美能源部投资3000万开发先进涡轮机部件和超临界二氧化碳动力循环

美国能源部（DOE）国家能源技术实验室挑选了6个第二阶段项目来进一步开发先进燃气轮机部件和超临界二氧化碳（sCO₂）动力循环相关创新技术。这些项目是从私营企业近期完成的11个第一阶段项目中筛选而出。

这6个第二阶段项目将在未来三年半得到能源部总共3000万美元的研究资助。

在联合循环电厂，燃气轮机生产电力，同时这个环节废气的余热为朗肯蒸汽循环提供动力，生产更多的电力。目前最先进的联合循环电厂的净热效率约为61%（使用天然气热值较低）。能源部进行资助的目的是开发创新技术和效率达到65%的先进燃气轮机部件。

在超临界状态下利用二氧化碳是一种新兴的利用蒸汽作为动力循环中工作流体的替代方案。过去几年，sCO₂动力循环系统已从可再生能源、核能和化石能源发电等多种应用中获得可观利益。相比使用蒸汽，这些动力循环更具吸引力，因为sCO₂的热物理性质能让更小的组合有更大的功率产出。体积的缩小提升了效率并潜在地降低了发电成本。这6个项目中有两个将开发富氧燃烧技术和涡轮膨胀机的密封装置，以提升直接和间接sCO₂动力循环的技术水平。

被选中的6个项目是：

• Ÿ燃气轮机旋转爆轰燃烧——Aerojet Rocketdyne（加州公园，加利福尼亚州）与美国西南研究院、普渡大学、阿拉巴马大学、密歇根大学、佛罗里达中央大学和杜克能源将合作为燃气电厂涡轮机开发和示范吸气式旋转爆轰发动机燃烧系统。

成本——能源部：3,942,602美元/能源部之外：2,880,882美元/总金额：6,822,484美元。

• Ÿ公共事业规模的sCO₂涡轮机的低泄漏密封装置开发——通用电气全球研究部（斯克内克塔迪，纽约州）与西南研究院将合作开发公共事业规模的sCO₂动力循环涡轮机密封装置和级间密封装置，为实际项目的试验做好设计准备。主要工作将集中在成熟涡轮机密封上，研究人员将同时在空气和sCO₂环境下通过不断提高压力、温度和密封尺寸对它们在新的及现有设施中的性能进行测试。

成本——能源部：5,973,693美元/能源部之外：1,493,423美元/总金额：7,467,116美元。

• Ÿ热效率为65%的燃气轮机冷却高温陶瓷基复合材料喷嘴——通用电气动力部（斯克内克塔迪，纽约州）将与通用电气全球研究部和克莱姆森大学合作，进一步发展高温陶瓷基复合材料涡轮喷嘴，这种创新的部件将有助于美国能源部完成先进燃气轮机的目标。

成本——能源部：5,874,651美元/能源部之外：2,517,708美元/总金额：8,392,359美元。

• Ÿ热效率为65%的先进多管混合器燃烧——通用电气动力部（斯克内克塔迪，纽约州）将与通用电气全球研究部合作，应用更先进的微型混合器燃烧技术，让涡轮进口温度超过3100华氏度，同时将氮氧化物排放降至最低。

成本——能源部：5,928,825美元/能源部之外：2,540,925美元/总金额：8,469,750美元。

• Ÿ用于联合循环效率为65%的燃气电厂的陶瓷基复合材料先进转换器——西门子能源公司（奥兰多，佛罗里达州）将与COI陶瓷、佛罗里达涡轮技术公司合作，为西门子先进的转换燃烧器开发陶瓷基复合材料设计，以帮助达到65%的联合循环效率。

成本——能源部：5,936,856美元/能源部之外：1,490,964美元/总金额：7,427,820美元。

• Ÿ直燃式超临界富氧燃烧使用的高入口温度燃烧器——西南研究所（圣安东尼奥，德克萨斯州）将与塔尔能源有限责任公司、通用电气公司全球研究部、佐治亚理工学院和佛罗里达中央大学开展合作，示范直热式sCO2富氧燃烧器在最先进的化石燃料sCO2动力循环中的应用。

成本——能源部：3,193,544美元/能源部之外：798,400美元/总金额：3,991,944美元。（领先财纳编译）