【壓縮機(jī)網(wǎng)】2015年9月22日，江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司與中國科學(xué)院工程熱物理研究所簽署《超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)咨詢服務(wù)協(xié)議》。

 

　　一、協(xié)議簽署背景

 

　　二氧化碳的臨界點(diǎn)溫度約為攝氏31度，壓力約為7.8MPa（78個(gè)大氣壓），將二氧化碳加壓加溫到這個(gè)臨界點(diǎn)壓力和溫度之上就能得到超臨界二氧化碳(SCO2)。在接近臨界點(diǎn)時(shí)，SCO2具有接近液態(tài)的密度和比熱容，但其粘性接近于氣態(tài)。如果將其用來做動(dòng)力循環(huán)的工質(zhì)，如朗肯循環(huán)和布雷頓循環(huán)，它能夠在很小的體積內(nèi)傳遞很大的能量，例如同樣300MW的額定發(fā)電功率，以SCO2為工質(zhì)的膨脹機(jī)的體積是以水蒸汽為工質(zhì)的蒸汽輪機(jī)的1/100。由于SCO2在傳遞能量方面的優(yōu)異性質(zhì)，將它用在動(dòng)力循環(huán)中能夠顯著提高循環(huán)效率。2004年，MIT的Dostal等人計(jì)算了將SCO2用于下一代核反應(yīng)堆的可行性，結(jié)果表明，采用一級(jí)再壓縮和兩級(jí)回?zé)岬腟CO2布雷頓循環(huán)，在熱源溫度650度，壓比超過3時(shí)熱功轉(zhuǎn)換效率 > 50%。再加上該效率對(duì)環(huán)境溫度不敏感，非常適合于無水冷卻，這使得超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)特別適合于太陽能光熱和新一代高溫氣冷堆核電站，能夠給這兩個(gè)行業(yè)帶來顛覆性的變化。

 

　　當(dāng)前我國的環(huán)境急劇惡化，究其原因，一次能源中煤炭的比例過大是z*重要的因素，因此，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整迫在眉睫，加大天然氣、核能和新能源的比例是解決問題的關(guān)鍵。與此同時(shí)，大量的低溫余熱可以回收利用。SCO2的布雷頓循環(huán)可以用于前者，其大于50%的熱電轉(zhuǎn)換效率對(duì)太陽能熱發(fā)電和新一代高溫氣冷堆核電行業(yè)極具吸引力。SCO2朗肯循環(huán)可以用于后者，它的工質(zhì)無毒無害，是有機(jī)朗肯循環(huán)無法比擬的，而其體積小效率高的優(yōu)勢，又有取代傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)的趨勢。因此，發(fā)展SCO2動(dòng)力循環(huán)對(duì)節(jié)能減排和新能源產(chǎn)業(yè)（尤其是太陽能熱發(fā)電和核能）具有顛覆性的意義。 

 

　　整體來看，SCO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)在q*范圍內(nèi)目前仍是一個(gè)新課題，但其優(yōu)良的特性和對(duì)發(fā)電技術(shù)可能帶來的顛覆已經(jīng)受到了越來越廣泛的認(rèn)知，其技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程的速度也正在逐步加快，市場前景十分廣闊。然而，目前國內(nèi)電力系統(tǒng)對(duì)SCO2循環(huán)技術(shù)的認(rèn)識(shí)還處于十分初級(jí)的層面，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)和示范的機(jī)構(gòu)也少之又少。

 

　　清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院進(jìn)行過初步的物理計(jì)算分析：中國科學(xué)院工程熱物理研究所在該領(lǐng)域有較好的基礎(chǔ)研究沉淀與積累。密度高，體積小的SCO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它可以廣泛應(yīng)用于太陽能光熱發(fā)電、核電、余熱利用等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用市場前景。

 

　　二、合作方介紹

 

　　中國科學(xué)院工程熱物理研究所目前已經(jīng)建設(shè)成為應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用發(fā)展研究有機(jī)結(jié)合的戰(zhàn)略高技術(shù)研究所，主要從事能源、動(dòng)力和環(huán)境等領(lǐng)域的研究。中國科學(xué)院工程熱物理研究所與公司從2010年10月開始聯(lián)合開發(fā)新型高效小型蒸汽輪機(jī)技術(shù)。目前，公司蒸汽輪機(jī)已進(jìn)入了生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電、太陽能光熱發(fā)電、汽機(jī)拖動(dòng)等領(lǐng)域。

 

　　三、協(xié)議內(nèi)容

 

　　1、合作內(nèi)容

 

　　（1）金通靈根據(jù)市場需求分析結(jié)合自身資源能力，自主開發(fā)超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與技術(shù)。s*期研發(fā)太陽能熱發(fā)電用10MWe超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括前期的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、中期的小功率（1MWe）系統(tǒng)示范以及后期的大功率（10MWe）系統(tǒng)與太陽能聚光與儲(chǔ)能部分聯(lián)調(diào)等。

 

　　（2）金通靈將獲得中國科學(xué)院工程熱物理研究所就超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng) 提供的技術(shù)咨詢服務(wù)。

 

　　（3）技術(shù)咨詢服務(wù)范圍如下：中國科學(xué)院工程熱物理研究所以技術(shù)報(bào)告（含文字、圖片、圖紙、電子程序和數(shù)據(jù)等）的方式提供SCO2壓縮機(jī)膨脹機(jī)的氣動(dòng)計(jì)算、轉(zhuǎn)子動(dòng)力設(shè)計(jì)、機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算等服務(wù)，并現(xiàn)場指導(dǎo)金通靈制造、安裝、調(diào)試，以及與上述服務(wù)相關(guān)的所有工作。

 

　　2、服務(wù)費(fèi)用及支付方式

 

　　（1）服務(wù)費(fèi)用共計(jì)：1,140萬元，服務(wù)期限為36月；

 

　　（2）付款方式：協(xié)議簽署生效后的10個(gè)工作日內(nèi)，金通靈支付第一筆款項(xiàng)190萬元；在協(xié)議期間內(nèi)，金通靈每隔半年考核分項(xiàng)任務(wù)的完成情況，按照半年（即每隔6個(gè)月190萬元）來支付咨詢服務(wù)費(fèi)；金通靈有權(quán)留下z*后一筆190萬元作為質(zhì)量保證費(fèi)，待小功率SCO2布雷頓循環(huán)系統(tǒng)的第三方測試報(bào)告獲得雙方認(rèn)可后支付。

 

　　3、知識(shí)產(chǎn)權(quán)

 

　　（1）協(xié)議所指的超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是金通靈投資研發(fā)項(xiàng)目，其產(chǎn)生的專利申請(qǐng)權(quán)、專利權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)為金通靈所有。

 

　　（2）根據(jù)本協(xié)議研究成果所發(fā)表的論文，其署名權(quán)由雙方共同擁有，如發(fā)表，需取得雙方書面同意。

 

　　四、協(xié)議對(duì)公司影響

 

　　協(xié)議簽訂后，公司將聯(lián)合中國科學(xué)院工程熱物理研究所從關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)到小規(guī)模系統(tǒng)示范，再到與太陽能聚光和儲(chǔ)熱系統(tǒng)聯(lián)調(diào)中試，為SCO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，從而占領(lǐng)市場制高點(diǎn)，引領(lǐng)太陽能熱發(fā)電和高溫核能的技術(shù)創(chuàng)新。