超临界二氧化碳核能动力系统的兴起和发展

• 作者: 黄彦平 刘旻昀 卓文彬 叶绿 唐佳 陈尧兴 刘睿龙 刘秀婷 唐瑜 赵学斌 宫厚军 昝元锋
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 超临界二氧化碳 布雷顿循环 核反应堆 核能动力系统
• 年，卷（期）: 2024,（9）
• 所属期刊栏目: 超临界二氧化碳核能动力技术专栏
• 页码范围: 6-21
• 页数: 16页
• 语种: 中文

摘要

超临界二氧化碳(S-CO2)核能动力系统以S-CO2为工质，通过直接或间接循环将核释热转换为电能或机械能。本文总结了国际上S-CO2核能动力系统的概念初创、研究重启、协同创新3个历史阶段近60年的发展历程，分析了S-CO2核能动力系统在核反应堆设计、材料工艺、热工流体力学、换热器、涡轮发电系统、系统运行、控制及安全策略等方面的研究现状，并提出了S-CO2核能动力系统在基础研究和工程攻关中面临的技术挑战和攻关方向。目前，以中美为代表的能源强国已初步完成S-CO2动力转换系统的实验室级测试，预计可在5～10年内实现中等规模工程示范甚至规模化应用。S-CO2核能动力系统基本具备了走向工程的前提条件，有望引领先进核能技术变革。