Турбомашины на углекислом газе для CSP-электростанций

Southwest Research Institute(SwRI) США при финансовой поддержке государственных и коммерческих партнёров успешно разработал и продемонстрировал полномасштабное турбомашинное оборудование для одной из первых в мире энергосистем на сверхкритическом диоксиде углерода (sCO2) для CSP электростанции.

Проект финансировался в рамках программы APOLLO Министерства энергетики США, направленной на повышение производительности CSP-электростанции и снижение затрат на электроэнергию. Система объединяет энергетические циклы sCO2 с аккумулированием тепловой энергии. В условиях замкнутого цикла турбомашина мощностью 10 МВт, работающая на sCO2, прошла испытания по производительности и долговечности.

Углекислый газ поддерживается при температуре и давлении выше критической точки, в результате чего он ведет себя как газ, имея плотность жидкости. Он нетоксичен и негорюч, и его часто используют в химчистке, для охлаждения и при производстве кофе без кофеина. Благодаря своей высокой плотности, низкой вязкости и хорошей теплопроводности в сверхкритическом состоянии sCO2 является высокоэффективной жидкостью для производства электроэнергии.
Развитие технологий накопления энергии в масштабах сети является важным шагом на пути к полной интеграции возобновляемых источников энергии в производство электроэнергии. По заверению разработчиков технологии использование sCO2 в качестве рабочей жидкости может повысить эффективность CSP-электростанции до 10%. Из-за высокой эффективности цикла sCO2 турбомашина занимает меньшую площадь — она в 120 раз компактнее стандартной паровой турбины, что позволяет размещать пространствах меньших объёмов, значительно экономя на транспортировке, стороительных материалах и т.д.

"Успешная демонстрация технологии sCO2 в мегаваттных масштабах при условиях полного цикла является значительным достижением", — Тим Эллисон, управляющий отделом машиностроения Southwest Research Institute.

SwRI и Hanwha Power Systems разработали и продемонстрировали новую турбомашину на sCO2 со встроенным редуктором, которая была испытана в условиях полномасштабного компрессора, при полной температуре турбины и при полном давлении в мегаваттных масштабах до 720°С.

Напомним, что в основе технологии CSP лежит фокусирование большого количества солнечного света на приёмник, который затем преобразует этот концентрированный световой поток в тепло, а извлекаемая тепловая энергия используется для выработки электроэнергии с помощью паровых турбин. Энергия также может хранится в системе в виде тепла, которое затем может быть преобразовано в электроэнергию по требованию сети с использованием энергетических циклов sCO2, что приводит к повышению эффективности и снижению эксплуатационных расходов.

 

Источник: HeliosCSP
Фото: SwRI

Закрепите на Pinterest