CN113266580A - 升压装置、二氧化碳循环机组以及联合循环机组 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术问题是提供升压所需的动力小的升压装置。一种用于使流体升压的非容积型的升压装置，具备：转子，包括由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼构成的旋转翼列；壳体，容纳转子；静止翼列，支承于壳体，并且由在周向上隔开间隔设置的多个静止翼构成；以及多个热交换部，用于冷却流体，热交换部构成为在静止翼的高度方向上分割多个静止翼中的在周向上相互邻接的静止翼之间所形成的流路。

Description

升压装置、二氧化碳循环机组以及联合循环机组
技术领域
本发明涉及升压装置、二氧化碳循环机组以及联合循环机组。
背景技术
在专利文献1中，记载有为了降低作为升压装置的离心压缩机的消耗动力，在支承于离心压缩机的壳体的返回叶片的压力面以及负压面分别设置散热片，通过散热片和流体的热交换冷却穿过返回叶片的流体。根据该构成，能够使压缩机中的流体的压缩接近等温压缩，降低离心压缩机的升压所需的动力，使离心压缩机高效率化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭64-46498号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述专利文献1所公开的返回叶片的散热片，能够降低升压装置中的流体的升压所需的动力，但是其降低效果有限。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供流体的升压所需的动力小的升压装置、以及具备该升压装置的二氧化碳循环机组及联合循环机组。
技术方案
本发明的升压装置是用于使流体升压的非容积型的升压装置，具备：转子，包括由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼构成的旋转翼列；壳体，容纳所述转子；静止翼列，支承于所述壳体，并且由在所述周向上隔开间隔设置的多个静止翼构成；以及多个热交换部，用于冷却所述流体，所述热交换部构成为在所述静止翼的高度方向上分割所述多个静止翼中的相互邻接的静止翼之间所形成的流路。
有益效果
根据本发明，提供流体的升压所需的动力小的升压装置、以及具备该升压装置的二氧化碳循环机组及联合循环机组。
附图说明
图1是表示一实施方式的升压装置2(2A)的概略构成的剖视图。
图2是表示返回流路部22的与轴向正交的概略剖面的图。
图3是示意地表示将图2中的A-A剖面的构成的一个例子在周向上展开的图。
图4是示意地表示图3中的B-B剖面的构成的一个例子的图。
图5是表示图3中的C1-C1剖面的构成的一个例子、C2-C2剖面的构成的一个例子以及C3-C3剖面的构成的一个例子的图。
图6是表示包含图3中的D部的C2-C2剖面的构成的一个例子的图。
图7是表示包含图3中的D部的C2-C2剖面的构成的另一个例子的图。
图8是表示包含图3中的D部的C2-C2剖面的构成的另一个例子的图。
图9是将图6所示的一侧突出部28a以及另一侧突出部28b放大的概略图。
图10是表示一实施方式的升压装置2(2B)的概略构成的剖视图。
图11是概略地表示图10的E-E剖面的图。
图12是示意地表示图11中的F-F剖面的构成的一个例子的图。
图13是表示图11中的G1-G1剖面的构成的一个例子、G2-G2剖面的构成的一个例子以及G3-G3剖面的构成的一个例子的图。
图14是表示包含图11中的H部的G2-G2剖面的构成的一个例子的图。
图15是表示包含图11中的H部的G2-G2剖面的构成的另一个例子的图。
图16是表示包含图11中的H部的G2-G2剖面的构成的另一个例子的图。
图17是包含表示从升压装置2(2A)的入口15至出口16的级3A～3F中的、流体F的焓和流体F的压力的关系的线Q的图。
图18是表示能够应用上述升压装置2(2A，2B)的二氧化碳循环机组100的概略构成的示意图。
图19是表示能够应用上述二氧化碳循环机组100的联合循环机组200的概略构成的示意图。
图20是表示上述二氧化碳循环机组100的应用例的示意图。
图21是表示上述二氧化碳循环机组100的另一应用例的示意图。
图22是表示一侧突出部28a与另一侧突出部28b在叶片38的高度方向上重叠地配置的方案的图。
具体实施方式
以下，参照附图对一些实施方式进行说明。不过，作为实施方式所记载的或在附图中所示的构成零件的尺寸、材质、形状及其相对配置等并非旨在将发明的范围限定于此，仅作为说明例而已。
例如，“在某方向”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对配置的表达，不仅严格地表示这样的配置，而且也表示以具有公差或具有能够获取相同功能的程度的角度或距离的方式进行了相对位移的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物处于相等状态的表达，不仅严格地表示相等状态，而且也表示存在有公差或存在有能够获取相同功能的程度的差异的状态。
例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表达，不仅表示严格的几何学意义中的四边形状或圆筒形状等形状，而且也表示在能够获取相同效果的范围内，包括凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面，“设置”、“备置”、“具备”、“包括”、或“具有”一个构成要素这样的表达，并非是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表达。
图1是表示一实施方式的升压装置2(2A)的概略构成的剖视图。
图1所示的示例性的升压装置2(2A)是离心式且非容积型的升压装置，具备在升压的流体F的流动方向上串联配置的多个级3。在图示的示例性的方式中，升压装置2(2A)包括在流体F的流动方向上串联排列的6个级3A～3F。升压装置2(2A)具备用于使流体F升压的转子4和容纳转子4的壳体5。流体F的种类没有特别限定，例如可以是超临界流体CO2。在以下，设为将转子4的轴向简称为“轴向”，将转子4的径向简称为“径向”，将转子4的周向简称为“周向”。
