【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超临界二氧化碳发电，进一步地涉及一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收系统及方法。
技术介绍
1、超临界二氧化碳发电技术是一种以二氧化碳为工质的新型闭式循环发电技术，与传统的蒸汽朗肯循环相比，其具有以下突出优势：采用布雷顿循环提升了热效率；超临界二氧化碳的密度大于蒸汽，因此机组可以实现紧凑化、小型化；机组可以更快地启停或响应电网变负荷运行指令；大幅减少冷却水的耗量；宽广的热源适应性。虽然超临界二氧化碳发电技术具有众多潜在优势，但该项技术仍处于发展阶段，技术挑战众多，其中最为突出的技术难题之一就是密封系统工质泄漏问题。
2、干气密封系统在超临界二氧化碳发电系统中的作用至关重要。干气密封系统主要用于压缩机和涡轮机的轴端密封，防止二氧化碳发生大量泄漏的同时可以保证工质的纯净。干气密封系统中，干气耦合迷宫密封的超临界二氧化碳轴端密封方法及装置有着最为关键的作用。然而，在高温高压环境下，干气密封系统自身的泄漏是一个常见并且不可忽视的问题。
3、无论是从超临界二氧化碳发电系统的长周期连续运行能力考虑还是从环境安全角度考虑，均需要解决密封泄漏问题，实现整个发电系统的对外零泄漏。
4、此外，在超临界二氧化碳发电系统中采用磁浮轴承技术可以进一步提高系统功率密度、降低系统振动噪声，是目前该发电技术的一个发展方向。但磁浮电机的引入将改变电机冷却方式，即由传统油冷方式改变为新型气冷方式。从保证发电系统工质清洁度的角度考虑，有必要采用二氧化碳作为冷却气，且流量范围达到100～5000nm3/h。若不对该
技术实现思路
1、针对现有技术中超临界二氧化碳发电装置自身工质泄露、采用磁浮电机时二氧化碳冷却气泄露等问题，本专利技术的目的在于提供一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收系统以及相匹配的工质回收方法，将压缩机和涡轮机泄露的co2随冷却气一起送入磁浮电机，对磁浮电机进行冷却，磁浮电机排出的co2工质冷却后采用分流压缩的方法，一部分经压缩后进入冷凝器，参与下一次发电单元工质循环，而另一部分则经压缩、冷却后作为新的冷却气进入磁浮电机进行冷却，有效地解决了超临界二氧化碳发电系统的工质泄漏及其回收问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收系统，包括：发电单元、工质回收单元和冷却气供应单元，所述发电单元包括磁浮电机以及依次序且循环连接的压缩机、热源、涡轮机和冷凝器，所述压缩机和所述涡轮机均设有工质泄露口；所述磁浮电机、所述压缩机与所述涡轮机同轴设置，所述磁浮电机设有冷却入口和冷却出口，所述冷却气供应单元与所述冷却入口连通，以向所述磁浮电机输入二氧化碳冷却气；所述压缩机和所述涡轮机的工质泄露口均与所述冷却入口连接；所述工质回收单元包括第一换热器和第一压缩装置，所述第一换热器的入口与所述冷却出口连接，所述第一换热器的出口、所述第一压缩装置和所述冷凝器的入口依次连接。
4、在一些实施方式中，所述工质回收单元还包括依次连接的第二压缩装置和第二换热器，所述第二压缩装置的入口与所述第一换热器的出口连接，所述第二换热器的出口与所述冷却入口连接。
5、在一些实施方式中，所述发电单元还包括：回热器，所述回热器设有热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；所述冷侧入口和所述冷侧出口分别与所述压缩机的出口和所述热源的入口连接；所述热侧入口和所述热侧出口分别与所述涡轮机的出口和所述冷凝器的入口连接。
6、在一些实施方式中，所述冷却气供应单元包括依次连接的冷却气储罐和冷却气输送管路，所述冷却气输送管路上设有冷却气压力调节阀。
7、在一些实施方式中，所述发电单元还包括工质流量控制阀，所述工质流量控制阀设置在所述第一换热器的出口与所述第一压缩装置之间的管路上，所述工质流量控制阀用于控制回流入所述冷凝器的工质流量。
8、在一些实施方式中，所述发电单元还包括涡轮机旁通支路，所述涡轮机旁通支路的一端设置在所述热源的出口与所述涡轮机的入口之间的管路上，另一端设置在所述涡轮机的出口与所述热侧入口连接。
9、在一些实施方式中，该工质回收系统还包括：多个过滤器，所述过滤器设置在所述工质泄露口和所述冷却入口之间的管路上，所述过滤器用于过滤泄露工质内的夹带的轴承润滑油和其他杂质。
10、本专利技术还提供了一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收方法，使用上述的工质回收系统，包括如下步骤：所述压缩机和所述涡轮机内泄露的co2通过所述工质泄露口流出，随冷却气一同进入所述磁浮电机，对所述磁浮电机进行冷却；所述冷却出口流出的co2工质依次经所述第一换热器降温、所述第一压缩装置增压、所述冷凝器冷凝后重新进入所述压缩机参与循环。
11、在一些实施方式中，该工质回收方法还包括步骤：所述冷却出口流出的一部分co2工质依次经所述第二增压装置增压、所述第二换热器冷却后，作为冷却气重新进入所述磁浮电机，对所述磁浮电机进行冷却。
12、与现有技术相比，本专利技术所提供的用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收系统及方法具有以下有益效果：
13、针对超临界二氧化碳发电装置自身co2泄露以及二氧化碳冷却气泄露的问题，本专利技术将泄露的co2随冷却气一同通入磁浮电机，实现冷却作用，同时，采用分流压缩的方式，将一部分冷却后的co2工质(磁浮电机排出的冷却气和泄露的co2)增压后重新送入冷凝器进行冷凝，参与下一次发电单元内的工质循环，另一部分冷却后的co2工质则经压缩、再冷却后作为新的冷却气通入磁浮电机中进行冷却，解决了工质泄漏及其回收问题，同时极大地方便了压缩装置的选型，助力了发电机组的紧凑化、轻量化设计。
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1.一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的工质回收系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
8.一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收方法，使用权利要求1-7任一所述的工质回收系统，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的工质回收方法，其特征在于，还包括：
【技术特征摘要】
1.一种用于超临界二氧化碳发电装置的工质回收系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的工质回收系统，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：徐一鸣，李新宇，王林涛，杜柯江，刘惠民，杨欣，徐剑云，陈永，鲁亚朋，
申请(专利权)人：上海齐耀动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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