本發(fā)明涉及超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電，特別是涉及一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平及使用方法。
背景技術：
1、透平殼體脹差指的是透平殼體相對于轉子的相對膨脹量，為了控制殼體脹差不超出允許值，傳統(tǒng)發(fā)電機組的冷啟動過程時間會非常長，隨著發(fā)電技術的發(fā)展，超臨界二氧化碳作為代替水蒸氣的優(yōu)良工質，因其更高的循環(huán)效率、更緊湊的設備布置，常被用于需快速發(fā)電的小型發(fā)電機組上，此種發(fā)電系統(tǒng)需要做到快速啟動，快速調整發(fā)電功率，因此需要透平能夠滿足工作介質的溫度快速變化的工況，傳統(tǒng)透平結構中，工作介質溫度變化過快會導致脹差過大，導致轉子碰擦，損壞機組的嚴重事故。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平及使用方法，實現(xiàn)透平快速啟動，快速調節(jié)的性能。
2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
3、一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，包括安裝殼體、外蝸殼，所述安裝殼體內設有主軸，安裝殼體與主軸之間設置有干氣密封，外蝸殼上沿徑向設有透平進氣口、進氣高壓腔室、排氣流道、透平排氣口，
4、主軸的端部依次連接有傳動軸、渦輪盤，主軸為不耐高溫的材料，傳動軸采用耐高溫合金材料，傳動軸用于承受高溫和傳遞扭矩，最后主軸、傳動軸、渦輪盤三個零件由拉桿和鎖緊螺母鎖緊固定；
5、安裝殼體、主軸之間依次設有冷卻殼體、支撐殼體，冷卻殼體、支撐殼體均固定在安裝殼體上，支撐殼體的非流道面安裝有隔熱層，安裝殼體上設有冷卻氣進口、冷卻氣排氣口，冷卻殼體上設有冷卻通道與冷卻氣進口、冷卻氣排氣口連通，從冷卻氣進口引入低溫高壓二氧化碳氣體進入冷卻殼體，對安裝殼體、冷卻殼體進行冷卻后從冷卻氣排氣口排除，冷卻殼體、隔熱層防止支撐殼體直接向安裝殼體導熱，以保護與安裝殼體接觸的部件；
6、支撐殼體內部從外到內依次安裝有進氣導流殼體、噴嘴環(huán)，噴嘴環(huán)位于渦輪盤的進氣側，支撐殼體的流道側、進氣導流殼體圍合成進氣流道，進氣流道與透平進氣口連通，徑向進入透平進氣口的高溫高壓二氧化碳工質在進氣流道末端形成軸向流動，然后經過噴嘴環(huán)流出，推動渦輪盤葉片，從而驅動主軸做功，再從透平排氣口排除。
7、優(yōu)選地，安裝殼體安裝在齒輪箱/高速發(fā)電機上，主軸為齒輪箱的輸入軸/高速發(fā)電機主軸的軸伸段。
8、優(yōu)選地，渦輪盤的外圓處、進氣導流殼體之間設置有輪盤疏齒密封。
9、優(yōu)選地，支撐殼體上安裝有排氣導流殼體，排氣導流殼體位于渦輪盤的排氣側，排氣導流殼體用于將渦輪盤的排氣導入排氣流道，排氣導流殼體內設有推力平衡腔、平衡氣流道，推力平衡腔通過平衡氣流道與進氣高壓腔室連通，平衡氣流道從進氣高壓腔室中引入高溫高壓二氧化碳工質，從而平衡渦輪盤上的軸向力。
10、優(yōu)選地，排氣導流殼體上通過排氣導流殼疏齒密封壓緊座安裝有排氣導流殼體疏齒密封，排氣導流殼體疏齒密封用于減少推力平衡腔中的工質泄漏量。
11、優(yōu)選地，主軸與傳動軸通過三棱柱型連接面配合傳扭，傳動軸與渦輪盤之間通過端面齒結構傳扭。
12、優(yōu)選地，支撐殼體上對應傳動軸的兩端安裝有傳動軸密封一、傳動軸密封二。
13、一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平的使用方法，
14、首先高溫高壓超臨界二氧化碳工質由透平進氣口進入進氣高壓腔室，然后經過進氣流道到達噴嘴環(huán)，再由噴嘴環(huán)噴出推動渦輪盤葉片驅動主軸做功，最后經排氣流道從透平排氣口排除，完成做功流程；
15、做功流程中，由于與渦輪盤相鄰的所有零部件都沒有安裝在外蝸殼上，因此外蝸殼所有的熱膨脹都不會影響到透平的動靜間隙，實現(xiàn)透平外殼體脹差解耦。
16、由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有如下有益效果：
17、本發(fā)明與渦輪盤相鄰的所有零部件都沒有安裝在外蝸殼上，因此外蝸殼所有的熱膨脹都不會影響到透平的動靜間隙，完全實現(xiàn)了透平外殼體脹差解耦，使二氧化碳透平可以實現(xiàn)快速啟動，快速調節(jié)的性能。
1.一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，包括安裝殼體、外蝸殼，所述安裝殼體內設有主軸，安裝殼體與主軸之間設置有干氣密封，外蝸殼上沿徑向設有透平進氣口、進氣高壓腔室、排氣流道、透平排氣口，其特征在于：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，其特征在于：安裝殼體安裝在齒輪箱/高速發(fā)電機上，主軸為齒輪箱的輸入軸/高速發(fā)電機主軸的軸伸段。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，其特征在于：渦輪盤的外圓處、進氣導流殼體之間設置有輪盤疏齒密封。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，其特征在于：支撐殼體上安裝有排氣導流殼體，排氣導流殼體位于渦輪盤的排氣側，排氣導流殼體用于將渦輪盤的排氣導入排氣流道，排氣導流殼體內設有推力平衡腔、平衡氣流道，推力平衡腔通過平衡氣流道與進氣高壓腔室連通，平衡氣流道從進氣高壓腔室中引入高溫高壓二氧化碳工質，從而平衡渦輪盤上的軸向力。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，其特征在于：排氣導流殼體上通過排氣導流殼疏齒密封壓緊座安裝有排氣導流殼體疏齒密封，排氣導流殼體疏齒密封用于減少推力平衡腔中的工質泄漏量。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，其特征在于：主軸與傳動軸通過三棱柱型連接面配合傳扭，傳動軸與渦輪盤之間通過端面齒結構傳扭。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平，其特征在于：支撐殼體上對應傳動軸的兩端安裝有傳動軸密封一、傳動軸密封二。
8.一種權利要求1所述的超臨界二氧化碳外殼體脹差解耦結構透平的使用方法，其特征在于：