转子4包括转动轴6和在轴向上并排地装配于转动轴6的多个叶轮8。在图示的示例性的方式中，在转动轴6串联地设有6个叶轮8。转动轴6经由轴颈轴承13和推力轴承14可旋转地支承于壳体5。
叶轮8的每一个包括由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼10(叶轮翼)构成的旋转翼列12(叶轮翼列)。
壳体5以围绕多个叶轮8的方式构成。在壳体5，在轴向的一侧形成有用于使流体F从壳体5的外部流入的入口15(吸入口)，在轴向的另一侧形成有用于使流体F向壳体5的外部流出的出口16(排出口)。在壳体5的内侧，形成有将流体F从入口15引导至出口16的流路9。
对于壳体5的流路9，在除了最终级以外的各级3包括将从叶轮8向径向的外侧流出的流体F向下一级3的叶轮8引导的返回流路18。返回流路18的每一个包括将从上游侧的叶轮8流出的流体F向径向的外侧引导的扩散器流路部20，以及将穿过扩散器流路部20的流体F向径向的内侧引导以便向下一级的叶轮8供给的返回流路部22。在扩散器流路部20设有由在周向上隔开间隔设置的多个扩散器叶片24构成的扩散器叶片列29，扩散器叶片24的每一个支承于壳体5。
图2是表示返回流路部22中的与轴向正交的概略剖面的图。
如图1或图2所示，在返回流路部22设有由在周向上隔开间隔设置的多个返回叶片26(多个静止翼)构成的返回叶片列27(静止翼列)。返回叶片26的每一个支承于壳体5。返回叶片26的每一个，具体而言，支承于壳体5中在轴向上对置的一对流路壁部22a，22b的至少一方以便形成返回流路部22。返回叶片26具有将包含于流体F的旋转成分抵消的功能，以便由前级的叶轮8升压的流体F沿轴向流入下一级的叶轮8。需要说明的是，最终级3F具备设有扩散器叶片列29的扩散器流路部20，不具备返回流路部22。
在上述升压装置2中，从入口15向壳体5内流入的流体F由最靠近入口15侧的叶轮8升压后，直至最终级的叶轮8由各级的叶轮8依次升压后从出口16排出。
图3是示意地表示将图2中的A-A剖面的构成的一个例子在周向上展开的图。
如图3所示，升压装置2的各级3包括用于将流体F冷却的多个热交换部28。热交换部28的每一个构成为在返回叶片26的高度方向(在图示的方式中为轴向)上分割多个返回叶片26中的在周向上相互邻接的2个返回叶片26之间所形成的流路30。在图示的方式中，热交换部28的每一个，沿与返回叶片26的高度方向交叉的面形成为板状。此外，热交换部28的每一个将流路30分割为隔着热交换部28位于返回叶片26的高度方向的一侧(流路壁部22a侧)的第一流路部30a和隔着热交换部28位于返回叶片26的高度方向的另一侧(流路壁部22b侧)的第二流路部30b。
此外，多个热交换部28的每一个构成为连接在周向上相互邻接的2个返回叶片26。其中，多个热交换部28中的至少一个可以如图3的箭头D所示不连接相互邻接的2个返回叶片26而在周向上中断。由此，能够吸收热变形并且使组装容易。
在上述升压装置2中，旋转翼列12、返回叶片列27、多个热交换部28以及扩散器叶片列29构成1个级3。
如上所述，能够通过设置构成为分割在周向上相互邻接的返回叶片26之间所形成的流路30的热交换部28，使流路30的截面积变小而缩小流路30的当量直径，使在热交换部28的表面、返回叶片26的表面生成的边界层变薄，由此提高热交换部28的表面、返回叶片26的表面的传热系数，将由升压装置2升压的流体F有效地冷却。因此，能够使升压装置2中的流体F的升压接近等温压缩，能够实现升压所需的动力小的升压装置2。需要说明的是，缩小流路30的当量直径，提高热交换部28的表面、返回叶片26的表面的传热系数的效果、增大传热面积的效果，能够通过以在周向上分割流路30的方式设置热交换部28，即，以与返回叶片26平行地在径向上延伸的方式设置热交换部28而得到。然而，在周向上隔开间隔设置的多个返回叶片26的片数，通常以使空气动力学损失最小的方式选定。当与返回叶片26平行地，就是说，以在周向上分割流路30的方式设置热交换部28时，热交换部28实质上发挥与返回叶片26同样的作用，与返回叶片26的片数实质上增大相同，空气动力学损失增大，效率降低。如本发明这样，当以在返回叶片26(多个静止翼)的高度方向上分割流路30的方式设置热交换部28时，能够不伴随着空气动力学损失的增大，缩小流路30的当量直径，提高热交换部28的表面、返回叶片26的表面的传热系数并且增大传热面积，因此更优选。
图4是示意地表示图3中的B-B剖面的构成的一个例子的图。
在一些实施方式中，例如如图4所示，在返回叶片26的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路32。在图4所示的示例性的方式中，返回叶片26包括在返回叶片26的前缘26a侧沿返回叶片26的高度方向形成的前缘侧流路部32a、在返回叶片26的后缘26b侧沿返回叶片26的高度方向形成的后缘侧流路部32b、以及以将前缘侧流路部32a和后缘侧流路部32b连接的方式形成的多个连接流路部32c。流入前缘侧流路部32a的冷却介质穿过多个连接流路部32c而流入后缘侧流路部32b，从后缘侧流路部32b排出。
如图4例示的那样，通过在返回叶片26的内部设置供冷却介质流动的冷却流路32，由升压装置2升压的流体F穿过返回叶片26时该流体F通过与返回叶片26的热交换被有效地冷却。因此，能够使升压装置2中的流体F的升压接近等温压缩，能够实现升压所需的动力小的升压装置2。
图5是示意地表示图3中的C1-C1剖面的构成的一个例子的图。需要说明的是，图3中的C2-C2剖面的构成以及C3-C3剖面的构成可以是与C1-C1剖面的构成相同的构成。即，在一实施方式中，图5也表示图3中的C2-C2剖面的构成的一个例子以及C3-C3剖面的构成的一个例子。
在一些实施方式中，例如如图5所示，在壳体5的流路壁部22a的内部以及流路壁部22b的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路34。在图5所示的示例性的方式中，壳体5的冷却流路34包括在返回叶片26的前缘26a侧(外周侧)沿周向形成的前缘侧流路部34a、在返回叶片26的后缘26b侧(内周侧)沿周向形成的后缘侧流路部34b、以及以将前缘侧流路部34a和后缘侧流路部34b连接的方式形成的多个连接流路部34c。流入前缘侧流路部34a的冷却介质穿过多个连接流路部34c而流入后缘侧流路部34b，从后缘侧流路部34b排出。
