兰石重装:“超碳一号”正式商用终结能源蒸汽时代,能源强国战略再获突破性进展
事件催化:12月20日,全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在贵州六盘水首钢水钢集团成功商运,这也是超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”的全球示范工程,标志着能源蒸汽时代正式终结,这一改变人类能源史的突破性进展引发各大官媒转发。“超碳一号”总设计师黄彦平提到:“超临界二氧化碳发电机组预计每年可以节约标准煤约483万吨,减少二氧化碳排放1284万吨,市场规模在1000亿以上。”
超临界二氧化碳发电机组与可控核聚变、钍基熔盐堆并称为中国能源革命的三大突破进展,产业进度领先全球,是十五五能源强国战略的重要抓手。“超碳一号”(超临界二氧化碳发电机组)的工作原理基于超临界二氧化碳的特殊物理性质和闭式布雷顿循环,循环过程中不发生相变,减少了能量损耗。
“超碳一号”正式商用意义重大,主要体现在:
(1)废热,废弃利用:钢铁、水泥等传统产业原本应该逸散到大气中的工业废热以废水废液、高温烟气、高温产品以及炉渣等形式直接排放到环境中,“超碳一号”实现了废热,废弃利用,提高了产业附加值;
(2)降本提效:相比现役烧结余热蒸汽发电技术,“超碳一号”发电效率提升85%以上,净发电量提升 50%以上,同时系统简化、设备减少、运维便利,场地需求减少50%,部署成本降低30%以上,三年即可够收回投资成本;
(3)解决了熔盐储能、钍基熔盐堆发展的痛点:熔盐储能利用风电光伏富余电力加热熔盐,在电网需要时,高温熔盐通过超临界二氧化碳将热能快速转化为电能,转化效率高,提高了经济型;钍基熔盐堆出口温度达700℃,水蒸气最高加热温度仅195℃,大量能源被损耗,超临界二氧化碳发电系统与钍基熔盐堆高度匹配,同时超临界二氧化碳发电系统的紧凑性(体积仅为蒸汽轮机的1/25)和快速启停能力(分钟级响应)在钍基熔盐堆建设方面也至关重要。
“超碳一号”的技术难点在于设备端,兰石重装精准卡位:兰石重装针对超临界二氧化碳发电系统回热器内强温度梯度、大换热功率的技术特点,研发团队创新采用复杂微通道高效换热结构型与热-力-流耦合设计方法,攻克了大尺寸均温均压真空扩散焊接技术难题,完成百层中空薄板一次精准成型,并发明大功率流量均分管箱结构,显著提升了系统集成能力。在“超碳一号”工作组致谢名单中,兰石重装位于第二位。
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