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国外超临界CO2循环发电技术研发与应用调研报告

时间:2016-05-03  来源:高端装备发展研究中心  声明:原创报告 版权保护 禁止转载
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【背景信息】

  目前,美国、英国、德国、日本、韩国、西班牙等国家都开展了超临界二氧化碳发电技术的研究,部分国家已经开展了样机制造和试验。

  国内电力系统目前对超临界CO2循环技术的认识还处于十分初级的层面,对该系统进行研发和示范的机构也少之又少,光热发电行业和电力行业应重视超临界CO2循环发电技术的研发和应用,这是一种可能带来发电系统变革的技术。

  超临界二氧化碳布雷顿循环由于效率高、系统体积小、噪声低等优点,在核反应堆、太阳能发电、工业废热发电、舰船推进系统等方面具有相当可观的应用前景。

【正文目录】

  第一章 国外超临界二氧化碳循环发电系统发展状况调研分析

      第一节 太阳能光热发电系统发展调研分析

          一、太阳能光热发电系统类型

          二、国外太阳能光热发电产业发展

          三、太阳能光热发电产业前景分析

      第二节 国外超临界二氧化碳发电系统研发现状调研分析

          一、概述

          二、国外机构超临界二氧化碳发电系统研发进展

          三、国外学者超临界二氧化碳发电系统研究现状

          四、超临界二氧化碳发电技术未来研究方向

      第三节 美国sCO2发电系统研发现状调研分析

          一、“利用太阳能发电的创新纲领”

