CN111456819A - 超临界二氧化碳布雷顿循环系统 - Google Patents

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张克龙
柳勇
林原胜
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肖颀
邱志强
戴春辉
李献领
陈朝旭
代路
李邦明
吴君
柯汉兵
吕伟剑
王苇
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Abstract

本发明涉及热能发电技术领域，公开一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统，包括依次连接的压缩机、热源、透平和冷却器，同轴连接的压缩机和透平之间设有电机，压缩机和电机的转轴连接部设有用于形成第一恒压腔的第一静密封壳，透平和电机的转轴连接部设有用于形成第二恒压腔的第二静密封壳；系统还包括用于分离滑油和循环工质的油气分离器，油气分离器的进口与第一恒压腔和第二恒压腔连接，油气分离器的出口包括与供油单元相连的回油口和与冷却器相连的回气口。本发明在轴端泄漏部位设置静密封的恒压腔，通过油气分离器将恒压腔内泄漏气体进行油气分离，滑油重新进入滑油循环，分离出的二氧化碳从冷却器进入循环系统，实现油气分离和工质回收。

Description

超临界二氧化碳布雷顿循环系统
技术领域
本发明涉及热能发电技术领域，特别是涉及一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统。
背景技术
当今发电行业中，超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环已经成为取代蒸汽朗肯循环的重要发展方向。虽然S-CO2布雷顿循环具有高效率、少占地、高经济性等特点，但是由于S-CO2旋转机械(包括透平和压缩机)的密封压力高、工质粘度低、泄漏不冷凝等原因，S-CO2透平和压缩机的轴端泄漏问题迟迟未能解决，严重影响循环效率。
另外，由于普遍采用滑动轴承，高压气体从轴端泄漏出来的过程中经过轴承，同时将带出部分润滑油液滴。而且，由于润滑油在S-CO2内具有较高的溶解度，因此，S-CO2还将以溶解的形式萃取出部分润滑油。含有润滑油的S-CO2泄漏不仅导致S-CO2布雷顿循环内工质的逐渐丧失，还使润滑油的消耗量显著增大，系统运行维护成本急剧增加。虽然泄漏出来的CO2气体本身无毒，但浓度过高也会导致封闭空间内工作人员存在窒息的可能；CO2携带出来的润滑油不仅会对环境造成污染，同时对工作人员健康造成危害。
发明内容
本发明实施例提供了一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统，用以解决现有S-CO2布雷顿循环存在的工质泄漏、滑油损耗的问题。
本发明实施例提供一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统，包括依次连接的压缩机、热源、透平和冷却器，同轴连接的所述压缩机和所述透平之间设有电机，所述压缩机和所述电机的转轴连接部设有用于形成第一恒压腔的第一静密封壳，所述透平和所述电机的转轴连接部设有用于形成第二恒压腔的第二静密封壳；
系统还包括用于分离滑油和循环工质的油气分离器，所述油气分离器的进口与所述第一恒压腔和所述第二恒压腔连接，所述油气分离器的出口包括与供油单元相连的回油口和与所述冷却器相连的回气口。
其中，所述油气分离器的进口设有膨胀喷嘴，所述油气分离器的下方内壁设有多孔壁面层，所述油气分离器的底部设有集油箱，所述集油箱经所述多孔壁面层与所述油气分离器的内部空间连通。
其中，所述油气分离器为圆筒状，泄漏气体经所述膨胀喷嘴以切线方向进入所述油气分离器并形成旋转涡流。
其中，所述回气口包括冷气出口和热气出口，所述冷气出口设置于所述油气分离器靠近所述膨胀喷嘴的一端，所述热气出口设置于所述油气分离器远离所述膨胀喷嘴的另一端，所述热气出口与所述冷却器连接；
