水电技术|超临界二氧化碳Brayton循环及燃气轮机(1)

水电之家讯：编者注：国外在超临界二氧化碳(S-CO2)Brayton循环领域已经开展了样机制造、试验和工程示范，但国内对于超临界CO2循环技术的认识还处于初级阶段。目前已引起光热发电行业和电力行业的关注，是一种一二十年内有可能带来发电变革的一项技术，在核能发电、太阳能发电、工业废热发电、舰船推进系统等方面具有一定的应用前景。

S-CO2的应用在上世纪六七十年代就有多方面的研究，由于其功率密度高，叶片的应力很大，其轮盘和叶片需要一次性整体加工，当时的加工工艺难以满足。直到1990年代中期，五轴加工中心广泛使用，涡轮制造工艺得以突破，才开始商业化产品的研发。

本世纪以来，在能源、环保问题加剧的情况下，超临界二氧化碳发电更是引起各国的关注。美国是该项技术的积极鼓动者，从2007年以来，美国已举办了五届(分别在2007、2009、2011、2014年、2016年举行)S-CO2发电循环的国际会议，除美国外，英、德、日、韩、西班牙等有研究人员参会。赞助方有美国国家能源技术实验室(NETL)、西南研究所(SWRI)、Echogen能源系统公司、Thar能源公司(Thar Energy LLC)、Abengoa太阳能公司、电力研究所(EPRI)、Barber-Nichols公司、Aerojet Rocketdyne、Dresser-Rand、GE Global Research、Heatric等。

超临界CO2是神马??



临界点参数：30.98⁰C，7.38MPa。

S-CO2是气态和液态并存的流体，密度接近于液体，粘度接近于气体，扩散系数约为液体的100倍。超临界CO2的临界条件容易达到，化学性质不活泼，无色无味无毒，安全，价格便 宜，纯度高，易获得。

S-CO2二氧化碳布雷顿循环的工作温度在临界温度之上，具有较好的传递性和快速移动的能力，高密度可以让流体的压强很高，超临界循环利用二氧化碳在临界附近的物性，减小压缩功，提高回热效率。

S-CO2布雷顿循环

具有高的流动密度、传热性，可以大大减小压气机和热量交换器、透平的尺寸，同时不需要很高的循环温度即可达到满意的转换效率，降低运行维护成本低。因此，火电、核电、太阳能发电等都尝试采用S-CO2布雷顿循环系统。

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