超临界二氧化碳闭式循环发电系统的基本工作原理与常规蒸汽/燃气轮机循环发电系统类似，其特殊性在于循环工质为高压（>7~25MPa）、高密度的超临界二氧化碳流体。该流体的特殊热物性一方面能有效降低压气机部件耗功，进而提高循环热效率，同时大幅降低涡轮/压气机部件体积，提高系统紧凑性；另一方面却为涡轮/压气机及换热器等核心部件的设计、制造及运行带来了新的挑战，如压气机近临界点真实气体效应及“冷凝”失稳、涡轮/压气机损失机理及流动组织、超临界二氧化碳流体换热特性等机理问题，以及高速转子支撑和高压动封严等技术问题。
针对上述问题，本项目前期开展了系统的研究，涉及超临界二氧化碳流体的强真实气体效应、压气机近临界点“冷凝”捕捉及抑制、超临界二氧化碳涡轮/压气机流动损失控制、微通道换热器中超临界流体换热/压降特性等，形成了高速小尺寸涡轮/压气机及紧凑微通道换热器设计技术。在此基础上，围绕MWe级量级余热利用系统的研发，完成了循环热力方案、涡轮/压气机方案、微通道（PCHE）换热器方案等设计工作，现已进入原理验证阶段。该系统有望在550~600℃中高温热源下以接近40[%]的热效率实现高效的热电转化，填补国内在超临界二氧化碳闭式循环发电领域的空白。
黄磊与江苏省生产力促进中心创新平台管理与服务处对接成功
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