别是涉及一种超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统。

背景技术

超临界二氧化碳压气机进口设计在临界点附近（7.38MPa，31.1℃），出口压力根据设计情况通常为12-20MPa，压气机转轮增压后使得轮毂前后压差存在显著差异，这种高压力、大压差条件下产生的转轮轴向推力会影响发电系统的稳定运行，是超临界二氧化碳压气机设计的核心关键技术之一，也是区别于传统普通压气机的特征之一。

目前，常采用沿轴向布置足够数量密封齿的平衡结构，以产生反向推力来平衡超临界二氧化碳压气机转轮上的轴向压力，但是，此设置会增加超临界二氧化碳同轴发电系统的轴向长度，从而引起转轮临界转速大幅度降低，进而存在失振失稳的风险，不利于系统稳定运行。

发明内容

本申请实施例提供一种超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统，能够在减小对转轮临界转速影响的基础上，平衡轴向推力，从而使得系统稳定运行。

一方面，根据本申请实施例提出了一种超临界二氧化碳压气机，包括：转轴；定子，环绕转轴设置，定子与转轴围合形成容纳腔，定子在转轴的径向上朝向转轴的一侧具有凹槽；转轮，设置于容纳腔并连接于转轴，在转轴的轴向上，转轮将容纳腔分隔形成第一流道以及第二流道；平衡部件，设置于第二流道并环绕转轴设置，平衡部件至少部分伸入凹槽内；密封部件，包括第一密封件以及第二密封件，第一密封件与定子连接，第二密封件与平衡部件连接，第二流道中的部分气流经过第一密封件和第二密封件降压后流出，以使第一流道以及第二流道作用在转轮上的推力经平衡部件平衡。

根据本申请实施例的一个方面，平衡部件包括第一平衡件以及在径向上凸出第一平衡件设置的第二平衡件，第一平衡件与转轴连接，第二平衡件至少部分伸入凹槽，第一平衡件以及第二平衡件的至少一者上连接有第二密封件。

根据本申请实施例的一个方面，第一平衡件在径向上与定子的内壁间隔设置并形成第一间隙，第一间隙内设置有与定子连接的第一密封件以及与第一平衡件连接的第二密封件。

根据本申请实施例的一个方面，在轴向上，位于第一间隙内的第一密封件以及第二密封件间隔且交替分布。

根据本申请实施例的一个方面，第二平衡件与围合形成凹槽的侧壁间隔设置并形成第二间隙，第二间隙内设置有与定子连接的第一密封件以及与第二平衡件连接的第二密封件。

根据本申请实施例的一个方面，位于第二间隙内的第一密封件以及第二密封件中，至少部分第一密封件以及第二密封件沿轴向交替分布，至少部分第一密封件以及第二密封件沿径向交替分布。

根据本申请实施例的一个方面，第一密封件以及第二密封件分别为环绕转轴设置的环状体。

根据本申请实施例的一个方面，位于第二间隙内的第一密封件以及第二密封件的数量之和，为位于第一间隙内的第一密封件以及第二密封件数量之和的1.5-3倍。

根据本申请实施例的一个方面，第一密封件背离定子的一端与平衡部件的距离d1满足：0.3≤d₁≤1.0mm。

根据本申请实施例的一个方面，第二密封件背离平衡部件的一端与定子的距离d2满足：0.3≤d₂≤1.0mm。

另一方面，根据本申请实施例提出了一种同轴发电系统，包括启发一体电机、透平以及如上述的超临界二氧化碳压气机。

本申请实施例提供的超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统，超临界二氧化碳压气机包括转轴、定子、转轮、平衡部件以及密封部件。转轮随转轴转动过程中，气流经过第一流道将被压缩，部分被压缩气流流入第二流道以使得第一流道与第二流道中的压力不平衡，从而产生作用于转轮的轴向推力。通过设置平衡部件以及密封部件，平衡部件至少部分伸入定子的凹槽内，第一密封件连接于定子，第二密封件连接于平衡部件，第二流道中的部分被压缩气流能够经过第一密封件以及第二密封件流出，通过改变第二流道内被压缩气流的压力以降低轴向推力。并且，由于定子在转轴的径向上朝向转轴一侧具有凹槽，平衡部件至少部分伸入定子的凹槽内，通过增加平衡部件在径向上的长度以缩短其在轴向上的布置长度，从而减小超临界二氧化碳压气机整体沿轴向布置的长度，削弱因增加轴向长度而导致转轮临界转速大幅度降低的问题。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为本申请一个实施例的超临界二氧化碳压气机的局部剖面示意图；