              1、简介

              2、项目调研

              3、成果调研

          二、美国sCO2发电系统研发成果

          三、美国sCO2涡轮机械发展路线图

          四、美国sCO2用于核反应堆研究现状

      第四节 其他国家sCO2发电系统研发现状调研分析

          一、日本

          二、韩国

          三、捷克

  第二章 国外超临界二氧化碳循环发电技术研发重点项目调研分析

      第一节 BMPC100kW级超临界二氧化碳发电试验系统研发

          一、项目概述

          二、超临界二氧化碳发电试验系统技术分析

          三、超临界二氧化碳换热器研发

      第二节 SunShot 研发计划

          一、SunShot sCO2布雷顿循环发展路线图

          二、项目任务

          三、研发合作团队及其分工

      第三节 EPS100超临界二氧化碳发电机组研发

          一、项目概述

          二、EPS100超临界二氧化碳发电机组设计阶段里程碑

          三、材料腐蚀分析测试

      第四节 MIT超临界二氧化碳再压缩直接循环模式方案研发

          一、项目概述

          二、热力循环参数方案

          三、超临界二氧化碳冷却快堆总体方案

      第五节 美国超临界二氧化碳布雷顿循环系统海军堆研发项目

          一、海军堆项目计划

          二、概念开发

          三、超临界二氧化碳基础试验

          四、材料试验

          五、设备研发

          六、控制系统的研发及建模

      第六节 东京工业大学用于太阳热发电的超临界二氧化碳循环系统设计项目

          一、前提与假设

          二、循环热效率

          三、压缩机设计

          四、涡轮机设计

          五、换热器设计

          六、结论

      第七节 韩国原子能研究院超临界二氧化碳循环与钠冷快堆结合的研究

          一、项目概述

          二、超临界二氧化碳布雷顿循环能量转换系统

          三、主要组件初步设计与流分析

          四、瞬态分析

          五、结论

  第三章 国外超临界二氧化碳循环发电关键技术调研分析

      第一节 超临界二氧化碳发电关键技术调研分析

          一、超临界二氧化碳系统性研究

          二、超临界二氧化碳运行控制研究

          三、超临界二氧化碳高速涡轮发电机组设计制造技术

          四、高效换热器技术

          五、高性能材料技术

      第二节 超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环模型分析

          一、超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环

          二、超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环数学模型

          三、超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环参数优化

      第三节 核反应堆系统中以超临界二氧化碳为工质的热力循环过程的建模与分析

          一、sCO2工质用于核反应堆一般采用布雷顿热力循环模式

          二、sCO2布雷顿循环的系统布置

          三、sCO2布雷顿循环的换热器模型

          四、sCO2布雷顿循环的透平及压缩机模型

          五、sCO2布雷顿循环建模分析

          六、sCO2布雷顿循环适用堆型比较分析

  第四章 国外超临界二氧化碳循环发电材料技术调研分析

      第一节 太阳能热发电系统相变储热材料的选择及研发现状

          一、相变储热材料的筛选原则

          二、高温相变储热材料

          三、材料选择的数学工具

          四、太阳能热发电高温相变储热材料的发展趋势

      第二节 超临界二氧化碳布雷顿循环关键部件材料调研分析

          一、铁素体耐热钢

          二、奥氏体耐热钢

          三、镍基高温合金

      第三节 超临界二氧化碳布雷顿循环系统中材料腐蚀行为调研分析

          一、超临界二氧化碳布雷顿循环研究现状

          二、超临界二氧化碳布雷顿循环系统中材料的腐蚀行为

              1、纯sCO2气氛中的腐蚀行为

              2、含水蒸气环境中sCO2的腐蚀行为

              3、含硫气体环境中sCO2的腐蚀行为

              4、含盐掺杂环境中sCO2的腐蚀行为

  第五章 国外超临界二氧化碳循环发电技术重点科研机构调研(排名不分先后)

      第一节 美国能源部DOE

          一、简介

          二、超临界二氧化碳技术研发支持项目调研

      第二节 美国国家可再生能源实验室

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第三节 桑迪亚国家实验室

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第四节 阿贡实验室

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第五节 西南研究院

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第六节 麻省理工学院

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第七节 日本东京工业大学

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第八节 捷克理工大学

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第九节 韩国原子能研究机构

          一、简介

          二、超临界二氧化碳循环发电技术研发

  第六章 国外超临界二氧化碳循环发电技术重点企业调研(排名不分先后)

      第一节 BMPC

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第二节 Pratt & Whitney Rocketdyne

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第三节 GE

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、GE在sCO2涡轮机械研究方面的发展

              1、10MWe 透平机

              2、450MWe 透平机

              3、sCO2涡轮机械密封装置

      第四节 Echogen Power Systems

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第五节 Barber-Nichols

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第六节 NET Power

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、超临界二氧化碳循环发电技术研发

      第七节 东芝

          一、简介

          二、技术实力调研

          三、新型超临界二氧化碳循环系统研究

  第七章 国外超临界CO2循环发电技术应用调研分析

      第一节 超临界二氧化碳发电技术的应用状况调研分析

          一、超临界二氧化碳发电技术的应用优势

          二、超临界二氧化碳发电技术的应用现状

      第二节 超临界二氧化碳布雷顿循环系统在钠冷快堆的应用

          一、应用于钠冷快堆SFR的sCO2布雷顿循环方案

          二、美国ABTR项目调研分析

          三、韩国KALIMER-600项目调研分析

          四、采用超临界二氧化碳布雷顿循环系统的安全性分析

      第三节 超临界二氧化碳发电系统在余热发电的应用

          一、超临界二氧化碳发电系统余热发电应用概述

          二、加拿大北部某电站应用分析

          三、能源密集型制造业应用分析

          四、钢铁厂应用分析

      第四节 超临界二氧化碳电力循环用于光热发电

          一、超临界二氧化碳布雷顿循环用于光热发电的效益

          二、超临界二氧化碳循环给光热发电带来技术革命

  第八章 超临界CO2循环发电技术发展前景

      第一节 太阳能光热发电技术发展趋势

          一、高参数、高效率

          二、未来光热发电技术主流

          三、太阳能储热技术与规模化应用

      第二节 超临界二氧化碳发电技术发展前景

          一、超临界二氧化碳发电技术未来研究方向

          二、超临界二氧化碳发电中材料选用研究方向

          三、超临界二氧化碳发电技术发展前景

      第三节 超临界二氧化碳布雷顿循环应用前景

          一、核反应堆

          二、太阳能发电

          三、工业废热发电

          四、船舶推进

  第九章 中国超临界二氧化碳循环发电技术投资分析

      第一节 中国超临界二氧化碳循环发电技术投资风险分析

          一、技术风险

          二、政策风险

          三、市场风险

      第二节 中国超临界二氧化碳循环发电技术投资策略分析

          一、投资时机选择策略

          二、市场竞争策略

          三、企业融资策略

      第三节 中国超临界二氧化碳循环发电技术投资环境分析

      第四节 中国超临界二氧化碳循环发电技术投资可行性研究

  第十章 《国外超临界CO2循环发电技术研发与应用调研报告》结论

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