文章核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在中国成功商运，标志着该技术在发电领域取得世界领先的重大突破，其核心优势在于显著提升发电效率并大幅缩小设备体积 [1] 技术原理与优势 - 超临界二氧化碳发电技术使用处于超临界态（压力>73大气压，温度>31℃）的二氧化碳作为工质，替代传统水蒸气进行热功转换 [2] - 相比水蒸气，超临界二氧化碳密度高、黏度低且不发生气液相变，这些特性是提升效率和缩小设备体积的基础 [2] - “超碳一号”机组设备占地面积比传统蒸汽余热发电机组缩减一半，发电效率提升85%以上，年发电量增长50%以上 [1] 核心研发挑战与突破：换热器 - 实现超碳发电必须攻克微通道换热器技术，其通道更细密、换热效率更高 [3] - 研发团队需在不锈钢薄板上加工出数百个直径1毫米的微流道，通过高强度工艺迭代最终成功 [4] - 采用真空扩散焊接技术将数百层板片严丝合缝地焊接，团队在829天内经历27次方案优化、218版参数迭代，最终自主研发成功 [5][6] - 成果包括全球单芯体长度最大的微通道扩散焊换热器，其换热面积比传统管壳式提升33%，热负荷提升27%，体积缩小至1/10，配套焊接装备关键参数全面超越国际同类产品 [7] 核心研发挑战与突破：密封技术 - 压缩机和透平机需要在高温、高压、高转速下防止超临界二氧化碳泄漏，传统梳齿密封不适用 [8] - 团队否定了国外专家关于无法实现兆瓦级机组的论断，通过对比试验最终选定并自主攻克了适用于苛刻条件的干气密封技术 [8] - 团队在全球首次实现了兆瓦级超碳涡轮的干气密封，成功在500℃高温等条件下确保零泄漏 [9] 研发历程与意义 - 研发始于2009年，由一张提及美国研究的小纸条引发，团队历时17年攻克设计、制造、集成应用等一系列技术难题 [1][2][10] - 项目从理论无人问津起步，团队曾自筹经费，通过完全自主创新，改写了传统的“烧开水”发电历史 [1][2] - 技术从实验室验证（2019年）到项目开工（2023年），最终于2025年底成功实现商业运行 [10]