1.一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于:在发电单元(200)中高温的S-CO2工质推动汽轮机(220)进行发电;发电降温后的S-CO2工质进入循环单元(100),并在循环单元(100)中进行分流,分流后的支路A中的S-CO2工质进行换热、压缩,支路B中的S-CO2工质进行多级冷却、压缩,支路A和支路B中的S-CO2工质混合循环至发电单元(200);所述方法具体步骤如下:(1)S-CO2工质受到钢坯热辐射进行加热,被加热后的S-CO2工质推动汽轮机(220)带动发电机(210)进行发电;
(2)发电后的S-CO2工质先进入高温回热器(110),S-CO2工质在高温回热器(110)中进行换热降温;经高温回热器(110)换热降温后的S-CO2工质进行分流,分为支路A和支路B,分流后的支路A中的S-CO2工质进行换热、压缩,支路B中的S-CO2工质进行多级冷却、压缩;所述步骤(2)中的支路A具体为:在支路A中的工质经Ⅱ高温侧入口(131)进入低温回热器(130),工质在低温回热器(130)中进行二次降温,降温后的工质从Ⅱ高温侧出口(132)流出,并进入再压缩机(140)内进行压缩,支路A压缩后的工质与支路B中的工质混合;
(3)支路A和支路B的S-CO2工质在高温回热器(110)的Ⅰ低温侧入口(113)汇合后进入高温回热器(110)中进行换热;
(4)被高温回热器(110)换热后的S-CO2工质通过管道进入辐射加热器(230),在辐射加热器(230)中加热,完成一次循环。
2.根据权利要求1所述的一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于,所述步骤(2)中的支路B具体为:支路B中的工质经管道输送至主预冷器(180),工质在主预冷器(180)内进行预冷,预冷后的工质进入主压缩机(170)进行压缩,压缩后的工质再输送至次预冷器(160)进行二次预冷,二次预冷后的工质再进入次压缩机(150)进行二次压缩,经多级压缩后的工质经Ⅱ低温侧入口(133)进入低温回热器(130),支路B中的工质在低温回热器(130)中升温后与支路A中的工质汇合。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用如下装置进行:包括循环单元(100)和发电单元(200),所述循环单元(100)包括高温回热器(110)、低温回热器(130)、再压缩机(140)、次压缩机(150)和主压缩机(170),所述高温回热器(110)通过管道与发电单元(200)相连接,所述高温回热器(110)的高温侧出口管道上设有调节阀(120)将管道分成A和B支路,所述A和B支路为:支路A:所述调节阀(120)的一端出口与低温回热器(130)通过管道连接,所述低温回热器(130)与再压缩机(140)通过管道连接,所述再压缩机(140)与高温回热器(110)通过管道连接;
支路B:所述调节阀(120)的另一端出口与主压缩机(170)通过管道连接,所述主压缩机(170)与次压缩机(150)通过管道连接,所述次压缩机(150)与低温回热器(130)通过管道连接,所述低温回热器(130)与高温回热器(110)通过管道连接,且在高温回热器(110)的入口与支路A汇合。
4.根据权利要求3所述的一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于:所述主压缩机(170)的功率为Wpr1,所述次压缩机(150)的功率为Wpr2,再压缩机(140)的功率为Wpr3,所述调节阀(120)调节支路A与支路B的分流比为SR,Wpr1:Wpr2:Wpr3=2.5SR:
17.5SR:17.5(1-SR),SR=0.4~0.7。
5.根据权利要求3所述的一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于,所述支路A具体为:所述调节阀(120)与低温回热器(130)的Ⅱ高温侧入口(131)通过管道连接,所述低温回热器(130)的Ⅱ高温侧出口(132)与再压缩机(140)的入口通过管道连接,所述再压缩机(140)的出口与高温回热器(110)的Ⅰ低温侧入口(113)通过管道连接。
6.根据权利要求3所述的一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于,所述支路B具体为:所述调节阀(120)与主压缩机(170)的入口通过管道连接,所述主压缩机(170)的出口与次压缩机(150)的入口通过管道连接,所述次压缩机(150)的出口与低温回热器(130)的Ⅱ低温侧入口(133)通过管道连接,所述低温回热器(130)的Ⅱ低温侧出口(134)与高温回热器(110)的Ⅰ低温侧入口(113)通过管道连接,且在Ⅰ低温侧入口(113)处与支路A汇合。
7.根据权利要求3所述的一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于:所述主压缩机(170)的入口与调节阀(120)之间设有主预冷器(180),所述主压缩机(170)的出口与次压缩机(150)的入口之间设有次预冷器(160),所述主预冷器(180)与次预冷器(160)采用等压冷却,所述次预冷器(160)出口处的工质温度t,t<31.1℃。
8.根据权利要求3所述的一种采用超临界二氧化碳的多级压缩循环发电方法,其特征在于:所述发电单元(200)包括发电机(210)、汽轮机(220)、辐射加热器(230)和钢坯热源(240),所述辐射加热器(230)和钢坯热源(240)相互配合,所述汽轮机(220)与发电机(210)连接,所述汽轮机(220)的出口与高温回热器(110)的高温侧入口连接,所述汽轮机(220)的入口与辐射加热器(230)的出口连接,所述辐射加热器(230)的入口与高温回热器(110)的低温侧出口连接,所述汽轮机(220)内采用超临界二氧化碳作为工质做功带动发电机发电。