所述第二静密封壳的外侧设有冷却夹套壳，所述冷却夹套壳的内壁与所述第二静密封壳的外壁形成冷却空间，所述冷气出口经所述冷却空间与所述冷却器连接。
其中，所述冷却夹套壳相远离的两侧对角位置分别设有冷流进口和冷流出口，所述冷气出口与所述冷流进口连接，所述冷流出口与所述冷却器连接；
所述第二静密封壳的外壁在所述冷却空间内设有螺旋翅片。
其中，所述系统还包括吸收式制冷机、容积式压缩机和液化器，所述热气出口经所述吸收式制冷机的第一吸热侧与所述容积式压缩机的进口连接，所述容积式压缩机的进口还与所述冷流出口连接；
所述容积式压缩机的出口经所述液化器与所述冷却器连接；
所述吸收式制冷机用于向所述液化器提供冷量。
其中，所述系统还包括与所述液化器连接的杂质气体抽离装置。
其中，所述系统还包括回热器，所述压缩机的出口经所述回热器的预热侧与所述热源连接，所述透平的出口经所述回热器的回热侧与所述吸收式制冷机的第二吸热侧的进口连接，所述吸收式制冷机的第二吸热侧的出口与所述冷却器连接。
其中，所述压缩机和所述电机的转轴连接部在靠近所述压缩机的一端设置有用于减少轴端气体泄漏的第一迷宫密封，所述压缩机和所述电机的转轴连接部在靠近所述电机的一端设置有用于防止泄漏气体进入所述电机的内部的第一磁流体密封装置。
其中，所述透平和所述电机的转轴连接部在靠近所述透平的一端设有用于减少轴端气体泄漏的第二迷宫密封，所述透平和所述电机的转轴连接部在靠近所述电机的一端设置有用于防止泄漏气体进入所述电机的内部的第二磁流体密封装置。
本发明实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，在压缩机和透平的轴端泄漏部位设置静密封的恒压腔，并通过油气分离器将恒压腔内的泄漏气体进行油气分离，分离出的滑油进入供油单元以重新进入滑油循环，分离出的二氧化碳从冷却器再次进入循环系统，从而实现了油气分离和工质回收。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统原理示意图；
图2为本发明另一实施例提供的压缩机、电机和透平结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的油气分离器结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的油气分离器径向截面示意图；
图中：1、压缩机；2、热源；3、透平；4、冷却器；5、电机；6、油气分离器；7、回热器；8、第一恒压腔；9、第二恒压腔；10、供油单元；11、第一迷宫密封；12、第一磁流体密封装置；13、第二迷宫密封；14、第二磁流体密封装置；15、膨胀喷嘴；16、多孔壁面层；17、集油箱；18、滑油输送泵；19、冷气出口；20、热气出口；21、冷却夹套壳；22、冷流进口；23、冷流出口；24、吸收式制冷机；25、容积式压缩机；26、液化器；27、杂质气体抽离装置；28、高压注入泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统，包括依次连接的压缩机1、热源2、透平3和冷却器4，同轴连接的压缩机1和透平3之间设有电机5，压缩机1和电机5的转轴连接部设有用于形成第一恒压腔8的第一静密封壳，透平3和电机5的转轴连接部设有用于形成第二恒压腔9的第二静密封壳；系统还包括用于分离滑油和循环工质的油气分离器6，油气分离器6的进口与第一恒压腔8和第二恒压腔9连接，油气分离器6的出口包括与供油单元10相连的回油口和与冷却器4相连的回气口。
本发明实施例提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，压缩机1和透平3采用同轴连接的设计，即压缩机1和透平3通过同一转轴与一台电机5相连，该电机5既是压缩机1的驱动机，又是透平3带动的发电机。二氧化碳循环工质经压缩机1压缩后，进入热源2吸热变为具有高温高压的超临界二氧化碳，然后进入透平3做功，最后经冷却器4冷却后再次进入压缩机1完成循环。循环工质在转轴与压缩机1和透平3相连的动密封处产生轴端泄漏；由于高压气体从轴端泄漏出来的过程中经过轴承，泄漏的二氧化碳气体同时也带有部分润滑油。本发明实施例在压缩机1和透平3的轴端泄漏部位设置静密封的恒压腔，并通过油气分离器6将恒压腔内的泄漏气体进行油气分离，分离出的滑油进入供油单元10以重新进入滑油循环，分离出的二氧化碳从冷却器4再次进入循环系统，从而实现了油气分离和工质回收。
