[发明专利]超临界二氧化碳工质微型燃气轮机系统及其工质循环方法

权利要求书

1.一种超临界二氧化碳工质微型燃气轮机系统，其特征在于：包括压气机、燃烧室、涡轮、回热器、启发一体高速永磁电机、冷凝器、超临界二氧化碳稳压装置、制氧装置及燃料增压装置；超临界二氧化碳稳压装置的超临界二氧化碳出口连接至压气机的压缩工质入口，压气机的压缩工质出口连接至回热器的工质预热入口，回热器的工质预热出口连接至燃烧室的工质入口，同时制氧装置的氧气出口及燃料增压装置的燃料出口分别连接至燃烧室的氧气入口及燃料入口；燃烧室的工质出口连接至涡轮的工质入口，涡轮的工质出口连接至回热器的回热入口，回热器的回热出口连接至冷凝器的换热入口，冷凝器的换热出口经气水分离装置后连接回超临界二氧化碳稳压装置，二氧化碳稳压装置设有富余工质出口。

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳工质微型燃气轮机系统，其特征在于：所述压气机、涡轮及启发一体高速永磁电机的回转部件均安装于同一主轴，且该主轴与所述压气机、涡轮及启发一体高速永磁电机的回转部件之间采用空气轴承进行支撑。

3.一种权利要求1或2所述超临界二氧化碳工质智能微型燃气轮机系统的工质循环方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)压气机压缩：采用超临界二氧化碳作为循环工质，超临界二氧化碳进入压气机的压缩工质入口，经压气机进行压缩，形成压缩的超临界二氧化碳，此时压缩的超临界二氧化碳的压力为15-16Mpa，温度为550-650℃；

2)预热：压缩的超临界二氧化碳经压气机的压缩工质出口进入至回热器的工质预热入口，进行预热，预热后压缩的超临界二氧化碳的压力为15～20Mpa，温度为550-700℃；

3)燃烧：预热后的压缩的超临界二氧化碳经回热器的工质预热出口进入燃烧室；同时燃料和氧气进入燃烧室，充分燃烧；

4)膨胀做功：压缩的超临界二氧化碳与燃烧室内充分燃烧后的气体一起，以高温高压状态进入涡轮区，膨胀做功，带动启发一体高速永磁电机发电；

5)热量回收：做功后的超临界二氧化碳回到回热器的回热入口，对下个循环的压缩的超临界二氧化碳进行预热，实现热量回收，得到冷却的超临界二氧化碳；

6)回收处理：从回热器回热出口出来的冷却超临界二氧化碳经过冷凝器进一步冷却处理，将水蒸汽转化为液态水分离，重新生成干燥的超临界二氧化碳，干燥的超临界二氧化碳一部分去压气机，继续进入下个循环过程，其余一部分经富余工质出口收集起来作为其他用途。