如图5例示的那样，通过在壳体5的流路壁部22a，22b的内部设置供冷却介质流动的冷却流路34，由升压装置2升压的流体F穿过返回叶片26时该流体F通过与壳体5的热交换被有效地冷却，因此能够实现流体F的升压所需的动力小的升压装置2。
接着，关于图3中的D部说明一些构成例。图6是表示包含图3中的D部的C2-C2剖面的构成的一个例子的图。图7是表示包含图3中的D部的C2-C2剖面的构成的另一个例子的图。图8是表示包含图3中的D部的C2-C2剖面的构成的另一个例子的图。
在一些实施方式中，例如如图6～图8所示，在热交换部28的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路36。在图示的示例性的方式中，冷却流路36形成为连接在返回叶片26的内部在返回叶片26的高度方向上延伸的多个冷却孔35彼此。
通过在热交换部28的内部设置冷却流路36，由升压装置2升压的流体F穿过返回叶片26时，该流体F通过与被冷却介质冷却的热交换部28的热交换被有效地冷却，因此能够实现流体F的升压所需的动力小的升压装置2。
在一些实施方式中，例如如图6～图8所示，多个热交换部28中的至少一个包括以从在周向上相互邻接的2个返回叶片26中的一方的返回叶片26向另一方的返回叶片26突出的方式构成的一侧突出部28a。一侧突出部28a可以如图6所示设为从返回叶片26的前缘26a延至后缘26b，也可以如图7以及图8所示设于返回叶片26的前缘26a和后缘26b之间的一部分范围。
在一些实施方式中，例如如图6以及图7所示，多个热交换部28中的至少一个包括以从上述另一方的返回叶片26向上述一方的返回叶片26突出的方式构成的另一侧突出部28b。另一侧突出部28b可以设为从返回叶片26的前缘26a延至后缘26b，也可以如图6以及图7所示设于返回叶片26的前缘26a和后缘26b之间的一部分范围。
图9是将图6所示的一侧突出部28a以及另一侧突出部28b放大的概略图。
在一些实施方式中，例如如图9所示，当将一侧突出部28a从上述一方的返回叶片26向上述另一方的返回叶片突出的突出量设为d1，另一侧突出部28b从上述另一方的返回叶片26向上述一方的返回叶片26突出的突出量设为d2，上述一方的返回叶片26的后缘26b与上述另一方的返回叶片26的后缘26b的距离设为d3时，满足d1+d2＞d3。由此，在周向上邻接的返回叶片26之间流动的流体F在返回叶片26的高度方向上不易穿过一侧突出部28a以及另一侧突出部28b，能够有效地冷却该流体F。
接着，使用图10～图16对轴流式的升压装置2(2B)进行说明。
图10是表示一实施方式的升压装置2(2B)的概略构成的剖视图。
图10所示的示例性的升压装置2(2B)是轴流式且非容积型的升压装置，具备在升压的流体F的流动方向上串联配置的多个级3。升压装置2(2B)具备用于使流体F升压的转子4和容纳转子4的壳体5。在壳体5的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路42d。
转子4包括转动轴6和由在转动轴6的外周侧在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼10构成的旋转翼列12。在图示的方式中，在转动轴6的外周面在轴向上配置有多个旋转翼列12。
壳体5支承由在周向上隔开间隔设置的多个叶片38(静止翼)构成的叶片列40(静止翼列)。在图示的方式中，设有在轴向上排列的多个叶片列40，多个叶片列40分别配置在多个旋转翼列12的下游侧。即，旋转翼列12和叶片列40在轴向上交替配置。
图11是概略地表示图10的E-E剖面的图。
如图11所示，升压装置2包括用于冷却升压的流体F的多个热交换部28。热交换部28的每一个构成为在叶片38的高度方向(在图示的方式中为径向)上分割多个叶片38中的相互在周向上邻接的2个叶片38之间所形成的流路30。在图示的方式中，热交换部28的每一个，沿与叶片38的高度方向交叉的面形成为板状。此外，热交换部28的每一个将流路30分割为隔着热交换部28位于叶片38的高度方向的一侧(壳体5的外侧护罩46a侧)的第一流路部30a和隔着热交换部28位于叶片38的高度方向的另一侧(壳体5的内侧护罩46b侧)的第二流路部30b。
此外，多个热交换部28的每一个构成为连接在周向上相互邻接的2个叶片38。其中，多个热交换部28中的至少一个可以如图11的箭头H所示，不连接在周向上相互邻接的2个叶片38而在周向上中断。由此，能够吸收热变形并且使组装容易。在上述升压装置2(2B)中，旋转翼列12、叶片列40以及多个热交换部28构成1个级3。
如此，通过冷却介质(例如水等)在壳体5的内部的冷却流路42d流动将壳体5冷却。此外，能够利用热传导由壳体5将叶片38冷却、由叶片38将热交换部28冷却。壳体5、叶片38、热交换部28分别利用热传递与流体F进行热交换将流体F冷却。而且，能够通过设置构成为分割在周向上相互邻接的2个叶片38之间所形成的流路30的热交换部28，使流路30的截面积变小而缩小流路30的当量直径，使在热交换部28的表面、叶片38的表面生成的边界层变薄，由此提高热交换部28的表面、叶片38的表面的传热系数，将由升压装置2升压的流体F有效地冷却。因此，能够使升压装置2中的流体F的升压接近等温压缩，能够实现升压所需的动力小的升压装置2。
图12是示意地表示图11中的F-F剖面的构成的一个例子的图。
在一些实施方式中，例如如图12所示，在叶片38的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路42。在图12所示的示例性的方式中，叶片38包括在叶片38的前缘38a侧沿叶片38的高度方向形成的前缘侧流路部42a、在叶片38的后缘38b侧沿叶片38的高度方向形成的后缘侧流路部42b、以及以将前缘侧流路部42a和后缘侧流路部42b连接的方式形成的多个连接流路部42c。流入前缘侧流路部42a的冷却介质穿过多个连接流路部42c而流入后缘侧流路部42b，从后缘侧流路部42b排出。
如图12例示的那样，通过在叶片38的内部设置供冷却介质流动的冷却流路42，由升压装置2升压的流体F穿过叶片38时该流体F通过与叶片38的热交换被有效地冷却，因此能够实现流体F的升压所需的动力小的升压装置2。
图13是示意地表示图11中的G1-G1剖面的构成的一个例子的图。需要说明的是，图11中的G2-G2剖面的构成以及G3-G3剖面的构成可以是与G1-G1剖面的构成相同的构成。即，在一实施方式中，图13也表示图11中的G2-G2剖面的构成的一个例子以及G3-G3剖面的构成的一个例子。