图2为图1中超临界二氧化碳压气机的局部放大示意图；

图3为图2中P处的放大示意图；

图4为图3中Q处的放大示意图；

图5为本申请另一实施例的超临界二氧化碳压气机的局部剖面示意图。

其中：

11-转轴；111-容纳腔；111a-第一流道；111b-第二流道；

12-定子；12a-凹槽；121-内壁；122-侧壁；

13-转轮；

14-平衡部件；141-第一平衡件；141a-第一间隙；142-第二平衡件；142a-第二间隙；

15-密封部件；151-第一密封件；152-第二密封件；

X-径向；Y-轴向。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图5根据申请实施例的超临界二氧化碳压气机以及同轴发电系统进行详细描述。

现有的超临界二氧化碳压气机运行时，其转轮增压后使得轮毂前后压差存在显著差异，这种压差产生的转轮轴向推力会影响发电系统的稳定运行。

目前，常采用平衡密封结构产生反向推力来平衡作用在超临界二氧化碳压气机转轮上的轴向推力，但是采用此结构以将轴向推力降低至预定值需要沿轴向布置一定数量的密封齿，从而会大大增加超临界二氧化碳压气机的轴向长度，进一步大大增加整个同轴发电系统的轴向长度，导致转轮临界转速大幅度降低，存在共振失稳的风险，不利于系统的稳定运行。

基于上述缺陷，本申请实施例提供了一种超临界二氧化碳压气机，能够在减小对转轮临界转速影响的基础上，平衡轴向推力。

请参阅图1至图3，本申请实施例提出了一种超临界二氧化碳压气机，包括转轴11、定子12、转轮13、平衡部件14以及密封部件15。定子12环绕转轴11设置，定子12与转轴11围合形成容纳腔111，定子12在转轴11的径向X上朝向转轴11的一侧具有凹槽12a。转轮13设置于容纳腔111并连接于转轴11，在转轴11的轴向Y上，转轮13将容纳腔111分隔形成第一流道111a以及第二流道111b。平衡部件14设置于第二流道111b并环绕转轴11设置，平衡部件14至少部分伸入凹槽12a内。密封部件15包括第一密封件151以及第二密封件152，第一密封件151与定子12连接，第二密封件152与平衡部件14连接，第二流道111b中的部分气流经过第一密封件151和第二密封件152降压后流出，以使第一流道111a以及第二流道111b作用在转轮13上的推力经平衡部件14平衡。

在本申请实施例中，第一流道111a进口是指气流由第一流道111a远离第二流道111b流进的一端，进口口径是指第一流道111a远离第二流道111b的一端在径向X上的长度。同样的，第一流道111a出口是指气流由第一流道111a靠近第二流道111b流出的一端，出口口径是指第一流道111a靠近第二流道111b的一端在轴向Y上的长度。

可选地，第一流道111a进口的口径可设置为大于第一流道111a出口的口径，即气流由口径大的第一流道111a进口进入，由口径小的第一流道111a出口流出。在此过程中，气流可被压缩成为较高压气流，即第一流道111a出口处的气流压力大于第一流道111a进口处的气流压力。

可选地，第一流道111a内可以设有连接于转轮13的叶片，叶片作旋转运动以将进入第一流道111a压缩成为较高压的气流。

在超临界二氧化碳压气机的运行过程中，转轮13连接于转轴11并且随着转轴11一同旋转运动，气流经过第一流道111a将被压缩，示例性的，被压缩后的被压缩气流可为高压气流。部分高压气流流入第二流道111b，造成第二流道111b中气流的平均压力大于第一流道111a的气流的平均压力，第二流道111b中的高压气流沿轴向Y施加由第二流道111b指向第一流道111a的轴向Y推力，从而使得超临界二氧化碳压气机转轮13推力不平衡不能稳定运行。