具体来说，压缩机1的壳体和电机5的壳体通过第一静密封壳连接，第一静密封壳的内部空间形成用于密封压缩机1和电机5的转轴连接部的第一恒压腔8；透平3的壳体和电机5的壳体通过第二静密封壳连接，第二静密封壳的内部空间形成用于密封透平3和电机5的转轴连接部的第二恒压腔9。第一恒压腔8和第二恒压腔9均与油气分离器6的进口连接。油气分离器6用于将滑油和二氧化碳气体相分离。油气分离器6的出口包括回油口和回气口，回油口与供油单元10相连，供油单元10可以通过轴承供油管向系统的各轴承提供润滑油；回气口与冷却器4相连，将泄漏的二氧化碳充入循环系统成为循环工质。
超临界二氧化碳布雷顿循环中，压缩机1内S-CO2压力从8MPa升至20MPa以上，压缩机1轴端泄漏的S-CO2初始参数为20MPa、110℃左右的超临界态。在该参数下的S-CO2对润滑油具有良好的溶解性，因此S-CO2泄漏过程中，经过压缩机1与转轴间的轴承时带出的润滑油有两种形式，一种是S-CO2气流冲刷携带的润滑油小颗粒，另一种是由于S-CO2的萃取作用而溶解的润滑油。
压缩机1泄漏的含润滑油的S-CO2经密封装置进行降压，密封装置可以采用迷宫密封的方式。比如，压缩机1和电机5的转轴连接部在靠近压缩机1的一端设置有用于减少轴端气体泄漏的第一迷宫密封11，在第一迷宫密封11的节流降压过程中，S-CO2会出现密度显著降低、体积膨胀的现象，多级节流降压伴随着CO2从超临界态(压力高于7.39MPa、温度高于31.3℃)降至亚临界的气态。泄漏的气态CO2进入第一恒压腔8，第一恒压腔8可以始终维持约1MPa的压力，一方面是可以减小压缩机1轴端的第一迷宫密封11两侧的压差，从而减少CO2的泄漏量，另一方面，可以为下游CO2回收提供足够的压力源。
第一恒压腔8位于压缩机1和电机5之间，为了使第一恒压腔8内的转轴受CO2的作用力更为均匀，第一恒压腔8可以设计为圆环状，且与转轴同轴布置。压缩机1轴端泄漏前的S-CO2温度为110℃左右，通过焦耳-汤姆孙效应进行计算，降压至1MPa的亚临界CO2温度将降至约-20℃至-30℃。第一恒压腔8的径向上设置第一泄漏气体引出管，并通过第一泄漏气体引出管将1MPa的含油CO2持续引出至油气分离器6，以维持第一恒压腔8内的恒定压力。
一个具体实施例中，为了防止进入第一恒压腔8的含油CO2泄漏气体进入电机5内部，导致电机5转子出现运行压力升高、油雾污染、难以冷却等问题，进而导致电机5运行寿命和效率的降低，压缩机1和电机5的转轴连接部在靠近电机5的一端可以设置第一磁流体密封装置12，以防止第一恒压腔8内的含油CO2泄漏气体泄漏进入电机5的内部，并保持电机5维持常压运行，减小电机5转子的鼓风损失。第一磁流体密封装置12采用永磁体产生磁场，将适量的磁流体充满转轴与密封装置之间的环形间隙，由于磁流体密封适合于1MPa、-30～120℃的端差密封环境，具有运动/静止均无泄漏、无机械磨损、寿命长等特点，可实现第一恒压腔8内的气体向电机5方向的零泄漏，防止携带润滑油的CO2对电机5转子的污染。
从压缩机1的出口离开的S-CO2经过热源2加热至额定温度后，进入透平3做功。透平3与转轴间的动密封处是S-CO2布雷顿循环中另一个轴端泄漏的重要位置。第二恒压腔9位于透平3和电机5之间，为了使第二恒压腔9内的转轴受CO2的作用力更为均匀，第二恒压腔9可以设计为圆环状，且与转轴同轴布置。
一个具体实施例中，透平3与转轴之间也设置有迷宫密封，比如，在透平3和电机5的转轴连接部在靠近透平3的一端设置第二迷宫密封13，以减少透平3的轴端泄漏。