在一些实施方式中，例如如图13所示，在壳体5的外侧护罩46a的内部以及内侧护罩46b的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路44。在图13所示的示例性的方式中，壳体5的冷却流路44包括在叶片38的前缘38a侧沿周向形成的前缘侧流路部44a、在叶片38的后缘38b侧沿周向形成的后缘侧流路部44b、以及以将前缘侧流路部44a和后缘侧流路部44b连接的方式形成的多个连接流路部44c。流入前缘侧流路部44a的冷却介质穿过多个连接流路部44c而流入后缘侧流路部44b，从后缘侧流路部44b排出。
如图13例示的那样，通过在壳体5的外侧护罩46a以及内侧护罩46b的内部设置有供冷却介质流动的冷却流路44，由升压装置2升压的流体F穿过叶片38时该流体F通过与壳体5的热交换被有效地冷却，因此能够实现流体F的升压所需的动力小的升压装置2。
接着，关于图11中的H部说明一些构成例。图14是表示包含图11中的H部的G2-G2剖面的构成的一个例子的图。图15是表示包含图11中的H部的G2-G2剖面的构成的另一个例子的图。图16是表示包含图11中的H部的G2-G2剖面的构成的另一个例子的图。
在一些实施方式中，例如如图14～图16所示，在热交换部28的内部形成有供冷却介质(例如水等)流动的冷却流路36。在图示的示例性的方式中，冷却流路36形成为连接在叶片38的内部在叶片38的高度方向上延伸的多个冷却孔35彼此。
通过在热交换部28的内部设置冷却流路36，由升压装置2升压的流体F穿过叶片38时，该流体F通过与被冷却介质冷却的热交换部28的热交换被有效地冷却，因此能够实现流体F的升压所需的动力小的升压装置2。
在一些实施方式中，例如如图14～图16、图22所示，多个热交换部28中的至少一个包括以从在周向上相互邻接的2个叶片38中的一方的叶片38向另一方的叶片38突出的方式构成的一侧突出部28a、以及以从另一方的叶片38向一方的叶片38突出的方式构成的另一侧突出部28b。该情况下，一侧突出部28a可以例如如图14以及图16所示设为从叶片38的前缘38a延至后缘38b，也可以例如如图15所示设于叶片38的前缘38a和后缘38b之间的一部分范围。另一侧突出部28b可以例如如图14以及图16所示设为从叶片38的前缘38a延至后缘38b，也可以例如如图15所示设于叶片38的前缘38a和后缘38b之间的一部分范围。
在一些实施方式中，例如如图14～图16、图22所示，当将一侧突出部28a从叶片38的上述一方向上述另一方突出的突出量设为d1，另一侧突出部28b从叶片38的上述另一方向上述一方突出的突出量设为d2，叶片38的上述一方的后缘38b与上述另一方的后缘38b的距离设为d3时，满足d1+d2＞d3。由此，在周向上邻接的叶片38之间流动的流体F不易穿过一侧突出部28a以及另一侧突出部28b的间隙，能够将该流体F有效地冷却。
此外，如图14～图16所示的那样，当一侧突出部28a和另一侧突出部28b以在轴向(流动方向)上重叠的方式配置时，流体F不易穿过一侧突出部28a与另一侧突出部28b之间的间隙，能够将该流体F更有效地冷却。
然而，为了组装的方便等，在一侧突出部28a和另一侧突出部28b不易以在轴向(流动方向)上重叠的方式配置的情况下等，如图22所示，可以将一侧突出部28a和另一侧突出部28b以在叶片38的高度方向上重叠的方式配置。在该情况下，为了有效地抑制流体F穿过一侧突出部28a和另一侧突出部28b之间的间隙，优选减小一侧突出部28a与另一侧突出部28b的叶片38高度方向的间隙d5，具体而言，优选一侧突出部28a和另一侧突出部28b的叶片38高度方向的间隙d5为一侧突出部28a的厚度d4以下(d5≤d4)。
图17是包含表示从上述升压装置2(2A)内的流体F的入口15至出口16(从级3A至级3F)的流体F的焓H与流体F的压力P的关系的线Q的图。在图17中，除了线Q以外，按流体F的温度T1～T8分别示出了表示在将流体F等温压缩的情况下的流体F的焓H与流体F的压力P的关系的焓压力线V。
如图17所示，在焓压力线V(T1)～V(T8)的每一个中，将流体F的压力P相对于流体F的焓H的斜率dP/dH的绝对值最小的点定义为斜率最小点K(T1)～K(T8)。然后，将连接流体F的每个温度的焓压力线V(T1)～V(T8)的斜率最小点K(T1)～K(T8)的线定义为第一线L1。而且，将线Q与第一线L1的交点定义为第一交点X，将多个级3A～3F中的与第一交点X对应的级3B(与线Q中包括第一交点X的部分对应的级)定义为第一交点对应级3B。
在一些实施方式中，例如在图1所示的升压装置2(2A)中，第一交点对应级3B与流体F的热交换量比多个级3A～3F中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3与流体F的热交换量大。此外，在一些实施方式中，例如在图1所示的升压装置2(2A)中，第一交点对应级3B与流体F的热交换量在多个级3A～3F的每一个与流体F的热交换量中最大。
通过使第一交点对应级3B与流体F的热交换量比多个级3A～3F中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3与流体F的热交换量大，能够实现在将流体F冷却的必要性比较高的第一交点对应级3B将流体F有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。此外，通过使第一交点对应级3B与流体F的热交换量在多个级3A～3F的每一个与流体F的热交换量中最大，能够实现将由升压装置2(2A)升压的流体更加有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。
在一些实施方式中，例如在图1所示的升压装置2(2A)中，第一交点对应级3B中的与流体F进行热交换的传热面积比多个级3中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3中的与流体F进行热交换的传热面积大。此外，在一些实施方式中，第一交点对应级3B中的与流体F进行热交换的传热面积在多个级3A～3F的每一个中的与流体F进行热交换的传热面积中最大。
由此，能够实现在将流体F冷却的必要性高的第一交点对应级3B将流体F有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。
