超臨界二氧化碳動力循環(huán)（簡稱sCO2循環(huán)），采用超臨界CO2為工作介質(zhì)實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，具有三個優(yōu)勢：①CO2化學性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下與金屬材料反應(yīng)弱，為進一步提高主蒸汽參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。②當主蒸汽溫度超過550℃ 時，sCO2循環(huán)效率高于水蒸汽朗肯循環(huán)。③sCO2循環(huán)整個系統(tǒng)高壓運行，系統(tǒng)緊湊。在燃煤發(fā)電、核能、太陽能、余熱利用等領(lǐng)域具備應(yīng)用前景。

2017年以來，華北電力大學徐進良教授團隊在國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金委重點基金、國家能源集團重大項目的支持下，對sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)的熱力循環(huán)構(gòu)建、超臨界CO2傳熱特性、sCO2鍋爐及透平等關(guān)鍵部件概念設(shè)計等開展了研究，取得了重要進展。相關(guān)成果獲得中國電力科學技術(shù)杰出貢獻獎，基于相關(guān)成果獲評全國高校黃大年式教師團隊，接受科技日報專訪：加上高溫高壓二氧化碳也能當發(fā)電“能手”，重點論文入選SDG7研究論文精選集，該文集是過去5年Elsevier能源類期刊針對聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標的精選論文（中國約20篇），是能源領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵性研究資源。具體成果如下：

1、超臨界二氧環(huán)塔燃煤發(fā)電循環(huán)構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)

引入?yún)f(xié)同學，提出多級壓縮sCO2循環(huán)，結(jié)合再熱及間冷，構(gòu)成sCO2循環(huán)提升效率的廣義路徑。是國家能源集團sCO2燃煤發(fā)電技術(shù)路線的基礎(chǔ)。提出能量復疊利用原理解決循環(huán)與熱源耦合面臨的煙氣熱量全溫區(qū)吸收難題，是國家重點研發(fā)計劃項目中sCO2燃煤發(fā)電煙氣余熱吸收的關(guān)鍵技術(shù)。相關(guān)技術(shù)已授權(quán)美國專利1項，中國專利4項。

2、sCO2鍋爐關(guān)鍵技術(shù)

圍繞sCO2燃煤發(fā)電鍋爐面臨的關(guān)鍵難點問題，使用分流減阻、模塊化設(shè)計鍋爐解決壓降懲罰效應(yīng)，相關(guān)成果獲得國內(nèi)外廣泛應(yīng)用。提出受熱面溫度控制技術(shù)，形成鍋爐鍋側(cè)與爐側(cè)協(xié)同設(shè)計方法。獲得燃煤sCO2循環(huán)及全生命周期特性，構(gòu)建循環(huán)側(cè)動態(tài)響應(yīng)及尺度標度律，解決機組深度調(diào)峰關(guān)鍵問題，從效率、經(jīng)濟性、動態(tài)特性等方面全面論證了sCO2燃煤發(fā)電優(yōu)勢。相關(guān)技術(shù)已授權(quán)中國專利3項。

3、sCO2傳熱及換熱器關(guān)鍵技術(shù)

提出類沸騰理論，建立高溫高壓實驗臺，具備取得數(shù)據(jù)的能力，能夠?qū)CO2循環(huán)關(guān)鍵受熱面的流動阻力、傳熱系數(shù)進行精確預測，關(guān)聯(lián)式精度明顯改善，并在此基礎(chǔ)上提出了sCO2水冷壁設(shè)計，對超臨界應(yīng)用技術(shù)開發(fā)具有廣義指導意義。相關(guān)成果被國家能源集團新能源研究院、西安熱工院等相關(guān)研究機構(gòu)廣泛引用，推動了我國sCO2燃煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。同時具備回熱器的設(shè)計能力，形成了sCO2多臺回熱器傳并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)。

4、太陽能光熱發(fā)電與低品位能源利用技術(shù)

科研團隊對中高溫超臨界二氧化碳太陽能發(fā)電的系統(tǒng)設(shè)計具有豐富經(jīng)驗，同時在中低溫太陽能與余熱利用領(lǐng)域深耕多年。自主研發(fā)了有機朗肯循環(huán)ORC發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)了專利向企業(yè)轉(zhuǎn)讓，推動了ORC在余熱利用、制氫、海水淡化等領(lǐng)域的工程應(yīng)用，對系統(tǒng)熱力學優(yōu)化及工質(zhì)篩選、多目標參數(shù)優(yōu)化及全生命周期評價、膨脹機中多相流理論及實驗等方面具有深厚基礎(chǔ)。相關(guān)技術(shù)已授權(quán)中國專利10項。

超高參數(shù)CO2流動傳熱實驗平臺（包括主循環(huán)回路系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、工質(zhì)充液回收系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最大運行壓力和溫度分別為25MPa和500oC，實現(xiàn)全周均勻加熱和半周非均勻加熱，獲得了豐富的實驗數(shù)據(jù)，彌補了超高參數(shù)傳熱數(shù)據(jù)的不足，為發(fā)展新的超臨界傳熱理論提供數(shù)據(jù)支撐，為鍋爐設(shè)計提供第一手數(shù)據(jù)資料。）

1000MW級sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)圖（采用了以下創(chuàng)新性成果：鍋爐模塊化設(shè)計，消除了壓降懲罰效應(yīng)；引入?yún)f(xié)同學原理，構(gòu)建了三壓縮循環(huán)；能量復疊利用原理，實現(xiàn)煙氣熱量全溫區(qū)吸收。在透平入口參數(shù)為630℃/35 MPa條件下，發(fā)電效率達到51%，比現(xiàn)有超超臨界水蒸氣機組提高4個百分點。）

團隊通過原始創(chuàng)新，在該領(lǐng)域具備較強的競爭力，能夠獨立承擔該領(lǐng)域的項目。同時在本領(lǐng)域具有較強的影響力，與國內(nèi)多家高校團隊、科研院所、重點企業(yè)有實質(zhì)合作。

1、提出了能量復疊利用原理及設(shè)備共享概念，解決了sCO2循環(huán)平臺搭建關(guān)鍵難題。

2、發(fā)明了模塊化二氧化碳鍋爐，消除了由于大流量引起的壓降懲罰效應(yīng)，為sCO2鍋爐的研發(fā)提供可行的技術(shù)路徑；

3、提出了超臨界類沸騰理論，建立了超高參數(shù)二氧化碳傳熱系統(tǒng)，為sCO2換熱器設(shè)計制造提供支撐。

本成果是國家重點研發(fā)計劃項目：“超高參數(shù)高效二氧化碳燃煤發(fā)電基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”的主要支撐，是國家自然科學基金委重點項目的主要研究對象，同時本成果應(yīng)用于我國國家能源集團~20MW燃煤超臨界二氧化碳平臺設(shè)計。

獲得中國電力科學技術(shù)杰出貢獻獎。