JP5850253B2 - 軸シール装置及び発電システム - Google Patents
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
しかしながら,タービン,発電機,圧縮機それぞれが独立した構造の機器では,回転機器の回転軸を大気からシールする軸シール装置を有する。この場合,この軸シール装置から,サイクル内のCO2が大気に漏洩しないようにする必要がある。
本発明は,作動流体の漏洩を低減した軸シール装置および発電システムを提供することを目的とする。
(第1の実施形態)
図1は,第1の実施形態に係るクローズドサイクル発電システム(発電プラント)10の構成要素を示す概略図である。図2は,図1中の軸シール装置20a,20bの構造を示す概略図である。
なお,シールガスG2の一部は,ラビリンスシール23aを端部E2側に進み,大気に放出される。
但し,本実施形態では,リーク混合ガス(G1+G2)は,タービン12と熱交換器15の間に流入させている。これは,リーク混合ガス(G1+G2)も含めて,熱交換器15で冷却し,ガス分離装置16で,作動媒体G1とリークガスG2を分離することが好ましいからである。
この結果,シールガス・作動媒体回収室25aの圧力は,回転軸18aの端部E1側の圧力およびシールガス供給室24aの圧力(シールガス供給圧力)のいずれよりも低い状態が保持される。即ち,回転軸18aの端部E1側からの作動流体G1およびシールガス供給室24aからのシールガスG2のいずれもが,シールガス・作動媒体回収室25aに流入するように,圧力勾配が形成,保持される。
図3は,第2の実施形態に係わるクローズドサイクル発電システム10aを示す概略図である。
10a クローズドサイクル発電システム
10x クローズドサイクル発電システム
11 加熱装置
11a 加熱装置
12 タービン
13 発電機
14 排熱回収熱交換器
15 熱交換器
16 ガス分離装置
17 圧縮機
18a,18b 回転軸
20a,20b 軸シール装置
21a-23a,21b-23b ラビリンスシール
24a,24b シールガス供給室
25a,25b シールガス・作動媒体回収室
26a,26b 圧力検出器
27 制御装置
31 シールガス供給タンク
32a,32b シールガス配管
33a,33b シールガス・作動媒体混合配管
34 圧縮機
35 モータ
41 酸素製造装置
42 窒素供給配管
43 水分離装置
44 二酸化炭素貯蔵装置
211,221,231 封止部材
212,222,232 封止部材
Claims (8)
- 作動媒体たる二酸化炭素を加熱するための加熱装置と,
前記加熱された作動媒体により駆動されるタービンと,
前記タービンの回転力により発電する発電機と,
前記タービンから排出される作動媒体を冷却する熱交換器と,
前記冷却された作動媒体を加圧し,前記加熱装置に供給するための第1の圧縮機と,
前記タービンに接続される第1の端部と,前記発電機に接続される第2の端部とを有する第1の回転軸と,
前記第1の圧縮機に接続される第3の端部と,回転力が印加される第4の端部とを有する第2の回転軸と,
前記第2の端部側に配置される第1のガス供給室と,前記第1の端部側に配置される第1のガス回収室と,を有し,前記第1,第2の端部間をラビリンスシールで封止する第1の軸シール装置と,
前記第4の端部側に配置される第2のガス供給室と,前記第3の端部側に配置される第2のガス回収室と,を有し,前記第3,第4の端部間をラビリンスシールで封止する第2の軸シール装置と,
前記第1,第2のガス供給室に,窒素ガスたるシールガスを供給するガス供給装置と,
前記第1,第2のガス回収室から前記シールガスと前記作動媒体の混合ガスを回収して,前記熱交換器に供給する第2の圧縮機と,
前記第1のガス回収室の圧力を測定する第1の圧力検出器と,
前記第2のガス回収室の圧力を測定する第2の圧力検出器と,
前記第1,第2の圧力検出器で検出される圧力が前記作動媒体の三重点での圧力以上になるように,前記第2の圧縮機を制御する制御装置と,
を具備する発電システム。 - 循環路を循環する作動媒体により駆動されるタービンに接続される第1の端部と,発電機に接続される第2の端部とを有する回転軸と,
前記第2の端部側に配置されるガス供給室と、前記第1の端部側に配置されるガス回収室と,を有し,前記第1,第2の端部間を封止する軸シール装置本体と,
前記ガス供給室に,窒素ガスたるシールガスを供給するガス供給装置と,
前記ガス回収室から前記シールガスと前記作動媒体の混合ガスを回収して,前記循環路に供給する圧縮機と,
前記ガス回収室の圧力を測定する圧力検出器と,
前記圧力検出器で検出される圧力が,前記作動媒体の三重点での圧力以上になるように,前記圧縮機を制御する制御装置と,
を具備する軸シール装置。 - 前記作動媒体を加熱するための加熱装置と,前記タービンから排出される作動媒体を冷却する熱交換器と,前記冷却された作動媒体を加圧し,前記加熱装置に供給するための第2の圧縮機と,が前記循環路に配置される,
請求項2記載の軸シール装置。 - 前記第2の圧縮機に接続される第3の端部と,回転力が印加される第4の端部とを有する第2の回転軸と,
前記第4の端部側に配置される第2のガス供給室と,前記第3の端部側に配置される第2のガス回収室と,を有し,前記第3,第4の端部間を封止する第2の軸シール装置本体と,
をさらに具備し,
前記ガス供給装置が,前記ガス供給室,および前記第2のガス供給室に,前記シールガスを供給する
請求項3記載の軸シール装置。 - 前記第2のガス回収室の圧力を測定する第2の圧力検出器,をさらに具備し,
前記制御装置が,前記圧力検出器,および前記第2の圧力検出器で検出される圧力が前記作動媒体の三重点での圧力以上になるように前記圧縮機を制御する,
請求項4記載の軸シール装置。 - 前記軸シール装置本体が,ラビンリンスシールを有する,
請求項2乃至5のいずれか1項に記載の軸シール装置。 - 空気中の窒素と酸素を分離するガス分離装置をさらに具備し,
前記加熱装置が,前記ガス分離装置によって分離された酸素によって,燃料を燃焼させる燃焼器を有し,
前記ガス供給装置が,前記ガス分離装置によって分離された窒素ガスを前記シールガスとして供給する,
請求項3乃至5のいずれか1項に記載の軸シール装置。 - 前記請求項2乃至7のいずれか1項に記載の軸シール装置を具備する
発電システム。
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