在一些实施方式中，例如在图1所示的升压装置2(2A)中，在第一交点对应级3B设有热交换部28，在多个级3中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3没有设置热交换部28。
由此，能够实现在将流体F冷却的必要性高的第一交点对应级3B将流体F有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。
特别是，如图17所示，在使压力超过临界压的流体F升压的情况下，穿过斜率最小点K的级多为相对上游侧的级。在典型的多级升压装置中，上游侧的级的流路宽度W(参照图1)比较大，流路截面积大，但与流体F进行热交换的传热面积小，并且因为流路的当量直径大所以热传递效率容易变低，不易有效地冷却流体F。
在这一点上，如上所述，当在穿过斜率最小点K的级(第一交点对应级3B)设置热交换部28时，能够增大该级的传热面积。此外，所述热交换部以分割流路的方式配置，因此能够减小流路的当量直径，得到高的传热系数。如上所述，能够实现解决上述问题，更加有效地增大穿过斜率最小点K的级(第一交点对应级3B)与流体F的热交换量，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。
在一些实施方式中，在上述升压装置2(2A)中，在多个级3的每一个设有上述冷却流路32、34、36，在形成于第一交点对应级3B的冷却流路32中流动的冷却介质的温度比在多个级3中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3的冷却流路32中流动的冷却介质的温度低。此外，在形成于第一交点对应级3B的冷却流路34中流动的冷却介质的温度比在多个级3中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3的冷却流路34中流动的冷却介质的温度低。此外，在形成于第一交点对应级3B的冷却流路36中流动的冷却介质的温度比在多个级3中的第一交点对应级3B以外的至少一个级3的冷却流路36中流动的冷却介质的温度低。
由此，能够实现在将流体F冷却的必要性高的第一交点对应级3B将流体F有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。
在一些实施方式中，在上述升压装置2(2A)中，在多个级3的每一个设有上述冷却流路32，34，36，在形成于第一交点对应级3B的冷却流路32中流动的冷却介质的温度在多个级3的每一个的冷却流路32中流动的冷却介质的温度中最低。此外，在形成于第一交点对应级3B的冷却流路34中流动的冷却介质的温度在多个级3的每一个的冷却流路34中流动的冷却介质的温度中最低。在形成于第一交点对应级3B的冷却流路36中流动的冷却介质的温度在多个级3的每一个的冷却流路36中流动的冷却介质的温度中最低。
由此，能够实现在将流体F冷却的必要性高的第一交点对应级3B将流体F有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置2(2A)。
图18是表示能够应用上述升压装置2(2A，2B)的二氧化碳循环机组100的概略构成的示意图。
图18所示的二氧化碳循环机组100具备上述升压装置2(2A)或上述升压装置2(2B)、加热器102、与升压装置2同轴设置的涡轮104(膨胀机)以及冷却器106。该情况下，升压装置2将作为上述流体F的二氧化碳升压至超临界压，加热器102将由升压装置2升压的二氧化碳加热，涡轮104使由加热器102加热的二氧化碳膨胀而对外做功，冷却器106将在涡轮104膨胀的二氧化碳冷却。在升压装置2连结有发电机108，通过从涡轮104得到的动力驱动升压装置2以及发电机108。
在图18所示的示例性的方式中，升压装置2和加热器102之间设有再生热交换器110，由升压装置2升压的二氧化碳在再生热交换器110回收涡轮104的废气的热能后供给至加热器102。涡轮104的废气在再生热交换器110被二氧化碳冷却后向冷却器106供给，在冷却器106冷却后供给至升压装置2。冷却器106将涡轮104的废气通过例如海水、河水或大气等冷却。需要说明的是，冷却器106可以使其与冷却水热交换，间接地将冷却水冷却。加热器102的热源没有特别限定，例如可以是电，也可以是从原动机得到的废气等。
根据上述二氧化碳循环机组100，通过应用上述升压装置2，能够减小将二氧化碳升压至超临界压所需的动力，因此能够实现高效率的二氧化碳循环机组100。
图19是表示能够应用上述二氧化碳循环机组100的联合循环机组200的概略构成的示意图。
图19所示的联合循环机组200具备上述二氧化碳循环机组100和作为废气发生源的燃气轮机202。该情况下，二氧化碳循环机组100的加热器102使燃气轮机202的废气(后述的涡轮208的废气)与由升压装置2升压的二氧化碳进行热交换来加热二氧化碳。穿过加热器102的废气从烟囱212排出。燃气轮机202包括将进气压缩的压缩机204、使用在压缩机204压缩的压缩空气使燃料燃烧的燃烧器206、通过在燃烧器206产生的燃烧气体而旋转的涡轮208、以及与压缩机204和涡轮208一起旋转的发电机210。
根据上述联合循环机组200，具备高效率的二氧化碳循环机组100，因此能够实现高效率的联合循环机组。
图20是表示上述二氧化碳循环机组100的应用例的示意图。在本应用例中，在二氧化碳循环机组100，加热器102构成为具备核反应堆301，利用通过核反应堆301中的核反应产生的热量来加热二氧化碳。
根据本应用例，能够利用在核反应堆中产生的热能，来加热由升压装置升压的二氧化碳。由此，能够实现高效率的二氧化碳循环机组。此外，能够将升压中的二氧化碳冷却，降低升压所需要的动力，因此能够通过较小规模的核反应堆得到大的输出。
图21是表示上述二氧化碳循环机组100的另一应用例的示意图。
在本应用例中，在所述的二氧化碳循环机组100中，加热器102构成为具备反射镜401和受热部402，利用反射镜401反射太阳光，引导至受热部402，在受热部402利用太阳能加热二氧化碳。
根据本应用例，能够利用太阳能加热由升压装置升压的二氧化碳。由此，能够实现将可再生能源有效地利用的二氧化碳循环机组。此外，能够将升压中的二氧化碳冷却，降低升压所需要的动力，因此能够通过较小规模的设备得到大的输出。
本发明并不限定于所述的实施方式，也包括对所述的实施方式加以变形的方式和将这些方式进行适当组合的方式。
