超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法与流程

1.本发明涉及超临界二氧化碳发电技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法。


背景技术：

2.超临界二氧化碳发电系统是一种以超临界状态的二氧化碳为工质的布雷顿循环系统，其循环过程是：首先，超临界二氧化碳经过压缩机升压；然后，利用换热器将工质等压加热；其次，工质进入涡轮机推动涡轮做功，涡轮带动电机发电；最后，工质进入冷却器恢复到初始状态，再进入压气机形成闭式循环。其中，当二氧化碳的温度达到31.10℃，压力达到7.38mpa时将变为超临界状态，其气体粘性小和液体密度大的特殊物理特性，使其具有流动性好、传热效率高、可压缩等特点，因此应用到实际工程具有重要的意义。
3.超临界二氧化碳发电系统是一种新型动力转换系统，故未见对超临界二氧化碳发电系统紧急停机保护方法的具体描述，而在停机工况下采取有效的保护措施对于系统的安全和再次利用具有重要的意义。
4.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法，储能电源部实现外电源的功能，干气密封冷却结构可实现透平干气密封冷却，防止因停机后透平缸壁温度过高导致干气密封失效损坏，实现冷却的高压低温二氧化碳来自系统排放的经消弭处理的可再生二氧化碳工质，无需储备额外工质，具备很好的经济性。
6.本发明的目的是这样实现的，一种超临界二氧化碳发电系统，包括，
7.超临界二氧化碳布雷顿循环回路，包括涡轮发电机组，所述涡轮发电机组包括主压缩机、再压缩机、透平和发电机，所述透平连通热源部，所述主压缩机上连通第一冷却通路和第一热回收通路，所述再压缩机上连通第二冷却通路和第二热回收通路，所述第一热回收通路和所述第二热回收通路均与所述热源部连通；
8.干气密封冷却装置，包括二氧化碳高压储罐，所述二氧化碳高压储罐为所述主压缩机、所述再压缩机和所述透平提供高压低温二氧化碳，所述透平上设置干气密封冷却结构，干气密封冷却结构的入口连通二氧化碳高压储罐，干气密封冷却结构的出口连通二氧化碳低压储罐；
9.二氧化碳消弭再生装置，与所述二氧化碳高压储罐的入口连通；
10.储能电源部，包括储能电池，所述储能电池电连接于所述发电机，所述发电机能为所述储能电池充电，所述储能电池电连接不间断电源；
11.回路阀门部，包括用于停机保护的多个控制阀门，所述不间断电源与所述回路阀门部电连接，所述储能电源部能在紧急停机时为所述回路阀门部供电。
12.在本发明的一较佳实施方式中，所述透平包括透平缸体，所述透平缸体的第一侧壁上设置气体微通道，所述气体微通道的出口连通所述二氧化碳低压储罐；所述干气密封冷却结构包括设置于所述透平缸体内的静密封部和动密封部，所述动密封部的两侧分别形成第一工质腔和第二工质腔，所述第二工质腔与所述气体微通道连通，所述动密封部能在第一工质腔和第二工质腔的压差作用下移动。
13.在本发明的一较佳实施方式中，所述动密封部远离所述静密封部的一侧连接弹簧座，所述弹簧座和所述第一侧壁之间设置弹簧，所述弹簧座和所述第一侧壁之间设置密封圈。
14.在本发明的一较佳实施方式中，所述二氧化碳消弭再生装置包括吸/脱附床、干燥器和增压泵，所述增压泵与所述二氧化碳高压储罐的入口连通。
15.在本发明的一较佳实施方式中，所述超临界二氧化碳布雷顿循环回路还包括低温回热器和高温回热器，所述低温回热器包括低温回热器冷侧和低温回热器热侧，所述高温回热器包括高温回热器冷侧和高温回热器热侧，所述低温回热器冷侧的出口连通所述高温回热器冷侧的入口，所述高温回热器冷侧的出口连通所述热源部，所述主压缩机通过第一支路连通所述低温回热器冷侧的入口，所述第一支路、所述低温回热器冷侧和所述高温回热器冷侧构成所述第一热回收通路；所述再压缩机通过第二支路连通所述高温回热器冷侧的入口，所述第二支路和所述高温回热器冷侧构成所述第二热回收通路。
