近日，中国科学院工程热物理研究所新工质发电团队经过150多天奋战，兆瓦级超临界二氧化碳压缩机工程样机在运行测试中达到了100%设计转速，最大总压比超过2.685，最大质量流量接近16kg/s，累计运行时间接近100h，各项参数均达到设计指标，实验测试取得圆满成功。
基于实验样机的研制经验，本款工程样机在气动和结构设计方案上做了较大改进，从根本上解决了压缩机起动及高压差运行条件下的轴向力平衡问题，全工况轴向力小于4000N，实现了超临界二氧化碳压缩机快速起动；优化了转子动力学设计，有效控制了压缩机主轴振动；改进了密封设计，采用干气密封，使实验循环泄漏量降低到0.06%以下，实现了超临界二氧化碳压缩机安全稳定运行。
研究团队此次也对测试平台进行了改进，优化了压缩机实验循环系统，使得实验进口状态始终稳定在设计参数(8MPa，35℃)附近；改进了压缩机进口状态测量方法，采用间接测量法，极大地提高了压缩机进口温度测量精度及响应特性，进口温度间接测量误差小于0.025℃，远小于现有A级温度传感器测量误差。
此轮实验测试同时获取了压缩机在90%、80%、70%等转速下的性能曲线，能够满足兆瓦级超临界二氧化碳发电系统使用要求。两款压缩机的实验结果也验证了齿轮箱、干气密封、轴承等关键国产配套技术的可靠性与发展水平。
图1 工程样机图
图2 运行监控图
图3 测试数据图
本项目研发工作得到中国科学院先导专项（A类）(No.XDA21010201)、河北省科技重大专项（No.20284502Z）等项目以及研究所与衡水高新区合作专项的支持。（图/文：朱玉铭 岳鹏）
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