工程熱物理所超臨界二氧化碳動力循環(huán)系統(tǒng)研究取得進展

　　近年來，采用超臨界二氧化碳（S-CO2）作為工質(zhì)的動力循環(huán)在全球范圍內(nèi)逐漸成為研究熱點，其優(yōu)良特性對節(jié)能減排和新能源產(chǎn)業(yè)（尤其是太陽能熱發(fā)電和核能）具有顛覆性的意義，應(yīng)用前景十分廣闊。目前，國內(nèi)對于超臨界二氧化碳動力循環(huán)技術(shù)的研究仍處于起步與初步探索階段。因此，中國科學(xué)院工程熱物理研究所能源動力研究中心研究人員與江蘇金通靈流體機械有限公司開展合作，對兩種不同的高低溫?zé)嵩捶謩e展開了超臨界二氧化碳動力循環(huán)的系統(tǒng)及關(guān)鍵部件設(shè)計工作。

　　針對約550℃的高溫?zé)嵩?，工程熱物理所能源動力研究中心完成了采用再壓縮及二次回?zé)嵝问降牟祭最D循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計，分析和比較了在幾種不同的壓縮機-渦輪及回?zé)崞鞯钠ヅ湫问较?，整個系統(tǒng)的運行效率、結(jié)構(gòu)特性、成本及調(diào)控規(guī)律，進行了1MWe發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成，確定了該發(fā)電系統(tǒng)集成示范的各階段實施方案。由此進行了渦輪機、回?zé)崞鞯汝P(guān)鍵部件的氣動與結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及各階段系統(tǒng)建設(shè)與實驗調(diào)控方案的完善。

　　在高溫?zé)嵩聪到y(tǒng)前期工作基礎(chǔ)之上，能源動力中心研究人員還開發(fā)設(shè)計了可適用于200℃-400℃中低溫?zé)嵩吹腟-CO2動力循環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)循環(huán)效率可達18%-29%。綜合考慮整個系統(tǒng)的運行效率、建設(shè)成本及系統(tǒng)可靠性因素后，對中低溫?zé)嵩吹腟-CO2動力循環(huán)系統(tǒng)完成了系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，并完成了葉輪機械及換熱器等核心部件的初步技術(shù)評估。

　　目前，550℃高溫?zé)嵩吹牟祭最D循環(huán)系統(tǒng)已完成總體工程設(shè)計，相關(guān)系統(tǒng)集成示范項目建設(shè)正在穩(wěn)步推進中；200℃-400℃中低溫?zé)嵩碨-CO2動力循環(huán)系統(tǒng)已完成總體參數(shù)設(shè)計及核心部件初步評估，正進行相關(guān)工程設(shè)計。