16.在本发明的一较佳实施方式中，所述超临界二氧化碳布雷顿循环回路还包括冷却器，所述冷却器连通冷却水；所述高温回热器热侧的出口连通所述低温回热器热侧的入口；所述低温回热器热侧的出口能通过第三支路连通所述冷却器的入口，所述冷却器的出口通过第四支路连通所述主压缩机，所述第三支路、所述冷却器和所述第四支路构成所述第一冷却通路；所述再压缩机通过第五支路连通所述低温回热器热侧的入口，所述低温回热器热侧的出口能通过第六支路连通所述再压缩机，所述第五支路、所述低温回热器热侧和所述第六支路构成所述第二冷却通路。
17.在本发明的一较佳实施方式中，所述第三支路上连通二氧化碳排放管道，所述二氧化碳排放管道的出口连通所述二氧化碳消弭再生装置。
18.在本发明的一较佳实施方式中，所述二氧化碳排放管道上设置第五控制阀，所述第五控制阀与所述不间断电源电连接。
19.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一支路上设置第一控制阀，所述第一支路和所述第三支路之间设置第一旁路，所述第一旁路上设置第二控制阀和第三控制阀，所述第四支路上设置第四控制阀，所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀均与所述不间断电源电连接。
20.在本发明的一较佳实施方式中，所述第五支路上设置第六控制阀和第七控制阀，所述第六支路上设置第八控制阀，所述第六控制阀、所述第七控制阀和所述第八控制阀均与所述不间断电源电连接。
21.在本发明的一较佳实施方式中，所述透平通过第八支路连通所述高温回热器热侧的入口；所述热源部通过第七支路连通所述透平；所述第七支路和所述第八支路之间设置第二旁路，所述第七支路上设置第九控制阀和第十控制阀，所述第二旁路上设置第十一控制阀和第十二控制阀，所述第九控制阀、所述第十控制阀、所述第十一控制阀和所述第十二
控制阀均与所述不间断电源电连接。
22.在本发明的一较佳实施方式中，所述二氧化碳高压储罐的出口设置第十三控制阀，所述第十三控制阀与所述不间断电源电连接。
23.在本发明的一较佳实施方式中，所述热源部包括并联的热源和热源旁路，所述高温回热器冷侧的出口通过第十四控制阀连通所述热源，所述热源旁路上设置第十五控制阀和第十六控制阀。
24.本发明的目的还可以这样实现，一种超临界二氧化碳发电系统紧急停机保护方法，包括，超临界二氧化碳发电系统紧急停机时，储能电池为不间断电源供电，不间断电源控制二氧化碳高压储罐向主压缩机、再压缩机和透平提供高压低温二氧化碳，高压低温二氧化碳对主压缩机、再压缩机进行冷却，高压低温二氧化碳进入干气密封冷却结构对透平干气密封冷却；不间断电源控制回路阀门部动作，使系统回路工质实现冷却排出，完成停机保护。
25.由上所述，本发明的超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法具有如下有益效果：
26.本发明的超临界二氧化碳发电系统中，储能电池通过不间断电源给回路阀门部供电，通过操控回路阀门部实现关键设备隔离，保护系统关键设备；本发明可将停机后系统回路里的工质及时排出，实现系统快速降温，二氧化碳消弭再生装置对二氧化碳工质回收后净化干燥，打入二氧化碳高压储罐中，以备冷却透平干气密封用，同时能避免工质排放二氧化碳浓度过高对人员的安全造成威胁；干气密封冷却结构可实现透平干气密封冷却，防止因停机后透平缸壁温度过高导致干气密封失效损坏，实现冷却的高压低温二氧化碳来自系统排放的经消弭处理的可再生二氧化碳工质，无需储备额外工质，具备很好的经济性。
附图说明
27.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
28.其中：
29.图1：为本发明的超临界二氧化碳发电系统的示意图。
30.图2：为本发明的干气密封冷却结构的示意图。
31.图中：
