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美国10MW超临界CO₂发电示范试点项目机械完工

CSPPLAZA光热发电网讯:据外媒消息,美国西南研究院(SwRI)、GTI Energy公司和GE Vernova(GE)公司于10月27日宣布由美国能源部资助的10MW“超临界变革性发电”(STEP)示范试点项目机械完工,该试验设施耗资1.55亿美元,使用超临界二氧化碳(sCO₂)动力循环,展示了一种更高效低成本的新型发电方法,是世界上最大的CO₂技术示范设施之一。

通常,CO₂无毒且不易燃,当CO₂保持在临界温度及压力以上时,可像气体一样工作,但密度接近液体。与传统发电厂在电力循环中使用水作为热介质不同,该项目设计使用高温sCO₂作为循环工质,其热力学特性可将发电效率提高10%。sCO₂动力循环技术具有兼容集中太阳能发电和工业余热的功能。

此外,STEP试点电厂通过使用sCO₂作为工作流体可实现涡轮机机械装置尺寸约为传统发电厂组件的1/10,从而减少占地面积和建设成本。例如,STEP试点电厂桌面大小的sCO2涡轮机可为多达10,000个家庭供电。

图:超临界二氧化碳涡轮机

据了解,由SwRI、GTI Energy和GE合作设计的STEP试点电厂是世界上最大的sCO₂技术示范设施之一,于2018年10月15日动工,2020年完成建设。该试验厂今年首次在超临界流体条件下使用CO2压缩机运行,该设施的运行将持续到明年初。此项目的核心目标是显著提高这种新技术的效率、经济适用性、操作灵活性、满足空间需求和环境性能。

据悉,SwRI是sCO₂动力循环开发的行业领导者,其工作人员开展了许多美国能源部的项目,以推进sCO₂动力循环涡轮机与热交换器研发、循环和系统的效率提升、技术可靠性和商业化探索等相关工作。

背景资料:

鉴于超临界二氧化碳循环发电技术的明显优势,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。

美国更是将该技术作为未来光热发电技术迭代升级的重要突破口,“超临界二氧化碳布雷顿循环系统研发项目”也是美国能源部(DOE)推进的“Sunshot”攻关计划的重要项目之一。

传统的光热发电技术采用导热油或熔盐为介质,导热油温度上限为400摄氏度左右,硝酸盐则为590摄氏度左右,这限制了光热发电系统的性能提升。

超临界二氧化碳循环600到800℃的运行温度将打破这一温度壁垒,可以使光热发电效率提高10%,发电成本下降20%甚至更多。返回搜狐,查看更多

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