全溫全壓超臨界二氧化碳換熱器綜合試驗平台建設完成

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日前，中國科學院工程熱物理研究所傳熱傳質研究中心超強換熱團隊承擔的我國首座「雙迴路全溫全壓超臨界二氧化碳（SCO2）換熱器綜合試驗測試平台」在廊坊中試基地建成。目前，平台已完成調試並達到設計目標，正在開展SCO2發電系統用印刷電路板換熱器（Printed Circuit Heat Exchange, PCHE）性能測試。全溫全壓SCO2換熱器綜合試驗測試平台的建成投運，為研究所深入開展SCO2換熱器研製及性能提供了重要支撐，填補了國內相關試驗測試平台的空白，有助於加快我國SCO2發電系統的研究步伐，為早日趕超世界先進水平提供保障。

SCO2布雷頓循環發電系統具有熱效率高、結構緊湊、經濟性好等特點，在太陽能、核能、地熱、工業餘熱回收等領域應用前景廣闊，是未來清潔高效發電技術和能源綜合利用技術的熱點研究方向。換熱器作為SCO2發電系統中的關鍵設備，是數量最多、體積最大、成本最高的設備，其綜合性能對系統效率提升與安全穩定運行至關重要。

新型高效緊湊式PCHE具有換熱效率高、結構緊湊、承壓和耐溫能力強等特點，非常適用於SCO2布雷頓循環發電系統，是國內外研究的熱點前沿。但由於SCO2在臨界點附近物性變化劇烈，換熱器設計難度增大。目前大多數PCHE研發工作均停留在理論層面，相關設計和評價方法也缺乏試驗數據驗證，從而限制了SCO2發電系統的研發進度。全溫全壓大功率超臨界二氧化碳換熱器綜合試驗平台的建成，將為SCO2用PCHE的設計研發提供重要實驗數據支撐。

在國家重點研發計劃、國家自然科學基金、企業合作項目等的資助下，超強換熱團隊自主設計了該綜合試驗平台的工藝流程，並經業內專家論證，用時6個月完成平台建設、安裝、調試等工作。該平台高壓迴路最高設計壓力32MPa、溫度823k，低壓迴路最高設計壓力12MPa、溫度873K，可以進行百千瓦級SCO2流動傳熱特性研究、高效緊湊式換熱器設計方法及結構方案驗證、新型換熱結構的測試等系列理論和技術方面的研發工作。