氦气轮机全称为氦气闭式布雷顿循环装置，是一种以氦气为工质、采用闭式布雷顿循环的热功转换装置。气体闭式布雷顿循环是一种高效的热功转换系统，其可选择热源工质多样，即适合传统化石能源，也适合清洁能源及可再生能源。
氦气（以氦气为主的惰性混合气）具有极强的化学惰性、超低温特性，是气体闭式布雷顿循环的理想工质之一。氦气一种稀缺战略资源，主要伴生于天然气田，全球95%以上氦气通过天然气提取，可用于半导体、商业航天、核电、低温超导、医疗器械等领域。
以氦气为工质的氦气轮机，相比于常规燃气轮机，具有结构紧凑、高效率、高安全性、高功率密度等特点，被认为是高温气冷堆最理想的配套发电系统。氦气轮机结构组成较复杂，包括涡轮机组、热交换器、压气机、间冷器、回热器、转子、电磁轴承、氦气管道等核心部件。
根据新思界产业研究中心发布的《
中国氦气轮机产业发展及“十五五规划”建议报告》显示，氦气轮机在高温核能、能源动力领域应用价值高，可用于第四代高温核能堆型或未来高温核裂变堆型。第四代核能技术包括气冷快堆、钍基熔盐堆、超高温气冷堆等，其中气冷快堆具有部署灵活、低碳环保、安全性高等特点，可用于深空探测、海岛供能、分布式发电、园区热电联供等场景。
氦气轮机结构组成复杂、运行条件苛刻、技术壁垒高，限制了其工程落地。我国氦气轮机研究单位包括中国核电工程有限公司、中国科学院上海高等研究院（上海高研院）、上海电气集团股份有限公司、中国船舶重工集团公司第七0三研究所等。
中国核电工程与上海高研院、上海电气构建了紧密的产学研协同体系，参与研制的国内首套兆瓦级氦气轮机于2026年7月顺利完成热态全系统发电试验，标志着我国在气冷微堆核心动力装备领域向工程实证跨出了坚实一步。
新思界
行业分析人士表示，在氦气轮机技术专利储备上，我国拥有“一种氦气轮机涡轮转子（CN109488389A）”、“一种基于遗传算法的氦气轮机循环参数优化方法（CN109614737A）”、“氦气轮机的板翅式回热器（CN109696071A）”、“一种氦气轮机结构及氦气轮机发电装置（CN119222045A）”、“一种氦气轮机用高速发电机与电磁轴承集成冷却结构（CN121332980A）”等专利。
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