例如，在上述升压装置2中，作为应用热交换部的静止翼的例子例示了返回叶片26以及叶片38，但是应用热交换部的静止翼可以是扩散器叶片24。该情况下，热交换部设为在扩散器叶片的高度方向上分割在周向上相互邻接的扩散器叶片之间所形成的流路。
此外，关于上述升压装置2(2B)，说明了能够设为以将一侧突出部28a和另一侧突出部28b在叶片38的高度方向上重叠的方式配置的方案(图22)，但是这样的方案也能够应用于上述升压装置2(2A)。
此外，在上述的联合循环机组200中，作为产生供给至加热器102的废气的废气发生源例示了燃气轮机202，但是废气发生源也可以不限于燃气轮机而是其他的原动机(例如往复式发动机或蒸汽机)，也可以是燃料电池。
此外，在图18、图20、图21的二氧化碳循环机组100、图19的联合循环机组200中，能够应用上述升压装置2(2A)、上述升压装置2(2B)中的任一种。
此外，使用图17说明的第一交点对应级3B的构成不限于上述升压装置2(2A)，也可以应用于上述升压装置2(2B)。
所述各实施方式中记载的内容例如理解如下。
(1)本发明的升压装置(2A，2B)是用于使流体升压的非容积型的升压装置，具备：转子(4)，包括由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼(10)构成的旋转翼列(12)；壳体(5)，容纳所述转子；静止翼列(27，29，40)，支承于所述壳体，并且由在所述周向上隔开间隔设置的多个静止翼(24，26，38)构成；以及多个热交换部(28)，用于冷却所述流体，所述热交换部构成为在所述静止翼的高度方向上分割所述多个静止翼中的在所述周向上相互邻接的静止翼之间所形成的流路(30)。
根据上述(1)所述的升压装置，通过设置构成为分割相互邻接的静止翼之间所形成的流路的热交换部，能够使该流路的截面积变小而缩小该流路的当量直径，使在热交换部的表面、静止翼的表面生成的边界层变薄，由此提高热交换部的表面、静止翼的表面的传热系数，有效地冷却由升压装置升压的流体。因此，能够实现流体的升压所需的动力小的升压装置。
(2)在一些实施方式中，在上述(1)所述的升压装置中，在所述壳体的内部形成有供冷却介质流动的冷却流路(34，44)。
根据上述(2)所述的升压装置，由升压装置升压的流体通过与壳体的热交换而被有效地冷却，因此能够实现流体的升压所需的动力小的升压装置。
(3)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)所述的升压装置中，在所述静止翼的内部形成有供冷却介质流动的冷却流路(32，42)。
根据上述(3)所述的升压装置，由升压装置升压的流体穿过静止翼时该流体通过与静止翼的热交换而被有效地冷却，因此能够实现流体的升压所需的动力小的升压装置。
(4)在一些实施方式中，在上述(1)至(3)中任一项所述的升压装置中，在所述热交换部的内部形成有供冷却介质流动的冷却流路(36)。
根据上述(4)所述的升压装置，由升压装置升压的流体穿过静止翼时，该流体通过与由冷却介质冷却的热交换部的热交换而被有效地冷却，因此能够实现流体的升压所需的动力小的升压装置。
(5)在一些实施方式中，在上述(1)至(4)中任一项所述的升压装置中，所述多个热交换部中的至少一个构成为连接所述多个静止翼中的在所述周向上相互邻接的静止翼。
根据上述(5)所述的升压装置，能够在所述静止翼的高度方向上有效地分割相互邻接的静止翼之间所形成的流路，因此能够提高通过上述(1)所述的构成得到的效果，有效地降低流体的升压所需的动力。
(6)在一些实施方式中，在上述(1)至(5)中任一项所述的升压装置中，所述多个热交换部中的至少一个包括：一侧突出部(28a)，构成为从所述相互邻接的静止翼中的一方的静止翼向另一方的静止翼突出；以及另一侧突出部(28b)，构成为从所述另一方的静止翼向所述一方的静止翼突出，当将所述一侧突出部从所述一方的静止翼向所述另一方的静止翼突出的突出量设为d1，所述另一侧突出部从所述另一方的静止翼向所述一方的静止翼突出的突出量设为d2，所述一方的静止翼的后缘与所述另一方的静止翼的后缘的距离设为d3时，满足d1+d2＞d3。
根据上述(6)所述的升压装置，在周向上邻接的静止翼之间流动的流体在静止翼的高度方向上不易穿过一侧突出部以及另一侧突出部，能够有效地冷却该流体。
(7)在一些实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项所述的升压装置中，所述升压装置是离心式的升压装置(2A)。
根据上述(7)所述的升压装置，能够降低离心式的升压装置中的流体的升压所需的动力。
(8)在一些实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项所述的升压装置中，所述升压装置是轴流式的升压装置(2B)。
根据上述(8)所述的升压装置，能够降低轴流式的升压装置中的流体的升压所需的动力。
(9)本发明的升压装置是具备在流体的流动方向上串联配置的多个级(3A～3F)的升压装置(2A，2B)，所述级的每一个包括：旋转翼列(12)，由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼(10)构成；以及静止翼列(27，29，40)，设置在所述旋转翼列的所述流动方向的下游侧，由在所述周向上隔开间隔设置的多个静止翼(24，26，38)构成，当在表示将所述流体等温压缩的情况下的所述流体的焓与压力的关系的焓压力线(V)中，将压力相对于所述流体的焓的斜率的绝对值最小的点定义为斜率最小点(K)，将连接所述流体的每个温度的所述焓压力线的所述斜率最小点的线定义为第一线(L1)，将表示从所述升压装置内的所述流体的入口至出口的所述流体的焓与压力的关系的线(Q)与所述第一线的交点定义为第一交点(X)，将所述多个级中的与所述第一交点对应的级定义为第一交点对应级(3B)时，所述第一交点对应级与所述流体的热交换量比所述多个级中的所述第一交点对应级以外的至少一个级与所述流体的热交换量大。
在使超过临界压的流体升压的情况下，穿过斜率最小点的级多为相对上游侧的级。在典型的多级升压装置中，上游侧的级的流路宽度比较大，流路截面积大，但与流体进行热交换的传热面积小，并且因为流路的当量直径大所以热传递效率容易变低，不易有效地冷却流体。
在这一点上，如上述(9)所述的升压装置那样，通过使第一交点对应级与流体的热交换量比多个级中的第一交点对应级以外的至少一个级与流体的热交换量大，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。