32.1、热源；2、透平；3、发电机；4、高温回热器；5、低温回热器；6、冷却器；7、主压缩机；8、再压缩机；9、二氧化碳低压储罐；10、二氧化碳高压储罐；11、储能电池；12、不间断电源；13、吸/脱附床；14、干燥器；15、增压泵；16、透平缸体；17、气体微通道；18、静密封部；19、动密封部；20、弹簧座；21、弹簧；22、密封圈；23、第一支路；24、第二支路；25、第三支路；26、第四支路；27、第五支路；28、第六支路；29、二氧化碳排放管道；30、第一旁路；31、第七支路；32、第八支路；33、第二旁路；34、热源旁路；35、第一控制阀；36、第二控制阀；37、第三控制阀；38、第四控制阀；39、第五控制阀；40、第六控制阀；41、第七控制阀；42、第八控制阀；43、第九控制阀；44、第十控制阀；45、第十一控制阀；46、第十二控制阀；47、第十三控制阀；48、第十四控制阀；49、第十五控制阀；50、第十六控制阀；51、第十七控制阀。
具体实施方式
33.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
34.在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.如图1、图2所示，本发明提供一种超临界二氧化碳发电系统，包括，
37.超临界二氧化碳布雷顿循环回路，包括但不仅限于超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环，超临界二氧化碳布雷顿循环的多种结构形式均可使用，如：单级回热布雷顿循环、间冷/再热布雷顿循环；
38.超临界二氧化碳布雷顿循环回路包括涡轮发电机组，涡轮发电机组为启发一体式发电机组，涡轮发电机组包括主压缩机7、再压缩机8、透平2和发电机3，主压缩机7和再压缩机8由透平2和发电机3带动，不配置单独电动机，紧急停机后，无法实现单独启动压缩机实现回路带热；
39.透平2连通热源部，主压缩机7上连通第一冷却通路和第一热回收通路，再压缩机8上连通第二冷却通路和第二热回收通路，第一热回收通路和第二热回收通路均与热源部连通；
40.干气密封冷却装置，包括二氧化碳高压储罐10，二氧化碳高压储罐10为主压缩机7、再压缩机8和透平2提供高压低温二氧化碳，透平2上设置干气密封冷却结构，干气密封冷却结构的入口连通二氧化碳高压储罐10，干气密封冷却结构的出口连通二氧化碳低压储罐9；干气密封冷却结构实现对透平干气密封的冷却；
41.二氧化碳消弭再生装置，与二氧化碳高压储罐10的入口连通；二氧化碳消弭再生装置对二氧化碳工质回收后净化干燥，打入二氧化碳高压储罐中，以备冷却透平干气密封用；
42.储能电源部，包括储能电池11，储能电池11电连接于发电机3，发电机3能为储能电池11充电，储能电池11电连接不间断电源12；设置储能电池，用以实现外电源的功能；
43.回路阀门部，包括用于停机保护的多个控制阀门，不间断电源12与回路阀门部电连接，储能电源部能在紧急停机时为回路阀门部供电。
44.超临界二氧化碳发电系统正常运行时，透平2带动发电机3发电，发电机3给储能电
池11充电，储能电池11连接ups(不间断电源)，发电机3停机后，ups给开展停机保护措施的控制阀门和泵供电，完成相应保护动作，此时控制阀门和泵耗功不大，系统只需储存少部分用电即可满足停机保护。
45.超临界二氧化碳发电系统正常运行时，透平带动发电机发电，发电机除了正常供电外，还会给储能电池充电，储能电池连接ups，待到事故工况，发电机停机后，给开展停机保护措施的阀门和泵供电，完成相应保护动作，此时阀门和泵耗功不大，系统只需储存少部分用电即可满足停机保护，不会占用发电资源也不会占用系统体积，具有很高的经济性。
