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重大技術突破,有望改變發電方式?!
來源:中國船舶集團     日期:2021-12-14    字體:【大】【中】【小】

  近日,我國自主研發的世界參數最高、容量最大的超臨界二氧化碳循環發電試驗機組成功完成72小時試運行,正式投運。

  將二氧化碳作為介質代替傳統發電機組的水蒸氣推動汽輪機旋轉,進而帶動發電機發電,是處于世界前沿領域的一項重要變革性技術。中國船舶集團重慶公司所屬江增重工、七二五所共同參與推進超臨界二氧化碳循環發電技術研發、應用工作。

  江增重工研發生產的5MWe超臨界二氧化碳透平發電機組是試驗機組的核心關鍵設備,也是試驗機組實現熱電轉換的唯一裝備,具有結構緊湊、體積小、系統噪音小、熱效比功率大等顯著特性,主要技術指標達到國際領先水平,對實現系統穩定運行起著至關重要的作用。

  近年來,江增重工集中優勢科研人才,在機組設計階段攻破了“超臨界二氧化碳軸流透平氣動設計及仿真、透平熱平衡管理及流熱固耦合分析、高參數流體的轉子動力學設計”等關鍵技術;在機組安裝階段,制定了首件加工驗證,技術員全程跟蹤,確保零件加工“零風險”;在機組調試階段,克服了調試任務重和疫情防控等因素影響,長期堅守現場,圓滿完成了機組滿負荷運行試驗。

  七二五所自主研發了試驗機組所用的全部3臺印刷電路板式換熱器(PCHE)。作為核心設備之一,PCHE具有耐高溫高壓、換熱效率高、結構緊湊的特點,在滿足超臨界二氧化碳循環系統高溫高壓工況的同時,換熱器的體積是傳統換熱器的 1/10,可大大提高系統的靈活性和適應性。其研制過程歷時5年,七二五所與合肥通用機械研究院強強聯合,突破了大型PCHE多項關鍵技術,于2019年完成了首產品的出廠驗收。

  今年7月,為保證項目順利實施,七二五所再次臨危受命,僅用3個月時間就成功研制出國內規格尺寸最大、芯體板片結構最復雜、流道精度要求最高的PCHE,有力保證了機組的建設和運行。

  知識多一點

  ★ 超臨界二氧化碳循環發電技術是熱力發電領域一項重要的變革性技術。不同于傳統主流熱力發電技術,該技術以二氧化碳為循環工質,具有熱電轉換效率高、動力設備和系統體積小、靈活性好、污染小等顯著優勢。近年來,美國、法國、日本、韓國等國家的頂級研發機構和電力企業紛紛圍繞該技術開展了一系列基礎研究和產業化布局,力圖搶占該領域的技術主導權。

  ★ 我國首座大型二氧化碳循環發電機組投運,驗證了超臨界二氧化碳循環發電技術工業運行的可行性,有望徹底改變傳統熱力發電技術140多年來以水蒸汽為主流工質的發電方式,標志著我國在超臨界二氧化碳循環發電技術領域已處于世界領先水平,為進一步提升能源利用效率、實現“雙碳”目標提供了重要路徑。



| 來   源:重慶公司/七二五所
| 通訊員:楊睿/張豪豪/李培躍/李秋龍/付文
| 責   編:周   芒
| 校   對:高紅梅
| 審   核:項   麗/甘豐錄