超临界二氧化碳轴流透平冷却系统耦合传热特性数值研究Numerical investigations on the coupled heat transfer characteristics of the cooling system of a supercritical carbon dioxide axial turbine
周东,霍文浩,刘红丹,唐国庆,王亚,文鑫,但光局
摘要(Abstract)：
针对某型超临界二氧化碳（S-CO_2）轴流透平开展了冷却系统设计，通过抽取压缩机后管道中低温S-CO_2对干气密封、转轴和壳体进行冷却，以保证干气密封工作温度低于200.0℃。采用耦合传热方法分析了该冷却系统的流动和传热特性，对比了不同冷却方案的干气密封、转轴与壳体等固体域的温度分布。结果表明：采用转轴冷却方案时转轴温度降幅达到220.3℃，干气密封最高温度为229.1℃；进一步引入温度更低流量更大的S-CO_2对壳体进行冷却，能抑制透平进口处高温主流的加热作用，转轴温度降幅增加到244.1℃，干气密封最高温度下降到181.2℃，同时S-CO_2轴流透平干气密封、壳体和转轴等被冷却部件温度梯度可控。该冷却系统为S-CO_2轴流透平的安全可靠运行提供了解决方案。
关键词(KeyWords)： 超临界二氧化碳轴流透平;冷却系统;传热特性;温度分布
基金项目(Foundation):
作者(Author): 周东,霍文浩,刘红丹,唐国庆,王亚,文鑫,但光局
DOI: 10.19666/j.rlfd.202012195