46.现有的超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环工作流程为：被热源部加热工质流先进入透平膨胀做功，做功后的工质在高温回热器和低温回热器中继续完成热量交换，从低温回热器出口的工质在进入冷却器前被分成两股，一部分工质流进入冷却器降温再进入主压缩机增压，低温高压的工质流进入低温回热器被加热，另一部分工质流进入再压缩机加压后与来自低温回热器冷侧出口的低温高压工质流汇合，一起进入高温回热器换热，最后再进入热源加热升温，完成一次闭式再压缩循环。
47.当事故状态紧急停机后，超临界二氧化碳发电系统中的压缩机、透平、电机均停止工作，而再次启动发电机组需要较大的启动功率，在储能有限的情况不能立刻再次启动系统。系统停机后，若不能快速再次启动系统，需要对系统进行一定的保护措施：
48.(1)系统停机后，回路丧失动力压头，需要及时排除高温高压的二氧化碳工质；
49.(2)系统停机后，由于工质无法通过冷却器排热，系统过高温度对透平设备的干气密封造成破坏，密封垫圈将熔毁，干气密封将被破坏造成失效；
50.(3)系统停机后，排出的二氧化碳工质，需及时收集处理，过高的二氧化碳浓度会对人员造成伤害。
51.本发明的超临界二氧化碳发电系统中，储能电池通过不间断电源给回路阀门部供电，通过操控回路阀门部实现关键设备隔离，保护系统关键设备，实现发电系统全场断电、无外电源的情况下实现紧急停机和设备保护；本发明可将停机后系统回路里的工质及时排出，实现系统快速降温，二氧化碳消弭再生装置对二氧化碳工质回收后净化干燥，打入二氧化碳高压储罐中，以备冷却透平干气密封用，同时能避免工质排放二氧化碳浓度过高对人员的安全造成威胁；干气密封冷却结构可实现透平干气密封冷却，防止因停机后透平缸壁温度过高导致干气密封失效损坏，实现冷却的高压低温二氧化碳来自系统排放的经消弭处理的可再生二氧化碳工质，无需储备额外工质，具备很好的经济性。
52.进一步，如图2所示，透平2包括透平缸体16，透平缸体16的第一侧壁上设置气体微通道17，气体微通道17的出口连通二氧化碳低压储罐9；干气密封冷却结构包括设置于透平缸体内的静密封部18和动密封部19，动密封部19的两侧分别形成第一工质腔和第二工质腔，第二工质腔与气体微通道17连通，动密封部19能在第一工质腔和第二工质腔的压差作用下移动。
53.进一步，如图2所示，动密封部19远离静密封部18的一侧连接弹簧座20，弹簧座20和第一侧壁之间设置弹簧21，弹簧座20和第一侧壁之间设置密封圈22。
54.低温高压的二氧化碳气体从二氧化碳高压储罐10储罐中通入透平2干气密封，气体微通道17为透平缸壁处开设的许多小孔，这些小孔直接通过下管(现有技术)与二氧化碳低压储罐9相连，低温高压二氧化碳通过气体微通道17实现对透平干气密封的冷却。
55.上游的低温高压工质进入干气密封冷却结构，在压差的作用下进入气体微通道17中，将透平缸体16的温度带走后直接排入二氧化碳低压储罐9中冷却收集备用。
56.进一步，如图1所示，二氧化碳消弭再生装置包括吸/脱附床13、干燥器14和增压泵15，增压泵15与二氧化碳高压储罐10的入口连通。
57.从二氧化碳排放管道排出的系统工质(二氧化碳)进入到吸/脱附床13，内置固态胺吸/脱附剂(现有技术)，二氧化碳被固态胺吸附剂吸附，吸附剂饱和后，需通过蒸汽加热进行二氧化碳脱附处理，进过脱附处理的二氧化碳经干燥器14处理，再通过增压泵15打入二氧化碳高压储罐10中，以备冷却透平干气密封用。
58.进一步，如图1所示，超临界二氧化碳布雷顿循环回路还包括低温回热器5和高温回热器4，低温回热器5包括低温回热器冷侧和低温回热器热侧，高温回热器4包括高温回热器冷侧和高温回热器热侧，低温回热器冷侧的出口连通高温回热器冷侧的入口，高温回热器冷侧的出口连通热源部，主压缩机7通过第一支路23连通低温回热器冷侧的入口，第一支路23、低温回热器冷侧和高温回热器冷侧构成第一热回收通路；再压缩机8通过第二支路24连通高温回热器冷侧的入口，第二支路24和高温回热器冷侧构成第二热回收通路，第一热回收通路和第二热回收通路内工质再进入热源部加热升温。
