Maßgeschneiderter überkritischer CO2-Turbinengenerator, überkritischer CO2-Gasturbinengenerator
Maßgeschneiderter überkritischer CO2-Turbinengenerator
,Überkritischer CO2-Gasturbinengenerator
,Maßgeschneiderte überkritische CO2-Gasturbine
Die neue Generation von superkritischen CO₂ Turbinenkompressorgeneratorsätzen ist für die Anforderungen der Netzspitzenlast ausgelegt und passt perfekt zu den Fluktuationseigenschaften der Wind- und Solarenergieerzeugung. Dieses fortschrittliche System stellt einen Durchbruch in der flexiblen Spitzenlasttechnologie dar.
Als Kernkomponente der neuen Generation flexibler Spitzenlastausrüstung nutzt der superkritische CO₂ (Kohlendioxid) Turbinenkompressorgeneratorsatz superkritisches Kohlendioxid (7,38 MPa, über 31,1°C) als Arbeitsmedium für den geschlossenen Brayton-Kreisprozess. Dieser innovative Ansatz liefert außergewöhnliche Leistungen:
- Thermischer Wirkungsgrad des Systems über 50 %
- Gerätevolumen nur 1/30 von traditionellen Dampfturbinen
- Kaltstartfähigkeit in nur 15 Minuten
- Variable Lastansprechgeschwindigkeit mehr als 4-mal schneller als bei herkömmlichen Einheiten
- Schnelle Spitzenlastabdeckung von 0 bis 100 % unter allen Betriebsbedingungen
- Perfekte Anpassung an die sekundenschnellen Fluktuationseigenschaften von Wind- und Photovoltaik-Ausgangsleistungen
Die Kerntechnologie umfasst magnetisch schwebende Hochgeschwindigkeits-Direktantriebskompressoren und effiziente Nachwärmer, die einen ölfreien, vibrationsarmen und hochzuverlässigen Betrieb ermöglichen. Die Abgasreinheit erreicht ISO 8573-1 Klasse 0 Standards, benötigt kein Kühlwasser und ist für Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit geeignet.
Im Dezember 2025 nahm die weltweit erste kommerzielle Einheit, "Super Carbon-1", im Stahlwerk Shougang Shuicheng in Liupanshui, Guizhou, ihren Betrieb auf. Bis Mai 2026 wurde die zweite Einheit ans Netz angeschlossen und etablierte eine stabile installierte Leistung von 30 MW. Das System wandelt effizient die Abwärme der Sinterung von Stahl (400-600°C) in elektrische Energie um und steigert die Stromerzeugungseffizienz um mehr als 85 % im Vergleich zu herkömmlichen Dampfsystemen. Die jährliche zusätzliche Stromerzeugung übersteigt 70 Millionen kWh und markiert Chinas wegweisenden Sprung von der Labor- zur industriellen kommerziellen Anwendung der sCO₂-Technologie weltweit.
- Die thermische Stromerzeugung im superkritischen CO₂ Brayton-Kreisprozess liefert einen hohen thermischen Wirkungsgrad und eine überlegene Stromerzeugungseffizienz bei niedrigeren Kreistemperaturen
- Superkritisches CO₂ bietet eine hohe Dichte, ausgezeichnete Wärmeübertragungseigenschaften, eine hohe Energiedichte und kompakte Kompressor- und Turbinengrößen mit hoher spezifischer Leistung
- Ideal für Stromsysteme, einschließlich Wärmekraftwerke, solarthermische Stromerzeugung und Kernkraftanwendungen
- Wirbel-Einlasstemperaturbereich: 400~780°C, Druck bis 25 MPa
- Höhere spezifische Leistung als überkritische und Heliumturbinen
- Isentroper Wirkungsgrad größer als 82 %, mit einem thermischen Systemwirkungsgrad von über 50 %
- Kompakte Struktur mit hoher spezifischer Leistung
- Maßgeschneiderte Dienstleistungen, die auf die Kundenanforderungen zugeschnitten sind
Fortschrittliche numerische Strömungssimulation (CFD) befasst sich mit den herausfordernden physikalischen Eigenschaften von superkritischem CO₂ nahe dem kritischen Punkt, wo die Eigenschaften stark schwanken.
Superkritische CO₂-Turbinen arbeiten unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen und nutzen hochentwickelte Wärmemanagementlösungen, um Temperatur- und Spannungsfelder für maximale Leistung und Zuverlässigkeit zu optimieren.
- Turbine: Axialströmung, extern gelagert
- Kompressor: einwellige mehrstufige Zentrifuge
- Drehzahlbereich: 3.000-10.000 U/min
- Anwendung: Stromerzeugungssysteme ab 5 MW
- Turbine und Kompressor integriert mit Getriebe
- Drehzahlbereich: 20.000~30.000 U/min
- Anwendung: 1-5 MW Stromerzeugungssysteme
- Getriebe und Hochgeschwindigkeitsmotor-Direktantriebskonfiguration
- Turbine und Kompressor koaxial angeordnet mit beidseitiger Lagerung der Hauptwelle
- Kompakte Struktur für einfache Installation vor Ort
- Komplexere Systementstörung im Vergleich zu geteilten Einheiten
- Hochgeschwindigkeitsmotor-Direktantrieb mit Turbine und Kompressor, die an den Motorwellenenden gelagert sind
- Vollständig gekapselter Maglev-Motor eliminiert die Notwendigkeit von Trockengasdichtungen
- Ersetzt Wellenend-Gleitringdichtungen durch Gehäuse-Statikdichtungen für echte Null-Leckage
- Drehzahl: 15.000-20.000 U/min
- Kompakte Größe mit minimaler Zusatzausrüstung
- Anwendung: 100 kW~1 MW Stromerzeugungssysteme
Im Vergleich zu anderen Verdampfertypen bieten MVR-Verdampfer den niedrigsten Energieverbrauch, minimale Stellfläche, vernachlässigbare Auswirkungen auf die Produktqualität, einfache Steuerungssysteme und hohe Betriebsstabilität.
| Parameter | Einstufiger Verdampfer | Mehrstufiger Verdampfer | MVR-Verdampfer |
|---|---|---|---|
| Energieverbrauch | Hoher Energieverbrauch, theoretisch wird 1 Tonne Dampf benötigt, um 1 Tonne Wasser zu verdampfen | Energieeffizienter, mit sinkendem Verbrauch bei steigender Effizienz | Energieeffizienteste Technologie, benötigt nur 15-50 kWh Strom pro Tonne verdampftem Wasser |
| Grundfläche | Klein | Groß | Klein |
| Auswirkungen auf die Produktqualität | Kurze Verweilzeit, aber hohe Temperatur, minimale Auswirkungen | Lange Verweilzeit, hohe Temperatur, minimale Auswirkungen | Kurze Verweilzeit, Verdampfung durch Temperaturdifferenz, minimale Auswirkungen |
| Energieart | Dampfheizung, die ein Dampfrohrnetz und einen Kessel erfordert | Dampfheizung, die ein Dampfrohrnetz und einen Kessel erfordert | Nur Strom, kein Dampfnetz erforderlich, vollständig selbstschließendes Kreislaufsystem |
| Betriebskosten | Hoch | Höher | Niedrig |
| Stabilität | Schlecht | Schlecht | Gut |
