【壓縮機網】2015年9月22日,江蘇金通靈流體機械科技股份有限公司與中國科學院工程熱物理研究所簽署《超臨界二氧化碳布雷頓循環發電技術的關鍵技術及系統集成技術咨詢服務協議》。
一、協議簽署背景
二氧化碳的臨界點溫度約為攝氏31度,壓力約為7.8MPa(78個大氣壓),將二氧化碳加壓加溫到這個臨界點壓力和溫度之上就能得到超臨界二氧化碳(SCO2)。在接近臨界點時,SCO2具有接近液態的密度和比熱容,但其粘性接近于氣態。如果將其用來做動力循環的工質,如朗肯循環和布雷頓循環,它能夠在很小的體積內傳遞很大的能量,例如同樣300MW的額定發電功率,以SCO2為工質的膨脹機的體積是以水蒸汽為工質的蒸汽輪機的1/100。由于SCO2在傳遞能量方面的優異性質,將它用在動力循環中能夠顯著提高循環效率。2004年,MIT的Dostal等人計算了將SCO2用于下一代核反應堆的可行性,結果表明,采用一級再壓縮和兩級回熱的SCO2布雷頓循環,在熱源溫度650度,壓比超過3時熱功轉換效率 > 50%。再加上該效率對環境溫度不敏感,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,能夠給這兩個行業帶來顛覆性的變化。
當前我國的環境急劇惡化,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,能源結構調整迫在眉睫,加大天然氣、核能和新能源的比例是解決問題的關鍵。與此同時,大量的低溫余熱可以回收利用。SCO2的布雷頓循環可以用于前者,其大于50%的熱電轉換效率對太陽能熱發電和新一代高溫氣冷堆核電行業極具吸引力。SCO2朗肯循環可以用于后者,它的工質無毒無害,是有機朗肯循環無法比擬的,而其體積小效率高的優勢,又有取代傳統蒸汽輪機的趨勢。因此,發展SCO2動力循環對節能減排和新能源產業(尤其是太陽能熱發電和核能)具有顛覆性的意義。
整體來看,SCO2布雷頓循環發電系統的研發在q*范圍內目前仍是一個新課題,但其優良的特性和對發電技術可能帶來的顛覆已經受到了越來越廣泛的認知,其技術研發和商業化應用進程的速度也正在逐步加快,市場前景十分廣闊。然而,目前國內電力系統對SCO2循環技術的認識還處于十分初級的層面,對該系統進行研發和示范的機構也少之又少。
清華大學核能與新能源技術研究院進行過初步的物理計算分析:中國科學院工程熱物理研究所在該領域有較好的基礎研究沉淀與積累。密度高,體積小的SCO2布雷頓循環發電系統,它可以廣泛應用于太陽能光熱發電、核電、余熱利用等領域,具有廣泛的應用市場前景。
二、合作方介紹
中國科學院工程熱物理研究所目前已經建設成為應用基礎與應用發展研究有機結合的戰略高技術研究所,主要從事能源、動力和環境等領域的研究。中國科學院工程熱物理研究所與公司從2010年10月開始聯合開發新型高效小型蒸汽輪機技術。目前,公司蒸汽輪機已進入了生物質發電、垃圾發電、太陽能光熱發電、汽機拖動等領域。
三、協議內容
1、合作內容
(1)金通靈根據市場需求分析結合自身資源能力,自主開發超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統與技術。s*期研發太陽能熱發電用10MWe超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統,包括前期的關鍵技術驗證、中期的小功率(1MWe)系統示范以及后期的大功率(10MWe)系統與太陽能聚光與儲能部分聯調等。
(2)金通靈將獲得中國科學院工程熱物理研究所就超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統 提供的技術咨詢服務。
(3)技術咨詢服務范圍如下:中國科學院工程熱物理研究所以技術報告(含文字、圖片、圖紙、電子程序和數據等)的方式提供SCO2壓縮機膨脹機的氣動計算、轉子動力設計、機械強度計算等服務,并現場指導金通靈制造、安裝、調試,以及與上述服務相關的所有工作。
2、服務費用及支付方式
(1)服務費用共計:1,140萬元,服務期限為36月;
(2)付款方式:協議簽署生效后的10個工作日內,金通靈支付第一筆款項190萬元;在協議期間內,金通靈每隔半年考核分項任務的完成情況,按照半年(即每隔6個月190萬元)來支付咨詢服務費;金通靈有權留下z*后一筆190萬元作為質量保證費,待小功率SCO2布雷頓循環系統的第三方測試報告獲得雙方認可后支付。
3、知識產權
(1)協議所指的超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統是金通靈投資研發項目,其產生的專利申請權、專利權等知識產權為金通靈所有。
(2)根據本協議研究成果所發表的論文,其署名權由雙方共同擁有,如發表,需取得雙方書面同意。
四、協議對公司影響
協議簽訂后,公司將聯合中國科學院工程熱物理研究所從關鍵技術研發到小規模系統示范,再到與太陽能聚光和儲熱系統聯調中試,為SCO2布雷頓循環發電系統的產業化奠定基礎,從而占領市場制高點,引領太陽能熱發電和高溫核能的技術創新。