59.进一步，如图1所示，超临界二氧化碳布雷顿循环回路还包括冷却器6，冷却器连通冷却水；高温回热器热侧的出口连通低温回热器热侧的入口；低温回热器热侧的出口能通过第三支路25连通冷却器的入口，冷却器的出口通过第四支路26连通主压缩机，第三支路25、冷却器和第四支路26构成第一冷却通路；再压缩机通过第五支路27连通低温回热器热侧的入口，低温回热器热侧的出口能通过第六支路28连通再压缩机，第五支路27、低温回热器热侧和第六支路28构成第二冷却通路。
60.经热源部加热工质流先进入透平2膨胀做功，做功后的工质在高温回热器4和低温回热器5继续完成热量交换；低温回热器5的低温回热器热侧出口流出的工质，在冷却器6之前被分为两股，一部分工质流进入冷却器6降温再进入主压缩机7增压，低温高压的工质流进入低温回热器5被加热；另一部分工质流进入再压缩机8加压后，与来自低温回热器冷侧的出口的低温高压工质流汇合，一起进入高温回热器4换热，最后再进入热源部加热升温，完成一次闭式再压缩循环。
61.进一步，如图1所示，第三支路25上连通二氧化碳排放管道29，二氧化碳排放管道29的出口连通二氧化碳消弭再生装置。
62.进一步，如图1所示，二氧化碳排放管道29上设置第五控制阀39，第五控制阀39与不间断电源电连接。
63.进一步，如图1所示，第一支路23上设置第一控制阀35，第二支路24上设置第十七控制阀51；第一支路23和第三支路25之间设置第一旁路30，第一旁路30上设置第二控制阀36和第三控制阀37，第四支路26上设置第四控制阀38，第二控制阀36、第三控制阀37和第四控制阀38均与不间断电源电连接。
64.进一步，如图1所示，第五支路27上设置第六控制阀40和第七控制阀41，第六支路28上设置第八控制阀42，第六控制阀40、第七控制阀41和第八控制阀42均与不间断电源电连接。
65.进一步，如图1所示，透平2通过第八支路32连通高温回热器热侧的入口；热源部通
过第七支路31连通透平；第七支路31和第八支路32之间设置第二旁路33，第七支路31上设置第九控制阀43和第十控制阀44，第二旁路33上设置第十一控制阀45和第十二控制阀46，第九控制阀43、第十控制阀44、第十一控制阀45和第十二控制阀46均与不间断电源电连接。
66.进一步，如图1所示，二氧化碳高压储罐10的出口设置第十三控制阀47，第十三控制阀47与不间断电源电连接。
67.进一步，如图1所示，热源部包括并联的热源1和热源旁路34，高温回热器冷侧的出口通过第十四控制阀48连通热源，热源旁路上设置第十五控制阀49和第十六控制阀50。
68.本发明在紧急停机时，考虑到全场断电孤网运行没有外电源的情况下，设置储能电池，自发电自用储备紧急用电，保障停机后完成阀门动作和气封冷却，通过储能电池这样一种形式以及系统自身工质实现冷却，完成停机保护。
69.本发明提供一种超临界二氧化碳发电系统紧急停机保护方法，包括，超临界二氧化碳发电系统紧急停机时，储能电池11为不间断电源12供电，不间断电源12控制二氧化碳高压储罐10向主压缩机7、再压缩机8和透平2提供高压低温二氧化碳，高压低温二氧化碳对主压缩机7、再压缩机8进行冷却，高压低温二氧化碳进入干气密封冷却结构对透平干气密封冷却；不间断电源12控制回路阀门部动作，使系统回路工质实现冷却排出，完成停机保护。
70.紧急停机时，关闭第四控制阀38、第八控制阀42、第九控制阀43、第十控制阀44，以上阀门均关到最小；同时打开阀门第二控制阀36、第三控制阀37、第五控制阀39、第六控制阀40、第七控制阀41、第十一控制阀45、第十二控制阀46、第十三控制阀47、第十五控制阀49、第十六控制阀50，以上阀门均开到最大，主要目的是实现关键设备的隔离和回路的排气，保护涡轮转动设备，实现回路快速降温。
71.由上所述，本发明的超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法具有如下有益效果：