需要说明的是，在上述(9)中，级与流体的热交换量例如能够下述那样地求出。首先，对各级的静止翼列的入口和出口分别测量压力和温度。然后，根据测量的压力和温度求出焓。然后，将静止翼列的入口与出口的焓差(kJ/kg)乘以升压的流体的流量(kg/s)的结果为热交换量(kW)。
(10)在一些实施方式中，在上述(9)所述的升压装置中，所述第一交点对应级(3B)与所述流体的热交换量在所述多个级的每一个与所述流体的热交换量中最大。
根据上述(10)所述的升压装置，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。
(11)在一些实施方式中，在上述(9)或(10)所述的升压装置中，在所述多个级的每一个形成有供冷却介质流动的冷却流路(32，34，36，42，44)，在形成于所述第一交点对应级的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度比在所述多个级中的所述第一交点对应级以外的至少一个级的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度低。
根据上述(11)所述的升压装置，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。
(12)在一些实施方式中，在上述(11)所述的升压装置中，在形成于所述第一交点对应级的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度在所述多个级的每一个的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度中最低。
根据上述(12)所述的升压装置，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。
(13)在一些实施方式中，在上述(9)至(12)中任一项所述的升压装置中，所述第一交点对应级中的与所述流体进行热交换的传热面积比所述多个级中所述第一交点对应级以外的至少一个级中的与所述流体进行热交换的传热面积大。
根据上述(13)所述的升压装置，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。
(14)在一些实施方式中，在上述(13)所述的升压装置中，所述第一交点对应级中的与所述流体进行热交换的传热面积在所述多个级的每一个中的与所述流体进行热交换的传热面积中最大。
根据上述(14)所述的升压装置，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。
(15)在一些实施方式中，在上述(9)至(14)中任一项所述的升压装置中，还具备用于冷却所述流体的多个热交换部(28)，所述热交换部构成为在所述静止翼的高度方向上分割所述多个静止翼中的在所述周向上相互邻接的静止翼之间所形成的流路，在所述第一交点对应级设有所述热交换部，在所述多个级中的所述第一交点对应级以外的至少一个级没有设置所述热交换部。
根据上述(15)所述的升压装置，能够实现在将流体冷却的必要性高的第一交点对应级将流体通过与热交换部的热交换有效地冷却，升压所需的动力小的升压装置。此外，通过在将流体冷却的必要性低的级不设置热交换部，能够简化升压装置的构成。
(16)本发明的二氧化碳循环机组(100)具备上述(1)至(15)中任一项所述的升压装置、加热器(102)、膨胀机(104)以及冷却器(106)，所述升压装置使二氧化碳升压，所述加热器将由所述升压装置升压的二氧化碳加热，所述膨胀机使由所述加热器加热的二氧化碳膨胀而对外做功，所述冷却器将在所述膨胀机膨胀的二氧化碳冷却。
根据上述(16)所述的二氧化碳循环机组，通过应用上述(1)至(17)中任一项所述的升压装置，能够减小将二氧化碳升压至超临界压所需的动力，因此能够实现高效率的二氧化碳循环机组。
(17)本发明的联合循环机组(200)具备上述(16)所述的二氧化碳循环机组和废气发生源(202)，所述二氧化碳循环机组的所述加热器使所述废气发生源的废气与二氧化碳进行热交换而加热所述二氧化碳。
根据上述(17)所述的联合循环机组，由于具备上述(16)所述的高效率的二氧化碳循环机组，因此能够实现高效率的联合循环机组。
(18)在一些实施方式中，在上述(17)所述的联合循环机组中，所述废气发生源是燃气轮机、往复式发动机、蒸汽机以及燃料电池中的至少一个。
根据上述(18)所述的联合循环机组，能够利用从燃气轮机、往复式发动机、蒸汽机以及燃料电池中的至少一个得到的废气的热能，来加热由升压装置升压的二氧化碳。由此，能够实现高效率的联合循环机组。
(19)对于本发明的二氧化碳循环机组，在上述(16)所述的二氧化碳循环机组中，加热器(102)构成为具备核反应堆(301)，利用通过所述核反应堆中的核反应产生的热量来加热所述二氧化碳。
根据上述(19)所述的二氧化碳循环机组，能够利用通过核反应堆产生的热能，来加热由升压装置升压的二氧化碳。由此，能够实现高效率的二氧化碳循环机组。
(20)对于本发明的二氧化碳循环机组，在上述(16)所述的二氧化碳循环机组中，加热器(102)构成为具备反射镜(401)和受热部(402)，利用所述反射镜反射太阳光，引导至所述受热部，在所述受热部利用太阳能加热所述二氧化碳。
根据上述(20)所述的二氧化碳循环机组，能够利用太阳能来加热由升压装置升压的二氧化碳。由此，能够实现将可再生能源有效地利用的二氧化碳循环机组。此外，能够降低升压所需要的动力，因此能够通过较小规模的设备得到大的输出。
符号说明
2(2A，2B) 升压装置
3(3A～3F) 级
3B 第一交点对应级
4 转子
5 壳体
6 转动轴
8 叶轮
9 流路
10 旋转翼
12 旋转翼列
13 轴颈轴承
14 推力轴承
15 入口
16 出口
18 返回流路
20 扩散器流路部
22 返回流路部
22a，22b 流路壁部
24 扩散器叶片
26 返回叶片
26a 前缘
26b 后缘
27 返回叶片列
28 热交换部
28a 一侧突出部
28b 另一侧突出部
30 流路
30a 第一流路部
30b 第二流路部
32，34，36，42，44 冷却流路
32a，34a，42a，44a 前缘侧流路部
32b，34b，42b，44b 后缘侧流路部
32c，34c，42c，44c 连接流路部