在本申请实施例中，轴向Y推力的方向是指由第二流道111b指向第一流道111a的轴向方向。

为了便于理解本申请实施例，以下将以被压缩气流为高压气流进行描述，但本申请不限于此。

通过在第二流道111b设置平衡部件14以及密封部件15，以使第二流道111b中的部分高压气流能够流出，以降低第二流道111b中气流压力，使得第一流道111a以及第二流道111b作用在转轮13上的推力经平衡部件14平衡。

具体地，平衡部件14设置在第二流道111b中并环绕转轴11设置，定子12环绕转轴11设置，可以理解的是，定子12环绕平衡部件14设置，即定子12与平衡部件14之间形成可通过气流的间隙。密封部件15包括第一密封件151以及第二密封件152，可以理解的是，密封部件15位于定子12与平衡部件14形成的间隙中。其中，第一密封件151连接于定子12，第二密封件152连接于平衡部件14，第二流道111b中的部分高压气流流经此间隙时经过第一密封件151与第二密封件152后流出，使得第二流道111b内的气流压力降低，以使得第一流道111a以及第二流道111b作用在转轮13上的推力经平衡部件14平衡，保证超临界二氧化碳压气机能够正常稳定运行，提高可靠性。

进一步地，定子12在转轴11的径向X上朝向转轴11的一侧具有凹槽12a，平衡部件14至少部分伸入定子12的凹槽12a内，以使得此间隙蜿蜒延伸，通过增加此间隙在径向X上的长度以减少此间隙在轴向Y上的长度，以缩短密封部件15的轴向Y布置长度，从而减小超临界二氧化碳压气机整体的轴向Y长度，削弱因增加轴向Y长度而导转轮13临界转速降低的问题，使其安全有效运行。

此外，通过此设置，能够增大平衡部件14上气流最大作用直径，气流最大作用直径是指在径向X上平衡部件14最高点与转轴11的垂直距离，使得由此间隙流出的气流产生更大的反向推力，反向推力是指与第二流道111b高压气流产生的轴向Y推力相反的力。

可选地，第一密封件151的数量可以为一个，当然，还可以设置为多个。当然，第二密封件152的数量可以为一个，当然，还可以设置为多个。

可选地，第一密封件151以及第二密封件152的数量均设置为多个，第一密封件151与第二密封件152相配合。

可选地，第一密封件151与第二密封件152的形状及大小可以相同，当然，也可以不相同。可选地，第一密封件151与第二密封件152的数量可以相同，当然，也可以设置为不相同。

当第一密封件151和/或第二密封件152的数量设置为两个以上时，相邻两个密封部件15间隔的间距可以相同，也可以不相同。

可选地，密封部件15可以采用分体式结构，便于拆卸及更换，当某处失效时可以通过更换此处的密封部件15即可恢复正常运行的性能。当然，密封部件15还可以与定子12或者平衡部件14一体成型，降低成本、提高装配效率。

作为一种可选地实施例，平衡部件14包括第一平衡件141以及在径向X上凸出第一平衡件141设置的第二平衡件142，第一平衡件141与转轴11连接，第二平衡件142至少部分伸入凹槽12a，第一平衡件141以及第二平衡件142的至少一者上连接有第二密封件152。

可选地，第一平衡件141与第二平衡件142可以一体成型提供，减少装配步骤、降低成本。当然，第一平衡件141与第二平衡件142还可以分开提供，便于维修，并且可以根据需求任意搭配，提高通用性。

可选地，第二平衡件142可以设置为一个，当然，还可以设置为两个及以上。当第二平衡件142设置为两个及以上时，两个及以上第二平衡件142间隔设置于第一平衡部件14上且部分伸入凹槽12a内。

第一平衡件141与转轴11连接，第二平衡件142连接于第一密封件151以使其能够随着转轴11一同旋转。第二平衡件142沿径向X凸出第一平衡件141设置且至少部分伸入定子12的凹槽12a内，保证定子12与第一平衡件141之间存在足够的间隙以避免碰磨。可以理解的是，定子12与平衡部件14之间形成的通过气流的间隙，包括定子12与第一平衡件141之间的间隙，以及定子12的凹槽12a与第二平衡件142之间的间隙。也就是说，此间隙并不限于是沿着一个方向延伸，可以沿着两个及上的方向延伸。