超临界二氧化碳布雷顿循环中，透平3内S-CO2的压力从20MPa以上降至约8MPa，透平3轴端泄漏的S-CO2初始参数约为8MPa、300℃的超临界态，密封压差虽然相对压缩机1明显减小，但是透平3具有较高的运行温度，导致透平3轴端泄漏气体的温度过高，需要对透平3轴端泄漏的S-CO2进行降温，以更好满足轴承和密封的使用要求，比如，滑动轴承的运行温度常不超过80℃，干气密封许用温度常不超过200℃。另外，在8MPa、300℃下S-CO2对润滑油的溶解度降低，但更容易携带润滑油的小颗粒。
经过冷却和第二迷宫密封13等密封装置的降压后，约1MPa、20-30℃的含油CO2进入第二恒压腔9。一个具体实施例中，为了防止进入第二恒压腔9的含油CO2泄漏气体进入电机5内部，导致电机5转子出现运行压力升高、油雾污染、难以冷却等问题，进而导致电机5运行寿命和效率的降低，透平3和电机5的转轴连接部在靠近电机5的一端可以设置第二磁流体密封装置14，以防止第二恒压腔9内的含油CO2泄漏气体泄漏进入电机5的内部，并保持电机5维持常压运行，减小电机5转子的鼓风损失。第二恒压腔9的径向上设置第二泄漏气体引出管，并通过第二泄漏气体引出管将降压至1MPa的含油CO2持续引出至油气分离器6，维持第二恒压腔9内的恒定压力。
一个具体实施例中，油气分离器6的进口设有膨胀喷嘴15，油气分离器6的下方内壁设有多孔壁面层16，油气分离器6的底部设有集油箱17，集油箱17经多孔壁面层16与油气分离器6的内部空间连通。
一个具体实施例中，油气分离器6为圆筒状，泄漏气体经膨胀喷嘴15以切线方向进入油气分离器6并形成旋转涡流。
将来自第一恒压腔8和第二恒压腔9的泄漏气体进行混合，混合后携带润滑油颗粒及溶解润滑油的CO2进入油气分离器6的进口，进口处设置膨胀喷嘴15，1MPa的CO2经膨胀喷嘴15急剧膨胀，降压升速，以很高的速度沿切线方向进入油气分离器6，并形成高速旋转的涡流。CO2气流在油气分离器6内高速旋转时，一方面由于降压至常压，且中心区域降温至-40℃，CO2中润滑油溶解度降低为零，溶解的润滑油将析出为小液滴而油气分离；另一方面，在高速旋转作用下，润滑油液滴会被离心力甩向油气分离器6的壁面，从而加速油气分离。
如图3、图4所示，在高速旋流作用下，润滑油在圆筒状的油气分离器6的内壁面上形成一层薄薄的油膜，该油膜可以减小CO2气体旋流与壁面之间的摩擦，有利于维持强旋流状态，强化油气分离效果。
在油气分离器6的下半部分设置多孔壁面层16，由于CO2气体和润滑油液体在多孔壁面有着不同的毛细力学行为，润滑油液体能快速进入多孔区域内部，而CO2气体无法进入，从而在重力和毛细力的综合作用下，多孔壁面层16内的润滑油通过滑油引出通道进入滑油集箱进行收集，滑油集箱中的润滑油再通过滑油输送泵18送入供油单元10，由供油单元10再分配入轴承等用油部位，以实现润滑油的重复利用。
在旋流离心作用下，油气分离器6还可以将1MPa的CO2分成低温气体和高温气体两股，处于中心部位的气流温度较低，而处于外层部位的气流温度较高。这是由于1MPa的CO2在膨胀喷嘴15中膨胀并加速到音速，从切线方向射入油气分离器6，形成自由涡流。自由涡流的旋转角速度愈靠近中心愈大，由于角速度不同，在自由涡流的层与层之间就产生了摩擦。中心部分的气流速度最大，摩擦结果是将能量传递给外层角速度较低的气流，中心层部分的气流失去能量，导致速度降低、温度降低，通过油气分离器6中心的孔板从一端引出，得到冷气流。而外层部分的气流获得动量，动能增加，同时又与油气分离器6壁面摩擦，将部分动能转换成热能，从油气分离器6的另一端被引出，形成热气流。因此，一个具体实施例中，油气分离器6的回气口包括冷气出口19和热气出口20；冷气出口19设置于油气分离器6靠近膨胀喷嘴15的一端，且冷气出口19可以开设于圆筒状的油气分离器6的径向截面的中部位置；热气出口20设置于油气分离器6远离膨胀喷嘴15的另一端，且热气出口20可以呈环状开设于圆筒状的油气分离器6的径向截面的外圈，热气出口20与冷却器4连接。其中，冷气出口19的CO2流量为油气分离器6进口流量的约80％，温度达到-40℃左右；热气出口20的CO2流量为油气分离器6进口流量的约20％，温度达到110℃左右。
