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美SwRI演示為聚光太陽能發電廠開發的超臨界二氧化碳渦輪機

2022-01-18 09:04:10 來源：cnBeta.COM

美國西南研究院（SwRI）與政府和商業合作者合作，成功開發并演示了世界上第一個用于聚光太陽能發電(CSP)廠的超臨界二氧化碳發電系統的全尺寸渦輪機。該技術將超臨界二氧化碳動力循環與綜合熱能儲存相結合。

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該項目得到了美國能源部APOLLO項目的支持，該項目是為了提高CSP電廠的性能和降低其電力成本而設立的。10兆瓦的超臨界二氧化碳渦輪機已成功完成了閉環環境下的性能和耐久性測試。

超臨界二氧化碳是在臨界溫度和壓力以上的二氧化碳，這使它在具有液體密度的同時表現得像一種氣體。它也是無毒和不可燃的，已被用于干洗過程、低溫室氣體制冷系統，以及咖啡脫咖啡因。

超臨界狀態下的流體特性使超臨界二氧化碳成為一種高效的發電流體，因為它具有高密度、低粘度和良好的傳熱特性。

“推進電網規模的儲能是使可再生能源全面滲透到發電領域的重要一步。利用超臨界二氧化碳作為工作流體可以使CSP工廠的效率提高10個百分點，”SwRI旋轉機械動力學部門經理Jason Wilkes博士說。“超臨界二氧化碳循環的高效率也使渦輪機的占地面積更小--它是標準蒸汽渦輪機的1/20，可以在大多數環境中改善安裝。”

CSP技術使用鏡子或透鏡將大量的太陽光集中到接收器上，接收器通常將集中的光轉化為熱能，并提取熱能，利用蒸汽渦輪機發電。該系統將能量作為熱能儲存起來，然后利用超臨界二氧化碳動力循環將其轉化為按需提供的能量，從而提高效率并降低運營成本。

“超臨界二氧化碳動力循環技術是傳統渦輪機的一小部分，為眾多應用提供了更好的性能。”SwRI機械部主任Tim Allison博士說：“超臨界二氧化碳技術在全循環條件下的成功示范是一個令人激動的里程碑。”

SwRI和總部位于韓國的全球能源設備公司Hanwha Power Systems開發并展示了新的整體齒輪式超臨界二氧化碳渦輪機，該渦輪機在全尺寸壓縮機條件下進行了測試，并在高達720℃和275巴的前所未有的MW級條件下對渦輪機進行了全壓全溫測試。該系統計劃在未來被整合到CSP試驗工廠中。

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