通过此方式设置，能够缩短平衡部件14在轴向Y的布置长度，从而缩短超临界二氧化碳压气机的轴向Y长度，削弱对转轮13临界转速的影响。

并且，第一平衡件141以及第二平衡件142的至少一者上连接有第二密封件152，第二密封件152与连接于定子12上的第一密封件151共同作用，以达到节流降压的作用，从而平衡第一流道111a与第二流道111b作用在转轮13上的推力，利于安全稳定运行。

可选地，第一平衡件141上可以连接有第二密封件152，当然，第二密封件152上也可以连接有第二密封件152，当然，第一平衡件141及第二平衡件142上均可连接有第二密封件152。

请继续参阅图3，作为一种可选地实施例，第一平衡件141在径向X上与定子12的内壁121间隔设置并形成第一间隙141a，第一间隙141a内设置有与定子12连接的第一密封件151以及与第一密封连接的第二密封件152。

第二流道111b的部分高压气流能够通过第一间隙141a流出，第一间隙141a设置有第一密封件151以及第二密封件152，以达到节流降压的作用，从而平衡第一流道111a与第二流道111b作用在转轮13上的推力，利于安全稳定运行。

可选地，第一间隙141a的延伸方向可以与轴向Y相平行，当然，还可以相交设置。

可选地，第二流道111b在轴向Y上的长度与第一间隙141a在径向X上的长度可以相同，也可以不相同。示例性的，第二流道111b在轴向Y上的长度小于第一间隙141a在径向X上的长度，使得第一间隙141a沿径向X具有足够的长度以布置第一密封件151以及第二密封件152。

可选地，第二平衡件142可以连接于第一平衡件141在轴向Y上的中间部位，以使位于第二平衡件142沿轴向Y两侧的第一间隙141a长度相同，以保证气流通过的均匀性。

可选地，第一间隙141a的数量可以设置为一个，当然，还可以设置为两个及以上。示例性的，第一间隙141a设置为两个。

作为一种可选地实施例，在轴向Y上，位于第一间隙141a内的第一密封件151以及第二密封件152间隔且交替分布。

位于第一间隙141a的第一密封件151以及第二密封件152交替分布，以使得第一密封件151与第二密封件152相邻设置。可选地，气流流过第一间隙141a时，可依序经过第二密封件152与内壁121之间的间隙、第一密封件151与第二密封件152之间的间隙、第一密封件151与第一平衡件141之间的间隙，以此为一个循环继续下去，使得气流在第一间隙141a内流动时来回变换流动方向，能更好的起到节流的作用。

作为一种可选地实施例，第二平衡件142与围合形成凹槽12a的侧壁122间隔设置并形成第二间隙142a，第二间隙142a内设置有与定子12连接的第一密封件151以及与第二密封连接的第二密封件152。

第二流道111b的部分高压气流能够经由第二间隙142a流出，第二间隙142a设置有第一密封件151以及第二密封件152，以达到节流降压的作用，从而平衡第一流道111a与第二流道111b作用在转轮13上的推力，利于安全稳定运行。

作为一种可选地实施例，第二间隙142a至少形成于凹槽12a在径向X上的侧壁122与第二平衡件142之间，至少部分形成于凹槽12a在轴向Y上的侧壁122与第二平衡件142之间。

可选地，形成于凹槽12a在径向X上的侧壁122与第二平衡件142之间的第二间隙142a在轴向Y上的长度，与形成于凹槽12a在轴向Y上的侧壁122与第二平衡件142之间的第二间隙142a在径向X上的长度相同，当然，也可以设置为不相同。

可选地，形成于凹槽12a在径向X上的侧壁122与第二平衡件142之间的第二间隙142a的数量，与形成于凹槽12a在轴向Y上的侧壁122与第二平衡件142之间的第二间隙142a的数量相同，当然，也可以设置为不相同。

可选地，第二间隙142a在径向X上的长度以及在轴向Y的长度与第一间隙在轴向Y上的长度可以相同，也可以不相同。示例性地，第二间隙142a在径向X上的长度以及在轴向Y的长度与第一间隙在轴向Y上的长度均设置为相同，以保证气流通过的均匀性。