34 冷却流路部
35 冷却孔
38 叶片
38a 前缘
38b 后缘
40 叶片列
46a 外侧护罩
46b 内侧护罩
100 二氧化碳循环机组
102 加热器
104 涡轮
106 冷却器
108 发电机
110 再生热交换器
200 联合循环机组
202 燃气轮机
204 压缩机
206 燃烧器
208 涡轮
210 发电机
212 烟囱
301 核反应堆
401 反射镜
402 受热部

Claims (20)

1.一种升压装置，其是用于使流体升压的非容积型的升压装置，具备：
转子，包括由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼构成的旋转翼列；
壳体，容纳所述转子；
静止翼列，支承于所述壳体，并且由在所述周向上隔开间隔设置的多个静止翼构成；以及
多个热交换部，用于冷却所述流体，
所述热交换部构成为在所述静止翼的高度方向上分割所述多个静止翼中的在所述周向上相互邻接的静止翼之间所形成的流路。
2.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
在所述壳体的内部形成有供冷却介质流动的冷却流路。
3.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
在所述静止翼的内部形成有供冷却介质流动的冷却流路。
4.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
在所述热交换部的内部形成有供冷却介质流动的冷却流路。
5.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
所述多个热交换部中的至少一个构成为连接所述多个静止翼中的在所述周向上相互邻接的静止翼。
6.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
所述多个热交换部中的至少一个包括：
一侧突出部，构成为从所述相互邻接的静止翼中的一方的静止翼向另一方的静止翼突出；以及
另一侧突出部，构成为从所述另一方的静止翼向所述一方的静止翼突出，
当将所述一侧突出部从所述一方的静止翼向所述另一方的静止翼突出的突出量设为d1，所述另一侧突出部从所述另一方的静止翼向所述一方的静止翼突出的突出量设为d2，所述一方的静止翼的后缘与所述另一方的静止翼的后缘的距离设为d3时，满足d1+d2＞d3。
7.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
所述升压装置是离心式的升压装置。
8.根据权利要求1所述的升压装置，其中，
所述升压装置是轴流式的升压装置。
9.一种升压装置，其具备在流体的流动方向上串联配置的多个级，
所述级的每一个包括：
旋转翼列，由在周向上隔开间隔设置的多个旋转翼构成；以及
静止翼列，设置在所述旋转翼列的所述流动方向的下游侧，由在所述周向上隔开间隔设置的多个静止翼构成，
当在表示将所述流体等温压缩的情况下的所述流体的焓与压力的关系的焓压力线中，将压力相对于所述流体的焓的斜率的绝对值最小的点定义为斜率最小点，
将连接所述流体的每个温度的所述焓压力线的所述斜率最小点的线定义为第一线，
将表示从所述升压装置内的所述流体的入口至出口的所述流体的焓与压力的关系的线与所述第一线的交点定义为第一交点，
将所述多个级中的与所述第一交点对应的级定义为第一交点对应级时，
所述第一交点对应级与所述流体的热交换量比所述多个级中的所述第一交点对应级以外的至少一个级与所述流体的热交换量大。
10.根据权利要求9所述的升压装置，其中，
所述第一交点对应级与所述流体的热交换量在所述多个级的每一个与所述流体的热交换量中最大。
11.根据权利要求9所述的升压装置，其中，
在所述多个级的每一个形成有供冷却介质流动的冷却流路，
在形成于所述第一交点对应级的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度比在所述多个级中的所述第一交点对应级以外的至少一个级的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度低。
12.根据权利要求11所述的升压装置，其中，
在形成于所述第一交点对应级的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度在所述多个级的每一个的所述冷却流路中流动的所述冷却介质的温度中最低。
13.根据权利要求9所述的升压装置，其中，
所述第一交点对应级中的与所述流体进行热交换的传热面积比所述多个级中所述第一交点对应级以外的至少一个级中的与所述流体进行热交换的传热面积大。
14.根据权利要求13所述的升压装置，其中，
所述第一交点对应级中的与所述流体进行热交换的传热面积在所述多个级的每一个中的与所述流体进行热交换的传热面积中最大。
15.根据权利要求9所述的升压装置，其中，
还具备用于冷却所述流体的多个热交换部，
所述热交换部构成为在所述静止翼的高度方向上分割所述多个静止翼中的在所述周向上相互邻接的静止翼之间所形成的流路，
在所述第一交点对应级设有所述热交换部，
在所述多个级中的所述第一交点对应级以外的至少一个级没有设置所述热交换部。
16.一种二氧化碳循环机组，其具备权利要求1至15中任一项所述的升压装置、加热器、膨胀机以及冷却器，
所述升压装置使二氧化碳升压，
所述加热器将由所述升压装置升压的二氧化碳加热，
所述膨胀机使由所述加热器加热的二氧化碳膨胀而对外做功，
所述冷却器将在所述膨胀机膨胀的二氧化碳冷却。
17.一种联合循环机组，其具备权利要求16所述的二氧化碳循环机组和废气发生源，
所述二氧化碳循环机组的所述加热器构成为，使所述废气发生源的废气与二氧化碳进行热交换而加热所述二氧化碳。
18.根据权利要求17所述的联合循环机组，其中，
所述废气发生源是燃气轮机、往复式发动机、蒸汽机以及燃料电池中的至少一个。
19.根据权利要求16所述的二氧化碳循环机组，其中，
所述加热器构成为具备核反应堆，利用通过所述核反应堆中的核反应产生的热量来加热所述二氧化碳。
20.根据权利要求16所述的二氧化碳循环机组，其中，
所述加热器构成为具备反射镜和受热部，利用所述反射镜反射太阳光，引导至所述受热部，在所述受热部利用太阳能加热所述二氧化碳。
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