72.本发明的超临界二氧化碳发电系统中，储能电池通过不间断电源给回路阀门部供电，通过操控回路阀门部实现关键设备隔离，保护系统关键设备；本发明可将停机后系统回路里的工质及时排出，实现系统快速降温，二氧化碳消弭再生装置对二氧化碳工质回收后净化干燥，打入二氧化碳高压储罐中，以备冷却透平干气密封用，同时能避免工质排放二氧化碳浓度过高对人员的安全造成威胁；干气密封冷却结构可实现透平干气密封冷却，防止因停机后透平缸壁温度过高导致干气密封失效损坏，实现冷却的高压低温二氧化碳来自系统排放的经消弭处理的可再生二氧化碳工质，无需储备额外工质，具备很好的经济性。
73.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.一种超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，包括，超临界二氧化碳布雷顿循环回路，包括涡轮发电机组，所述涡轮发电机组包括主压缩机、再压缩机、透平和发电机，所述透平连通热源部，所述主压缩机上连通第一冷却通路和第一热回收通路，所述再压缩机上连通第二冷却通路和第二热回收通路，所述第一热回收通路和所述第二热回收通路均与所述热源部连通；干气密封冷却装置，包括二氧化碳高压储罐，所述二氧化碳高压储罐为所述主压缩机、所述再压缩机和所述透平提供高压低温二氧化碳，所述透平上设置干气密封冷却结构，干气密封冷却结构的入口连通二氧化碳高压储罐，干气密封冷却结构的出口连通二氧化碳低压储罐；二氧化碳消弭再生装置，与所述二氧化碳高压储罐的入口连通；储能电源部，包括储能电池，所述储能电池电连接于所述发电机，所述发电机能为所述储能电池充电，所述储能电池电连接不间断电源；回路阀门部，包括用于停机保护的多个控制阀门，所述不间断电源与所述回路阀门部电连接，所述储能电源部能在紧急停机时为所述回路阀门部供电。2.如权利要求1所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述透平包括透平缸体，所述透平缸体的第一侧壁上设置气体微通道，所述气体微通道的出口连通所述二氧化碳低压储罐；所述干气密封冷却结构包括设置于所述透平缸体内的静密封部和动密封部，所述动密封部的两侧分别形成第一工质腔和第二工质腔，所述第二工质腔与所述气体微通道连通，所述动密封部能在第一工质腔和第二工质腔的压差作用下移动。3.如权利要求2所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述动密封部远离所述静密封部的一侧连接弹簧座，所述弹簧座和所述第一侧壁之间设置弹簧，所述弹簧座和所述第一侧壁之间设置密封圈。4.如权利要求2所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述二氧化碳消弭再生装置包括吸/脱附床、干燥器和增压泵，所述增压泵与所述二氧化碳高压储罐的入口连通。5.如权利要求2所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳布雷顿循环回路还包括低温回热器和高温回热器，所述低温回热器包括低温回热器冷侧和低温回热器热侧，所述高温回热器包括高温回热器冷侧和高温回热器热侧，所述低温回热器冷侧的出口连通所述高温回热器冷侧的入口，所述高温回热器冷侧的出口连通所述热源部，所述主压缩机通过第一支路连通所述低温回热器冷侧的入口，所述第一支路、所述低温回热器冷侧和所述高温回热器冷侧构成所述第一热回收通路；所述再压缩机通过第二支路连通所述高温回热器冷侧的入口，所述第二支路和所述高温回热器冷侧构成所述第二热回收通路。6.如权利要求5所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳布雷顿循环回路还包括冷却器，所述冷却器连通冷却水；所述高温回热器热侧的出口连通所述低温回热器热侧的入口；所述低温回热器热侧的出口能通过第三支路连通所述冷却器的入口，所述冷却器的出口通过第四支路连通所述主压缩机，所述第三支路、所述冷却器和所述第四支路构成所述第一冷却通路；所述再压缩机通过第五支路连通所述低温回热器热侧的入口，所述低温回热器热侧的出口能通过第六支路连通所述再压缩机，所述第五支路、所述低温回热器热侧和所述第六支路构成所述第二冷却通路。