【壓縮機網】2015年9月22日,江蘇金通靈流體機械科技股份有限公司與中國科學院工程熱物理研究所簽署《超臨界二氧化碳布雷頓循環發電技術的關鍵技術及系統集成技術咨詢服務協議》。
一、協議簽署背景
二氧化碳的臨界點溫度約為攝氏31度,壓力約為7.8MPa(78個大氣壓),將二氧化碳加壓加溫到這個臨界點壓力和溫度之上就能得到超臨界二氧化碳(SCO2)。在接近臨界點時,SCO2具有接近液態的密度和比熱容,但其粘性接近于氣態。如果將其用來做動力循環的工質,如朗肯循環和布雷頓循環,它能夠在很小的體積內傳遞很大的能量,例如同樣300MW的額定發電功率,以SCO2為工質的膨脹機的體積是以水蒸汽為工質的蒸汽輪機的1/100。由于SCO2在傳遞能量方面的優異性質,將它用在動力循環中能夠顯著提高循環效率。2004年,MIT的Dostal等人計算了將SCO2用于下一代核反應堆的可行性,結果表明,采用一級再壓縮和兩級回熱的SCO2布雷頓循環,在熱源溫度650度,壓比超過3時熱功轉換效率 > 50%。再加上該效率對環境溫度不敏感,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,能夠給這兩個行業帶來顛覆性的變化。
當前我國的環境急劇惡化,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,能源結構調整迫在眉睫,加大天然氣、核能和新能源的比例是解決問題的關鍵。與此同時,大量的低溫余熱可以回收利用。SCO2的布雷頓循環可以用于前者,其大于50%的熱電轉換效率對太陽能熱發電和新一代高溫氣冷堆核電行業極具吸引力。SCO2朗肯循環可以用于后者,它的工質無毒無害,是有機朗肯循環無法比擬的,而其體積小效率高的優勢,又有取代傳統蒸汽輪機的趨勢。因此,發展SCO2動力循環對節能減排和新能源產業(尤其是太陽能熱發電和核能)具有顛覆性的意義。
整體來看,SCO2布雷頓循環發電系統的研發在q*范圍內目前仍是一個新課題,但其優良的特性和對發電技術可能帶來的顛覆已經受到了越來越廣泛的認知,其技術研發和商業化應用進程的速度也正在逐步加快,市場前景十分廣闊。然而,目前國內電力系統對SCO2循環技術的認識還處于十分初級的層面,對該系統進行研發和示范的機構也少之又少。
清華大學核能與新能源技術研究院進行過初步的物理計算分析:中國科學院工程熱物理研究所在該領域有較好的基礎研究沉淀與積累。密度高,體積小的SCO2布雷頓循環發電系統,它可以廣泛應用于太陽能光熱發電、核電、余熱利用等領域,具有廣泛的應用市場前景。
二、合作方介紹
中國科學院工程熱物理研究所目前已經建設成為應用基礎與應用發展研究有機結合的戰略高技術研究所,主要從事能源、動力和環境等領域的研究。中國科學院工程熱物理研究所與公司從2010年10月開始聯合開發新型高效小型蒸汽輪機技術。目前,公司蒸汽輪機已進入了生物質發電、垃圾發電、太陽能光熱發電、汽機拖動等領域。
三、協議內容
1、合作內容
(1)金通靈根據市場需求分析結合自身資源能力,自主開發超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統與技術。s*期研發太陽能熱發電用10MWe超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統,包括前期的關鍵技術驗證、中期的小功率(1MWe)系統示范以及后期的大功率(10MWe)系統與太陽能聚光與儲能部分聯調等。
(2)金通靈將獲得中國科學院工程熱物理研究所就超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統 提供的技術咨詢服務。
(3)技術咨詢服務范圍如下:中國科學院工程熱物理研究所以技術報告(含文字、圖片、圖紙、電子程序和數據等)的方式提供SCO2壓縮機膨脹機的氣動計算、轉子動力設計、機械強度計算等服務,并現場指導金通靈制造、安裝、調試,以及與上述服務相關的所有工作。
2、服務費用及支付方式
(1)服務費用共計:1,140萬元,服務期限為36月;
(2)付款方式:協議簽署生效后的10個工作日內,金通靈支付第一筆款項190萬元;在協議期間內,金通靈每隔半年考核分項任務的完成情況,按照半年(即每隔6個月190萬元)來支付咨詢服務費;金通靈有權留下z*后一筆190萬元作為質量保證費,待小功率SCO2布雷頓循環系統的第三方測試報告獲得雙方認可后支付。
3、知識產權
(1)協議所指的超臨界二氧化碳布雷頓循環發電系統是金通靈投資研發項目,其產生的專利申請權、專利權等知識產權為金通靈所有。
(2)根據本協議研究成果所發表的論文,其署名權由雙方共同擁有,如發表,需取得雙方書面同意。
四、協議對公司影響
協議簽訂后,公司將聯合中國科學院工程熱物理研究所從關鍵技術研發到小規模系統示范,再到與太陽能聚光和儲熱系統聯調中試,為SCO2布雷頓循環發電系統的產業化奠定基礎,從而占領市場制高點,引領太陽能熱發電和高溫核能的技術創新。


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