动力革新浪潮下，发电高手清洁发电技能的氧化打破是推进“双碳”方针完成的要害引擎。

　　二氧化碳作为导致温室效应增强的碳变碳号首要因素之一，现在却成为了一种革新性发电技能——超临界二氧化碳发电技能的身超要害载体。

　　通过多年的总师技能攻关与演示使用，由我国核动力研讨规划院打造的揭秘“超碳一号”行将并网发电。光明网特邀我国核动力院“超碳一号”总规划师黄彦平，发电高手从原理到使用，氧化全面解读超临界二氧化碳发电技能。碳变碳号

　　光明网：用二氧化碳发电，这背面终究是总师什么原理？

　　黄彦平：传统的蒸汽发电技能是将水通过热源（煤/天然气/油等）加热转化为蒸汽，推进汽轮机滚动，揭秘带动发电机发生电能，发电高手这已使用140余年。氧化

　　超临界二氧化碳发电，碳变碳号是用处于超临界态的二氧化碳，从热源里边吸热，再推进胀大机或许叫气体透平来发电。它的循环进程是：首要，超临界二氧化碳通过压气机升压；然后，使用换热器将工质等压加热；其次，工质进入胀大机做功，带动发电机发电；最终，工质进入冷却器，康复到初始状况，再进入压气机构成闭式循环。

　　之所以二氧化碳能成为发电范畴的“超级工质”，是因为当二氧化碳被加压至7.38兆帕、加热至31℃时，会进入逾越气态和液态物质特性的“超临界态”，兼具高密度和低粘度的两层优势。整个进程中，二氧化碳都处于超临界态，没有相变，做功才能强。

　　光明网：超临界二氧化碳发电，安全吗？

　　黄彦平：二氧化碳的临界压力是7.38兆帕，也便是73.8个大气压。现在咱们研发的“超碳一号”演示机组最高作业压力为23兆帕。而水工质的临界压力在22兆帕左右，超超临界水蒸气机组的作业压力不低于31兆帕。所以，超临界二氧化碳发电机组现在最高的作业压力都比超超临界蒸汽动力机组压力要低。相对于310个大气压的作业系统，230个大气压的作业系统安全性是更高的。

　　光明网：超临界二氧化碳发电技能为什么能成为一种革新性发电技能？

　　黄彦平：超临界的工质特色和构型特色，使得超临界二氧化碳发电技能在工程上有以下优势：一是高功率。中高温下功率高于传统水蒸气朗肯循环。

　　二是超紧凑。得益于该技能所使用的二氧化碳的共同物质特性，机组体积小、重量轻，使得其循环发电设备可以具有更高的能量密度，这对建造来说也是下降成本的一个方面。这种优势也进一步减少了设备数量。

　　像咱们研发的“超碳一号”系统首要设备是一个压气机，一个胀大机，一个冷却器，一个回热器，还有一个换热器，简称“两机三器一系统”。

　　三是快呼应。超碳发电系统简略，能快速启停和负荷盯梢，适合间歇式热源。

　　光明网：“超碳一号”在研发的进程中遇到了哪些难题？

　　黄彦平：超临界二氧化碳有优势，也有短板。最大的一个短板是它的外表换热才能很差，只有水的三分之一左右。所以，咱们碰到的第一个难点便是要研发高比外表积的换热器。这种设备除了要添加比外表积，还要让它的承压才能、耐腐蚀性都要好，这需求毫米级薄板的高强度焊接。咱们试遍了传统办法，都无法完成。

　　十分走运的是，上个世纪八九十年代，呈现了一种真空分散焊工艺。咱们将这项技能用在了超临界二氧化碳换热器的研发上。为此，专门研发了系列化工业母机——大尺度分散焊机等设备，完成了超临界二氧化碳换热设备全国产、型谱化研发，并且可以拓宽至百兆瓦级，完全霸占了高效紧凑换热设备的工程级研发难题。

　　第一代（左）/第二代（右）兆瓦级超临界二氧化碳发电技能试验设备。

　　还有一个难点便是操控。超临界二氧化碳有呼应快的优势，引进一个热量，可以快速升压，但要做到既能呼应快又能可控，这就很难。咱们研发并测验验证了面向多使用场景、具有多功能、多型式的型谱化样机，这些都是初次研发。

　　2023年，咱们联合济钢世界在首钢水钢现场建造了2套15兆瓦超临界二氧化碳余热发电机组。项目中，这项技能的优势展露无遗，场所需求及用水需求下降50%，发电功率进步42.7%，年发电量进步84%。

　　可以说，通过十余年的攻关，我国的超临界二氧化碳发电技能产学研系统根本树立，全国产化工业链条根本成型，具有了全面工程使用条件。

　　光明网：接下来，还有哪些方案？

　　黄彦平：咱们现在现已把握的超临界二氧化碳技能，根本上可以做到从两百千瓦到一百兆瓦这个功率等级。接下来，咱们要对不同的使用场景、不同的功率等级规划，进行工程使用的探究，也便是演示。演示成功后，咱们就会做标准化规划。这些对下降成本、进步运维才能和水平都是至关重要的。

　　作为一项推翻性技能，不仅仅是一个科学原理上的推翻，在工业上也要可以带来推翻性的收益，那才称得上推翻性技能。

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记　者。

宋雅娟 肖春芳。

剪　辑。

李怡霏（实习）。