紧凑型超临界CO2机组转子设计与动力学分析

范 伟，肖高绘

(上海汽轮机厂有限公司，上海 200240)

随着全球气候变化以及环境和资源的制约，清洁低碳能源成为了世界能源发展的大势。2020年9月22日举行的联合国大会上，习近平主席承诺中国将在2030年前实现碳排放达峰，并在2060年前实现碳中和，这是全球应对气候变化工作的一项重大进展，显示了中国作为负责任大国承担起全球领导力的决心。随着风电、光伏等间歇性、不可调度的可再生能源发电占比不断提升，电网对包括煤电、光热等在内的热-功(电)转换发电系统提出了更多的灵活性要求，包括对发电系统能够快速升降负荷以及宽负荷高效运行的要求。

超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环具有效率高、系统紧凑以及灵活性好等潜在优点，未来有可能取代或部分取代水蒸气朗肯循环，实现高效热功转换[1]。许多研究表明，透平入口工质温度高于550 ℃时，S-CO2循环效率高于水蒸气朗肯循环[2]。这些特点使得该技术与未来全国乃至全世界能源系统的发展需求匹配度极高，并且在舰船艇动力等特殊场景下有望发挥其独特优势。因此，S-CO2热功转换技术近年来受到了极大的关注，各大高校、研究院所、企业纷纷投入资源进行了大量理论及实验研究。

上海电气从2012年开始对S-CO2动力循环技术进行跟踪，并通过持续科研投入进行了深入研究。在理论研究方面，上海电气基于过去在水蒸气动力循环领域的积累，进行了包括循环理论、通流设计、结构开发、控制仿真等技术的深入探索，形成了针对S-CO2动力循环与核心设备的设计分析方法、考核准则与开发平台。……