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国际领先!国内首台兆瓦级超临界二氧化碳透平发电机组交付

2020.04.14 来自:CSPFocus光略咨询


近日,由中国船舶集团所属重庆江增船舶重工有限公司(江增重工)自主研制的国内首台6兆瓦超临界二氧化碳透平压缩发电机组完成机械运转试验,机组运行情况良好,达到设计要求,顺利出厂交付用户,标志着江增重工核心技术成功应用于又一全新领域。


“作为目前国内唯一一家取得商业合同的厂家,江增重工自主研制的这款发电机组,进口压力超过20兆帕,温度高达600摄氏度,具有结构紧凑、体积小、系统噪音小、热效比功率大等显著特性,整机性能达到国际领先水平!谈到这款最新研发成果,该公司技术中心主任周东言语中难掩兴奋与自豪。


“不能开工,我们就在家里办公,哪个环节出了问题,马上就开视频会解决,承制单位更是全员抢产不按暂停键,保证了产品顺利下线。由于是首台,研发工作完全是‘摸着石头过河’,以至于从设计到交付使用,历时3年才完成。”



科普小贴士

超临界二氧化碳发电技术采用S-CO2布雷顿循环,是一种利用超临界状态的二氧化碳作为工质的涡轮发动机热循环技术,可实现较高的热电转换效率并超越传统的蒸汽轮机。

该项技术目前尚处于起步阶段,对该项技术的研究在中国甚至全球范围内也属于新课题。透平压缩机超临界二氧化碳布雷顿循环系统的核心部件之一,它的研制成功,为我国推动超临界二氧化碳发电技术商业化、抢占技术最前沿和未来产品市场贡献了一次漂亮的助攻


重庆江增船舶重工有限公司生产车间


据了解,该机组完全由江增重工技术中心设计开发、全资子公司昆山江锦机械承制。在该产品的设计制造过程中,专项研发小组克服重庆、江苏两地距离带来的不便,高效协同、精诚合作,制定了详细的开发计划及实施方案,从工艺文件制定、铸锻件原材料采购,再到零件加工,装配及试验,做到“精组织、重部署、强管理、严落实”。基于材料的特殊性、结构的复杂性、尺寸的高精度等特点,工艺方案中制定了首件加工验证,技术员全程跟踪,确保零件加工零风险。


在整个项目的收尾关键时期,正逢新冠肺炎疫情蔓延,致使项目时间紧、任务重,承制单位全员抢产不按暂停键,迎难而上全力以赴,出色完成了项目的最后收尾工作。


目前承担基础负荷的发电形式主要是火力发电(锅炉+汽轮机),其能量转换系统采用工质为水-水蒸汽。锅炉主要是提供热源(燃煤),水在封闭管路中经升压后到锅炉中去吸热,然后进入汽轮机膨胀做功,推动汽轮机旋转进而驱动发电机向电网供电。水的临界温度为374摄氏度、压力为22.05兆帕。目前最先进的超临界火电机组运行参数为温度高于593摄氏度,水蒸汽压力高于31兆帕。而超临界二氧化碳电力循环系统采用工质CO2的临界温度为31摄氏度,临界压力为7.38兆帕,可实现高效率的热能利用并超越传统的蒸汽轮机。


随着能源、环保问题加剧,超临界二氧化碳发电技术已是全球发电领域最新最热的研究方向。江增重工研制的这款发电机组,系统热效率可超过50%,比最先进的蒸汽动力循环高出25%,这将有效提高发电效率,缩短电厂建设周期,并显著降低成本,同时适用于荒漠缺水地区。这些优点都是普通发电系统无法比拟的。未来可替代传统蒸汽轮机和氦气轮机发电机组,应用范围和前景广阔。


对于光热发电系统来说,实现较高的运行温度正成为进一步提升系统效率并降低成本的关键,而目前备受全球光热发电行业关注的超临界二氧化碳光热发电技术的不断突破有望为行业突破成本瓶颈带来较大助力。


部分来源:江增重工



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第十届光热发电中国聚焦大会2020(5月20-21日,中国北京)

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