第 49 卷 第 10 期 Vol.49 No.10 2020 年 10 月 THERMAL POWER GENERATION Oct. 2020 收 稿 日 期：2020-04-22 基 金 项 目：国家重点研发计划项目(2017YFB0601801) Supported by：National Key Research and Development Program of China (2017YFB0601801) 第一作者简介：徐进良(1966)，男，博士，教授，博导，主要研究方向为多尺度传热、低品位能源利用及热功转换、超临界二氧化碳先进动力循环，xjl@ncepu.edu.cn。 超临界二氧化碳动力循环研究进展及展望 徐进良 1,2，刘 超 2，孙恩慧 2，朱兵国 2，谢 剑 1,2 （1.华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室，北京 102206； 2.华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206） ［摘 要］超临界二氧化碳（S-CO2）动力循环具有效率高、系统紧凑及灵活性高等优点，未来可取代或部分取代水蒸气朗肯循环，实现高效热功转换。本文从能量传递转换机理、关键部件研发以及系统设计等角度，总结了国内外研究进展。已有研究表明，目前已成功展示小型径流式透平 S-CO2 循环系统，但 CO2 泄漏等导致系统性能降低，大型轴流式透平系统可能不会出现小型系统类似问题。综述了我国在 S-CO2循环方面的研究进展。围绕大型 S-CO2燃煤发电系统能量传递转换机理及系统概念设计，提出了锅炉模块化设计，将锅炉压降降低到与水蒸气锅炉相当甚至更低的水平；提出了顶/底复合循环，彻底解决了锅炉烟气热量全温区吸收问题。建立了高温高压 CO2传热实验系统，获得了宽广参数范围内的实验数据，引入超临界类沸腾概念并提出超临界沸腾数及 K 数，获得了高精度预测超临界传热恶化及传热系数的广义关联式，提出了控制壁温的 S-CO2锅炉概念设计等。在此基础上，提出了需加强的研究方向，包括适合不同热源（核能、太阳能、化石能源）的 S-CO2循环构建，回热器、压气机及透平等关键部件设计及制造技术，关键部件及全系统的控制运行技术，以及不同功率等级的 S-CO2循环的示范系统等，为 S-CO2发电的商业应用奠定理论和技术基础。 ［关 键 词］超临界二氧化碳循环；热功转换；回热器；透平；控制运行 ［中图分类号］TK121 ［文献标识码］A ［DOI 编号］10.19666/j.rlfd.202004089 ［引用本文格式］徐进良, 刘超, 孙恩慧, 等. 超临界二氧化碳动力循环研究进展及展望[J]. 热力发电, 2020, 49(10): 1-10. XU Jinliang, ...