为了对透平3轴端泄漏的S-CO2进行降温，以更好满足轴承和密封的使用要求，第二静密封壳的外侧可以设有冷却夹套壳21，冷却夹套壳21的内壁与第二静密封壳的外壁形成冷却空间。进一步地，油气分离器6的冷气出口19经该冷却空间与冷却器4连接，从而以此CO2冷气源以取代常规的水冷源，实现能量的充分利用。
一个具体实施例中，冷却夹套壳21设有冷流进口22和冷流出口23；冷气出口19与冷流进口22连接，以引入冷却工质；冷流出口23与冷却器4连接，以排出冷却工质。冷流进口22和冷流出口23分别位于冷却夹套壳21相远离的两侧对角位置，以获得冷却工质最长的换热路径和停留时间。冷却夹套壳21内，第二静密封壳的外壁在冷却空间内设有螺旋翅片。螺旋翅片的作用一方面是增大换热面积，另一方面是使冷却工质以旋流方式向前流动，强化换热性能。
一个具体实施例中，超临界二氧化碳布雷顿循环系统还包括吸收式制冷机24、容积式压缩机25和液化器26。油气分离器6的热气出口20经吸收式制冷机24的第一吸热侧与容积式压缩机25的进口连接，从油气分离器6的热气出口20流出的CO2在吸收式制冷机24的第一吸热侧放出热量，实现能量的充分利用。另外，超临界二氧化碳布雷顿循环系统还包括回热器7，压缩机1的出口经回热器7的预热侧与循环系统的热源2连接，透平3的出口经回热器7的回热侧与吸收式制冷机24的第二吸热侧的进口连接，吸收式制冷机24的第二吸热侧的出口与冷却器4连接。由于从油气分离器6的热气出口20流出的CO2热气流量较小，为了提高吸收式制冷机24可以提供的冷量，可以将在透平3排出后经过回热器7的回热侧放热的S-CO2作为吸收式制冷机24的补充热源。用吸收式制冷机24取代常规的压缩式制冷机，可以实现系统余热热能的充分利用。
容积式压缩机25的进口还与冷却夹套壳21上设置的冷流出口23连接。从冷却夹套壳21的冷流出口23流出的CO2与从吸收式制冷机24的第一吸热侧流出的CO2混合后，进入容积式压缩机25，该容积式压缩机25可以为无油润滑式。容积式压缩机25的入口压力约0.1MPa，出口压力约2.2MPa。由于2.2MPa下的CO2液化温度高于-20℃，因此，为了尽量减少压缩耗功，可以选择经济性最好且最成熟的2.2MPa的容积式压缩机25。从容积式压缩机25的出口流出的CO2，进入液化器26，液化器26的作用是将2.2MPa的CO2降温以将其液化为液体。液化器26的冷量来自于吸收式制冷机24，吸收式制冷机24能够提供-20℃的冷源。
由于不同气体的液化温度不同，CO2在泄漏和回收过程中混入的氮气、氧气等杂质气体，将在液化器26内依然保持气态。因此，可以通过与液化器26相连接的杂质气体抽离装置27，将杂质气体分离出去，起到排除杂质气体、净化提纯CO2的作用。
从液化器26出来的液态CO2通过高压注入泵28进行增压后，再注入S-CO2布雷顿循环系统，注入点的位置选择在冷却器4上游。由于注入的液态CO2温度很低，且在气化过程中会吸收大量的热量，与来自吸收式制冷机24的主流S-CO2混合，可以进一步对主流S-CO2降温。通过吸收式制冷机24和液态CO2的双重降温作用，进入冷却器4的S-CO2温度将显著降低，减少了通过冷却器4排向环境的废热，在维持系统做功能力不变的前提下，向最终热阱排放的热量减小，从而有效提升了系统热效率。
从冷却器4离开的S-CO2再进入压缩机1进行升压，开始下一轮的循环。
由以上实施例可以看出，本发明提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，在压缩机1和透平3的轴端泄漏部位设置静密封的恒压腔，并通过油气分离器6将恒压腔内的泄漏气体进行油气分离，分离出的滑油进入供油单元10以重新进入滑油循环，分离出的二氧化碳从冷却器4再次进入循环系统，从而实现了油气分离和工质回收。本发明提供的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，具有以下优点：
一、实现了对S-CO2布雷顿循环中所有的泄漏工质的回收和再利用，有效减小了系统的运行维护成本；
二、实现了对S-CO2中润滑油的高效分离，有效的避免了润滑油泄漏至环境或再次进入S-CO2布雷顿循环造成的危害；