作为一种可选地实施例，位于第二间隙142a内的第一密封件151以及第二密封件152中，至少部分第一密封件151以及第二密封件152沿轴向Y交替分布，至少部分第一密封件151以及第二密封件152沿径向X交替分布。

可选地，位于第二间隙142a内的至少部分第一密封件151以及第二密封件152沿轴向Y交替分布，至少部分第一密封件151以及第二密封件152沿径向X交替分布，使得有至少部分第一密封件151与至少部分第二密封件152相邻设置，以使得气流流过时能够至少依序通过第一密封件151以及第二密封件152，更好起到节流的作用。

可选地，位于第二间隙142a内的全部第一密封件151以及第二密封件152沿轴向Y交替分布，全部第一密封件151以及第二密封件152沿径向X交替分布，以使得第一密封件151与第二密封件152相邻设置。可选地，气流流过第二间隙142a时，可依序经过第一密封件151与第一平衡件141之间的间隙、第一密封件151与第二密封件152之间的间隙、第二密封件152与侧壁122之间的间隙，以此为一个循环继续下去，使得气流在第二间隙142a内流动时来回变换流动方向，能更好的起到节流的作用。

根据本申请实施例的一个方面，第一密封件151以及第二密封件152分别为环绕转轴11设置的环状体。

通过上述设置，以使在第一密封件151以及第二密封件152之间形成多个依次排列的环形气室，更好的达到节流降压的效果。并且，通过此设置方式，还能够避免第二密封件152在转动时与第一密封件151之间发生干涉。

可选地，第一密封件151以及第二密封件152可以等厚度设置，当然，还可以设置为厚度不等。

可选地，第一密封件151及第二密封件152可以为平行设置的环状体，还可以设置为倾斜设置的环状体。

根据本申请实施例的一个方面，位于第二间隙142a内的第一密封件151以及第二密封件152的数量之和，为位于第一间隙141a内的第一密封件151以及第二密封件152数量之和的1.5-3倍之间的任意倍数值，包括1.5倍、3倍两个端值，可选为1.7倍，还可以选为2倍。

通过此设置，能够保证第一间隙141a及第二间隙142a能具有足够的第一密封件151以及第二密封件152，以达到节流降压效果。

并且，将第一密封件151及第二密封件152在第二间隙142a内的数量设置为大于在第一间隙141a内的数量，以保证第二间隙142a具有足够的延伸长度，即第二平衡件142在径向X上伸入凹槽12a具有一定长度，通过增加径向X长度从而减少轴向Y长度，以避免转轮13的临界转速大幅度降低，提高可靠性。

请参阅2至4，根据本申请实施例的一个方面，第一密封件151背离定子12的一端与平衡部件14的距离d₁满足：0.3≤d₁≤1.0mm。

可选地，d₁可选为0.3mm至1.0mm之间的的任意值，包括0.3mm、1.0mm两个端值，可选为0.5mm.

将第一密封件151与平衡部件14的距离d₁设置为[0.5mm,1.0mm]区间，既能保证第一密封件151与平衡部件14存在间隙不会接触碰磨，又能更好的使高压气流的通过量不会过多，提高超临界二氧化碳压气机运行效率。

根据本申请实施例的一个方面，第二密封件152背离平衡部件14的一端与定子12的距离d₂满足：0.3≤d2≤1.0mm。

可选地，d₂可选为0.3mm至1.0mm之间的的任意值，包括0.3mm、1.0mm两个端值，可选为0.5mm，还可以选为0.8mm。

将第二密封件152与平衡部件14的距离d₂设置为[0.5mm,1.0mm]区间，既能保证第一密封件151与平衡部件14存在间隙不会接触碰磨，又能更好的使得高压气流的通过量不会过多。

本申请实施例提供的超临界二氧化碳压气机，通过增设平衡部件14与密封部件15使得控制降低整体轴向Y推力，在此基础上，通过设计平衡部件14与密封部件15的形状以缩短整体轴向Y长度，使得转轮13临界转速的降低值在满足正常运行要求的范围内，保证安全有效运行。

本申请实施例通过增设平衡部件14与密封部件15以降低轴向Y推力，在此基础上，通过设计平衡部件14与密封部件15的形状以缩短整体轴向Y长度，使得转轮13临界转速的降低值在满足正常运行要求的范围内，保证安全有效运行。

