本发明公开一种基于超临界二氧化碳布雷顿循环的紧凑式透平机械装置,包括若干透平和行星轮;每个透平均包括一个输出轴;所述输出轴上均固定有齿轮;若干透平的输出轴上的齿轮均与行星轮啮合;所述透平为采用超临界二氧化碳作为工质的超临界二氧化碳透平。本发明以超临界二氧化碳为工质驱动透平机械,由于超临界二氧化碳特殊的物性,在达到相同功率下可以缩小透平机械结构尺寸,对控制透平机械成本以及机械布置方面有较大的优势,可以实现极小的透平机械尺寸达到小功率的轴功输出;采用多个超临界二氧化碳透平机械为单元,利用行星轮结构将多个单元沿同一扭矩方向连接,将每个单元的扭矩传递至总装置主轴上可实现较大的轴功率输出。