7.如权利要求6所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述第三支路上连通二氧化碳排放管道，所述二氧化碳排放管道的出口连通所述二氧化碳消弭再生装置。8.如权利要求7所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述二氧化碳排放管道上设置第五控制阀，所述第五控制阀与所述不间断电源电连接。9.如权利要求6所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述第一支路上设置第一控制阀，所述第一支路和所述第三支路之间设置第一旁路，所述第一旁路上设置第二控制阀和第三控制阀，所述第四支路上设置第四控制阀，所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀均与所述不间断电源电连接。10.如权利要求6所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述第五支路上设置第六控制阀和第七控制阀，所述第六支路上设置第八控制阀，所述第六控制阀、所述第七控制阀和所述第八控制阀均与所述不间断电源电连接。11.如权利要求5所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述透平通过第八支路连通所述高温回热器热侧的入口；所述热源部通过第七支路连通所述透平；所述第七支路和所述第八支路之间设置第二旁路，所述第七支路上设置第九控制阀和第十控制阀，所述第二旁路上设置第十一控制阀和第十二控制阀，所述第九控制阀、所述第十控制阀、所述第十一控制阀和所述第十二控制阀均与所述不间断电源电连接。12.如权利要求5所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述二氧化碳高压储罐的出口设置第十三控制阀，所述第十三控制阀与所述不间断电源电连接。13.如权利要求5所述的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述热源部包括并联的热源和热源旁路，所述高温回热器冷侧的出口通过第十四控制阀连通所述热源，所述热源旁路上设置第十五控制阀和第十六控制阀。14.一种超临界二氧化碳发电系统紧急停机保护方法，其特征在于，包括，超临界二氧化碳发电系统紧急停机时，储能电池为不间断电源供电，不间断电源控制二氧化碳高压储罐向主压缩机、再压缩机和透平提供高压低温二氧化碳，高压低温二氧化碳对主压缩机、再压缩机进行冷却，高压低温二氧化碳进入干气密封冷却结构对透平干气密封冷却；不间断电源控制回路阀门部动作，使系统回路工质实现冷却排出，完成停机保护。

技术总结
本发明为一种超临界二氧化碳发电系统及其紧急停机保护方法，该系统包括超临界二氧化碳布雷顿循环回路，包括主压缩机、再压缩机、透平和发电机，透平连通热源部；干气密封冷却装置包括二氧化碳高压储罐，透平上设置干气密封冷却结构；二氧化碳消弭再生装置；储能电源部，包括储能电池，储能电池电连接于发电机，发电机能为储能电池充电，储能电池电连接不间断电源；回路阀门部，包括用于停机保护的控制阀门，不间断电源与回路阀门部电连接，储能电源部能在紧急停机时为回路阀门部供电。本发明能防止因停机后透平缸壁温度过高导致干气密封失效损坏，实现冷却的高压低温二氧化碳来自系统排放的经消弭处理的可再生二氧化碳工质，具备很好的经济性。好的经济性。好的经济性。


技术研发人员：刘秀婷 黄彦平 臧金光 昝元锋 卓文彬 王广义
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/5/16