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。
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单位清华大学; 中国核动力研究设计院