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）作為工質的動力循環(huán)在全球范圍內逐漸成為研究熱點，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，應用前景十分廣闊。目前，國內對于超臨界二氧化碳動力循環(huán)技術的研究仍處于起步與初步探索階段。因此，中國科學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熱源分別展開了超臨界二氧化碳動力循環(huán)的系統(tǒng)及關鍵部件設計工作。

　　針對約550℃的高溫熱源，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熱形式的布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)設計，分析和比較了在幾種不同的壓縮機-渦輪及回熱器的匹配形式下，整個系統(tǒng)的運行效率、結構特性、成本及調控規(guī)律，進行了1MWe發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設計。根據(jù)系統(tǒng)構成，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、回熱器等關鍵部件的氣動與結構設計，以及各階段系統(tǒng)建設與實驗調控方案的完善。

　　在高溫熱源系統(tǒng)前期工作基礎之上，能源動力中心研究人員還開發(fā)設計了可適用于200℃-400℃中低溫熱源的S-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、建設成本及系統(tǒng)可靠性因素后，對中低溫熱源的S-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評估。

　　目前，550℃高溫熱源的布雷頓循環(huán)系統(tǒng)已完成總體工程設計，相關系統(tǒng)集成示范項目建設正在穩(wěn)步推進中；200℃-400℃中低溫熱源S-CO2動力循環(huán)系統(tǒng)已完成總體參數(shù)設計及核心部件初步評估，正進行相關工程設計。