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我国首座大型二氧化碳循环发电机组投运
2021-12-10
2021年12月09日 11:52 媒体滚动
华能自主研发的世界参数最高容量最大超临界二氧化碳发电试验机组成功投运
中国电力新闻网讯 12月8日，中国华能集团有限公司自主研发的世界参数最高、容量最大的超临界二氧化碳循环发电试验机组在华能西安热工院顺利完成72小时试运行。该机组发电功率为5兆瓦，其成功投运验证了超临界二氧化碳循环发电技术工业运行的可行性，有望彻底改变传统热力发电技术140多年来以水蒸汽为主流工质的发电方式，标志着我国在超临界二氧化碳循环发电技术领域已处于世界领先水平，为进一步提升能源利用效率、实现“双碳”目标提供了重要路径。
超临界二氧化碳循环发电技术是热力发电领域一项重要的变革性技术。不同于传统主流热力发电技术，该技术以二氧化碳为循环工质，具有热电转换效率高、动力设备和系统体积小、灵活性好等显著优势。该技术在主气温度600℃的条件下，热电转换效率较蒸汽机组提升3~5个百分点；相同装机容量时，透平主轴长度只有蒸汽轮机的1/25；可实现0~100%全负荷调峰。
近年来，美国、法国、日本、韩国等国家的顶级研发机构和电力企业纷纷围绕该技术开展了一系列基础研究和产业化布局，力图抢占该领域的技术主导权。2014年，华能在没有任何相关借鉴技术和经验的基础上，启动该技术前期研究，依托西安热工院牵头组建创新团队，联合国内顶级高等院校、科研院所、设计单位、制造企业和工程建设单位等创新链、产业链上下游30余家机构开展集智攻关，历时7年，成功攻克了循环系统构建、核心设备设计、机组制造安装、整套启动运行等多个环节的关键科学技术难题，自主设计制造出包括超临界二氧化碳锅炉、印刷电路板换热器、透平、压缩机、干气密封在内的多个关键装置，核心设备国产化率达到100%。
试验机组72小时满负荷运行期间，最高温度600℃，最高压力20兆帕，发电功率5兆瓦，系统各项指标全面达到设计要求，实现高标准安全稳定运行。下一阶段，华能将积极推动超临界二氧化碳循环发电技术在高效光热、电热储能、先进核电和灵活火电等领域的研发与应用，计划在“十四五”期间建成50兆瓦超临界二氧化碳循环发电商业示范电站，为我国继续保持热力发电领域技术全球领跑，加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献更大力量。
同期，西安热工院牵头成立了超临界二氧化碳循环发电技术创新联合体，旨在为我国继续引领世界热力发电技术发展提供科技创新高地、成果转化平台和体制机制保障。创新联合体由清华大学、西安交通大学、中国原子能科学研究院、中国科学院电工研究所、哈尔滨锅炉厂等40家高校、科研院所和龙头企业组成。联合体成员将加快推进超临界二氧化碳循环发电技术研发、应用及标准化工作，努力取得一批原创性、引领性重大科技成果，助力我国加快实现高水平科技自立自强。（文/鲁浩 张一帆 王卓峰 摄/雍君 高炜）
