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超临界二氧化碳发电技术研发项目工作进展
发稿时间:2018-01-10         作者:文/梁世强          来源:传热传质研究中心     【字号:

  超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环发电技术被普遍认为是具有革命性、颠覆性的国际前沿技术。目前,通用电气全球研究中心和美国西南研究院正在研发10MWSCO2工程样机并在建设示范工程;国内不少科研院所、高校和企业做出纷纷规划,正在或准备开展SCO2发电技术相关研究工作。工程热物理所是国内最早开展SCO2涡轮机研发的单位之一,自2010年前后就在开展SCO2热力循环分析、传热传质和透平机械的基础研究。2016年,研究所做出战略规划,将SCO2发电技术作为重点培育项目,明确提出开发MWSCO2透平发电系统并推进其在新能源领域的应用,设立了所创新基金给予大力支持, 

  传热传质研究中心全面承担了SCO2发电技术方向的研发工作。立项以来,中心首先对科研队伍进行了深度整合,在所内外许多专家的无私帮助下,团队主要骨干迅速完成了专业转型,一边推进研发工作,一边抓紧进行人才培养和人才引进,在较短的时间内初步形成了一支分工明确、专业较为齐全、勇于开拓进取的研发团队。 

  一年以来,团队就SCO2布雷顿循环发电相关技术进行了广泛的调研,在反复论证的基础上,制定了MWSCO2透平研发工作的发展规划,明确提出用5年左右时间建成MWSCO2发电机组并实现示范运行。研发工作分为核心部件研制和系统研发两个阶段,2017年以来的工作主要集中于SCO2压缩机试验样机的研制和部件实验台建设、PCHE换热器样机研制及其实验台建设。 

  截止目前,压缩机试验样机已完成加工,正在准备样机总成和试验段装配,施工图纸预计月底正式交付,土建工程已在洽谈合同,年底前即将破土动工,预计20182月底完成实验台建设。在PCHE换热器研制方面,已制成回热器和冷却器样机,正在建设SCO2换热器实验台,预计2018年上半年开始部件实验。在开发MWSCO2压缩机试验样机过程中,形成了背叶片调控轴向推力、阶梯错齿密封、印刷电路板式换热器制造工艺等多项专利技术。 

  在推进部件实验研究的同时,研究团队开始着手MW级示范系统的设计。以塔式光热发电为背景初步完成了SCO2透平发电系统的理论和概念设计,通过多轮专家论证,基本确定了示范机组设计方案,2018年将全力完成工程设计和计算工作。。 

  2017年,研究所与中航发黎明公司签订了战略合作协议,奠定了透平机加工和工程转化的雄厚基础。与河北省衡水高新区管委会签订了投资合作协议,获得了资金、实验厂房和配套基础设施的支持,并以知识产权入股的形式成立了衡水中科衡发动力装备有限公司,对于推动SCO2发电技术的研发和产业化意义重大。 

  SCO2发电技术的研发需要突破超临界透平和高速转子设计、高温高压换热器研制、系统控制、超高压密封等诸多关键技术,是一个相当浩大的系统工程。项目研发过程中得到了研究所各兄弟实验室的无私帮助,也得到了国内各个领域许多专家的指导,可以说,团队取得的阶段性成果是研究所全体智慧和心血的结晶,我们深切体会,只有发挥研究所的集群优势,通过广泛合作,才能顺利推进有关研究工作并取得好的成果。 

  SCO2透平发电技术的研发任重而道远,不管困难多大,我们都要砥砺前行。 

 
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