可选地，第一密封件151沿自身高度的延伸方向与第二密封件152沿自身高度的延伸方向可以为平行设置，当然，还可以为相交设置。

请参阅图5，在一些可选地实施例中，连接于内壁121上的第一密封件151可以倾斜设置，同样的，连接于侧壁122上的第一密封件151也可以倾斜设置。示例性的，第一密封件151可以逆气流方向倾斜，以更好的达到节流降压的效果。

示例性地，连接于平衡部件14的第二密封件152也可倾斜设置，示例性的，第二密封件152可以逆气流方向倾斜，以更好的达到节流降压的效果。

可选地，本申请实施例提供的第一密封件151及第二密封件152可以一部分倾斜设置，也可以全部倾斜设置，本申请对此不做限定。

另一方面，根据本申请实施例提出了一种同轴发电系统，包括发电机、透平以及如上述的超临界二氧化碳压气机。

同轴发电系统在运行过程中，超临界二氧化碳压气机提供动力将工质压缩至较高压力，超临界二氧化碳压气机加压后的高压气流经透平旋转作功，然后经启发一体电机将机械能转换为电能输出。启发一体电机、透平以及超临界二氧化碳压气机通过同一个转轴11相连接，运行时具有相同的转速，因本申请实施例提供的超临界二氧化碳压气机具有良好的轴向Y推力，且具备良好的临界转速，从而保证同轴发电系统能够稳定运行。虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种超临界二氧化碳压气机，其特征在于，包括：

转轴；

定子，环绕所述转轴设置，所述定子与所述转轴围合形成容纳腔，所述定子在所述转轴的径向上朝向所述转轴的一侧具有凹槽；

转轮，设置于所述容纳腔并连接于所述转轴，在所述转轴的轴向上，所述转轮将所述容纳腔分隔形成第一流道以及第二流道；

平衡部件，设置于所述第二流道并环绕所述转轴设置，所述平衡部件包括第一平衡件以及在所述径向上凸出所述第一平衡件设置的第二平衡件，所述第一平衡件与所述转轴连接，所述第二平衡件至少部分伸入所述凹槽；

密封部件，包括第一密封件以及第二密封件，所述第一密封件与所述定子连接，所述第二密封件与所述平衡部件连接，所述第二流道中的部分气流经过所述第一密封件和所述第二密封件降压后流出，以使所述第一流道以及所述第二流道作用在所述转轮上的推力经所述平衡部件平衡；

其中，所述第一平衡件以及所述第二平衡件的至少一者上连接有所述第二密封件，所述第一平衡件在所述径向上与所述定子的内壁间隔设置并形成第一间隙，所述第一间隙内设置有与所述定子连接的所述第一密封件以及与所述第一平衡件连接的所述第二密封件，所述第二平衡件与围合形成所述凹槽的侧壁间隔设置并形成第二间隙，所述第二间隙内设置有与所述定子连接的所述第一密封件以及与所述第二平衡件连接的所述第二密封件；

位于所述第二间隙内的所述第一密封件以及所述第二密封件中，至少部分所述第一密封件以及所述第二密封件沿所述轴向交替分布，至少部分所述第一密封件以及所述第二密封件沿所述径向交替分布；

位于所述第二间隙内的所述第一密封件以及所述第二密封件的数量之和，为位于所述第一间隙内的所述第一密封件以及所述第二密封件数量之和的1.5-3倍。

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机，其特征在于，在所述轴向上，位于所述第一间隙内的所述第一密封件以及所述第二密封件间隔且交替分布。

3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机，其特征在于，所述第一密封件以及所述第二密封件分别为环绕所述转轴设置的环状体。

4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机，其特征在于，所述第一密封件背离所述定子的一端与所述平衡部件的距离d₁满足：0.3≤d₁≤1.0mm。

5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳压气机，其特征在于，所述第二密封件背离所述平衡部件的一端与所述定子的距离d₂满足：0.3≤d₂≤1.0mm。

6.一种同轴发电系统，其特征在于，包括启发一体电机、透平以及如上述权利要求1至5任意一项所述的超临界二氧化碳压气机。

Images