三、实现了泄漏工质回收过程中冷能和热能的梯级利用，有效的减少了排向最终热阱的废热量，提升了系统热效率；
四、解决了含油CO2向电机5泄漏问题，避免了电机5运行压力升高、滑油污染、冷却失效等原因导致的电机5运行效率及寿命缩短问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超临界二氧化碳布雷顿循环系统，包括依次连接的压缩机、热源、透平和冷却器，其特征在于，同轴连接的所述压缩机和所述透平之间设有电机，所述压缩机和所述电机的转轴连接部设有用于形成第一恒压腔的第一静密封壳，所述透平和所述电机的转轴连接部设有用于形成第二恒压腔的第二静密封壳；
系统还包括用于分离滑油和循环工质的油气分离器，所述油气分离器的进口与所述第一恒压腔和所述第二恒压腔连接，所述油气分离器的出口包括与供油单元相连的回油口和与所述冷却器相连的回气口。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述油气分离器的进口设有膨胀喷嘴，所述油气分离器的下方内壁设有多孔壁面层，所述油气分离器的底部设有集油箱，所述集油箱经所述多孔壁面层与所述油气分离器的内部空间连通。
3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述油气分离器为圆筒状，泄漏气体经所述膨胀喷嘴以切线方向进入所述油气分离器并形成旋转涡流。
4.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述回气口包括冷气出口和热气出口，所述冷气出口设置于所述油气分离器靠近所述膨胀喷嘴的一端，所述热气出口设置于所述油气分离器远离所述膨胀喷嘴的另一端，所述热气出口与所述冷却器连接；
所述第二静密封壳的外侧设有冷却夹套壳，所述冷却夹套壳的内壁与所述第二静密封壳的外壁形成冷却空间，所述冷气出口经所述冷却空间与所述冷却器连接。
5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述冷却夹套壳相远离的两侧对角位置分别设有冷流进口和冷流出口，所述冷气出口与所述冷流进口连接，所述冷流出口与所述冷却器连接；
所述第二静密封壳的外壁在所述冷却空间内设有螺旋翅片。
6.根据权利要求5所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述系统还包括吸收式制冷机、容积式压缩机和液化器，所述热气出口经所述吸收式制冷机的第一吸热侧与所述容积式压缩机的进口连接，所述容积式压缩机的进口还与所述冷流出口连接；
所述容积式压缩机的出口经所述液化器与所述冷却器连接；
所述吸收式制冷机用于向所述液化器提供冷量。
7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述系统还包括与所述液化器连接的杂质气体抽离装置。
8.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述系统还包括回热器，所述压缩机的出口经所述回热器的预热侧与所述热源连接，所述透平的出口经所述回热器的回热侧与所述吸收式制冷机的第二吸热侧的进口连接，所述吸收式制冷机的第二吸热侧的出口与所述冷却器连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述压缩机和所述电机的转轴连接部在靠近所述压缩机的一端设置有用于减少轴端气体泄漏的第一迷宫密封，所述压缩机和所述电机的转轴连接部在靠近所述电机的一端设置有用于防止泄漏气体进入所述电机的内部的第一磁流体密封装置。
10.根据权利要求9所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述透平和所述电机的转轴连接部在靠近所述透平的一端设有用于减少轴端气体泄漏的第二迷宫密封，所述透平和所述电机的转轴连接部在靠近所述电机的一端设置有用于防止泄漏气体进入所述电机的内部的第二磁流体密封装置。
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