燃煤sCO2布雷頓循環及其工質傳熱特性研究進展

吳 柯，鮑中凱，段倫博，黃 宇

(東南大學 能源熱轉換及其過程測控教育部重點實驗室，江蘇 南京 210096)

0 引 言

電力使用的高速增長已成為社會發展不可缺少的推動力，但伴隨而來的是能源消耗與環境問題的日益突出。為了獲取更高的經濟效益，電力機組參數呈現向高溫高壓發展的趨勢，但針對超超臨界蒸汽朗肯循環機組，過高的蒸汽參數需在高溫部件采用昂貴的新型鎳基合金，導致經濟性降低。因此，在不增加投資成本的基礎上，探索更高效率、低碳排放的新型發電技術是當前面臨的一項重要任務[1]。近年來，以sCO2為工作介質的布雷頓循環發電技術受到了國內外學者的廣泛關注，成為一項快速發展的前沿技術。sCO2循環發電技術可實現更具競爭力的循環效率，同時sCO2的高密度和高能量密度可使渦輪機械等關鍵設備更加緊湊，實現系統小型化，降低前期投資[2]。此外，sCO2循環可適用于多種熱源，包括核能、太陽能、余熱回收、化石能源等[2]。

《中國能源發展報告2018》[3]指出，2018年我國電源結構仍以煤電為主，煤電發電量占比為63.7%。受能源結構影響，煤炭仍將是未來我國能源消費中的基石。化石能源的使用帶來巨大碳排放，中國目前已經是全球碳排放量最大的國家，將在2030年迎來碳排放的高峰。面對全球氣候變化的巨大挑戰，碳捕集、利用與封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技術作為應對氣候變化的重要手段，一直是國際社會關注的重點領域，CO2的減排將是未來幾十年發電研究的主要方向。……