梁志远，桂雍，赵钦新

（西安交通大学 能源与动力工程学院 热流科学与工程教育部重点实验室，西安 710049）

超临界二氧化碳循环发电系统具有能量转化效率高、关键部件和系统所占空间小、节水巨大和经济性显著等优点。相对于传统蒸汽工质的朗肯循环，超临界二氧化碳循环发电技术优势显著，被认为是新兴能源领域最具应用前景的能量转换系统之一，该技术可应用于舰船发电、燃气轮机和燃煤发电等领域。在同等级的运行参数下，超临界二氧化碳发电系统的循环效率比蒸汽循环系统高约5%。20世纪 70年代，研究人员认识到在闭合布雷顿循环中以超临界二氧化碳为工质，利用少量的压缩功，可以使系统达到更高的转换效率[1-3]。限于当时透平机械和紧凑式换热器的制造加工技术，超临界二氧化碳循环发电技术未得到发展及应用。近几年，美国、日本和中国等国家相继在核电、太阳能发电和火电等领域开展超临界二氧化碳循环发电系统与关键技术的研究[4-10]。清华大学、上海发电设备成套设计研究院、工程热物理研究所、西安热工研究院等科研机构开展了超临界二氧化碳循环发电系统设计、优化和关键部位材料选型研究[7-10]。

现阶段超临界二氧化碳循环发电系统研究的重点逐渐转移到系统长周期安全高效运行。超临界二氧化碳循环系统中二氧化碳工质与系统关键高温部件直接接触，系统设计参数选择和高效安全运行依赖于工质与材料间的稳定性。……