［本站讯］近日，控制科学与工程学院王雷教授团队在能源领域权威期刊Energy（中科院一区TOP期刊，IF=9.0）发表题为"Multi-stage ejector based low-pressure leaking gas recirculation system for supercritical CO₂Brayton cycle"的研究论文。该研究首次提出基于多级喷射器的超临界二氧化碳布雷顿循环低压泄漏气体回收系统，评估了多级喷射器在高压升工况下的运行机制与系统性能，为核能动力小型化提供了关键技术支撑。该论文第一作者为山东大学博士研究生于梅红，通讯作者为王雷教授、中核集团核反应堆热工水力技术重点实验室刘旻昀，山东大学是论文第一通讯单位。

图1 基于多级喷射器的超临界二氧化碳布雷顿循环泄漏气体回收系统

低压泄漏气体循环系统是超临界二氧化碳布雷顿循环（Supercritical CO₂Brayton Cycle-SCBC）的关键子系统，旨在回收利用涡轮系统泄露工质，提高系统能源利用率。但现有回收装置（如隔膜压缩机、离心压缩机等）存在体积大、功耗高等问题，严重制约SCBC系统小型化应用。针对该技术瓶颈，本研究突破传统机械式回收范式，创新性地提出“基于多级喷射器的低压泄漏气体循环系统”。通过开发考虑级数优化与参数匹配多级喷射器设计方法，研制出了四级喷射器结构，实现了泄漏气体的逐级增压与循环利用，有效解决了单级喷射器在7.5 MPa高压差下的失效问题，并大幅提升了系统功率体积比，填补了多级喷射器在核能超临界二氧化碳布雷顿循环领域的应用空白。面向新能源装备小型化发展趋势，本系统在核动力潜艇、舰船、模块化发电站等对系统体积有严格限制的场所展现出规模化应用潜力。

图2 不同工况下多级喷射器耦合规律及系统性能

王雷教授研究团队长期致力于喷射器相关研究，在氢能、车用动力、航天与航海领域取得了系列重要进展，相关研究成果发表于Applied Energy、Energy、International Journal of Hydrogen Energy等期刊。该研究是团队将喷射器技术在核能领域应用的一项突破性进展，获得了科技部重点研发计划、国家自然科学基金联合基金和中国核动力研究设计院实验室基金项目联合支持。