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高效高灵活性超临界二氧化碳发电技术
超临界二氧化碳动力循环(简称sCO2循环),采用超临界CO2为工作介质实现热功转换,具有三个优势:①CO2化学性质稳定,高温下与金属材料反应弱,为进一步提高主蒸汽参数奠定了基础。②当主蒸汽温度超过550℃ 时,sCO2循环效率高于水蒸汽朗肯循环。③sCO2循环整个系统高压运行,系统紧凑。在燃煤发电、核能、太阳能、余热利用等领域具备应用前景。 2017年以来,华北电力大学徐进良教授团队在国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委重点基金、国家能源集团重大项目的支持下,对sCO2燃煤发电系统的热力循环构建、超临界CO2传热特性、sCO2锅炉及透平等关键部件概念设计等开展了研究,取得了重要进展。相关成果获得中国电力科学技术杰出贡献奖,基于相关成果获评全国高校黄大年式教师团队,接受科技日报专访:加上高温高压二氧化碳也能当发电“能手”,重点论文入选SDG7研究论文精选集,该文集是过去5年Elsevier能源类期刊针对联合国可持续发展目标的精选论文(中国约20篇),是能源领域发展的关键性研究资源。具体成果如下: 1、超临界二氧环塔燃煤发电循环构建关键技术 引入协同学,提出多级压缩sCO2循环,结合再热及间冷,构成sCO2循环提升效率的广义路径。是国家能源集团sCO2燃煤发电技术路线的基础。提出能量复叠利用原理解决循环与热源耦合面临的烟气热量全温区吸收难题,是国家重点研发计划项目中sCO2燃煤发电烟气余热吸收的关键技术。相关技术已授权美国专利1项,中国专利4项。 2、sCO2锅炉关键技术 围绕sCO2燃煤发电锅炉面临的关键难点问题,使用分流减阻、模块化设计锅炉解决压降惩罚效应,相关成果获得国内外广泛应用。提出受热面温度控制技术,形成锅炉锅侧与炉侧协同设计方法。获得燃煤sCO2循环及全生命周期特性,构建循环侧动态响应及尺度标度律,解决机组深度调峰关键问题,从效率、经济性、动态特性等方面全面论证了sCO2燃煤发电优势。相关技术已授权中国专利3项。 3、sCO2传热及换热器关键技术 提出类沸腾理论,建立高温高压实验台,具备取得数据的能力,能够对sCO2循环关键受热面的流动阻力、传热系数进行精确预测,关联式精度明显改善,并在此基础上提出了sCO2水冷壁设计,对超临界应用技术开发具有广义指导意义。相关成果被国家能源集团新能源研究院、西安热工院等相关研究机构广泛引用,推动了我国sCO2燃煤发电技术的发展。同时具备回热器的设计能力,形成了sCO2多台回热器传并联网络设计技术。 4、太阳能光热发电与低品位能源利用技术 科研团队对中高温超临界二氧化碳太阳能发电的系统设计具有丰富经验,同时在中低温太阳能与余热利用领域深耕多年。自主研发了有机朗肯循环ORC发电系统,实现了专利向企业转让,推动了ORC在余热利用、制氢、海水淡化等领域的工程应用,对系统热力学优化及工质筛选、多目标参数优化及全生命周期评价、膨胀机中多相流理论及实验等方面具有深厚基础。相关技术已授权中国专利10项。 超高参数CO2流动传热实验平台(包括主循环回路系统、冷却水循环系统、工质充液回收系统以及数据采集系统,最大运行压力和温度分别为25MPa和500oC,实现全周均匀加热和半周非均匀加热,获得了丰富的实验数据,弥补了超高参数传热数据的不足,为发展新的超临界传热理论提供数据支撑,为锅炉设计提供第一手数据资料。) 1000MW级sCO2燃煤发电系统图(采用了以下创新性成果:锅炉模块化设计,消除了压降惩罚效应;引入协同学原理,构建了三压缩循环;能量复叠利用原理,实现烟气热量全温区吸收。在透平入口参数为630℃/35 MPa条件下,发电效率达到51%,比现有超超临界水蒸气机组提高4个百分点。) 团队通过原始创新,在该领域具备较强的竞争力,能够独立承担该领域的项目。同时在本领域具有较强的影响力,与国内多家高校团队、科研院所、重点企业有实质合作。 创新点 1、提出了能量复叠利用原理及设备共享概念,解决了sCO2循环平台搭建关键难题。 2、发明了模块化二氧化碳锅炉,消除了由于大流量引起的压降惩罚效应,为sCO2锅炉的研发提供可行的技术路径; 3、提出了超临界类沸腾理论,建立了超高参数二氧化碳传热系统,为sCO2换热器设计制造提供支撑。 应用案例 本成果是国家重点研发计划项目:“超高参数高效二氧化碳燃煤发电基础理论与关键技术研究”的主要支撑,是国家自然科学基金委重点项目的主要研究对象,同时本成果应用于我国国家能源集团~20MW燃煤超临界二氧化碳平台设计。 获奖情 获得中国电力科学技术杰出贡献奖。
华北电力大学 2023-07-19
一种机电液一体化全密封波浪能发电装置
本实用新型公开了一种机电液一体化全密封波浪能发电装置。第一浮体与第二浮体固定设置在密封流管的两端,使得第一浮体与第二浮体托举整个波浪能发电装置漂浮在海上;密封流管内设有能量提取单元、导流机构和流体介质,波浪作用下装置往复摆动,流体介质在密封流管中经过能量提取单元地往复来回流动,使流体介质吸收波浪能并传递给能量提取单元生成电能,通过导流机构的设置使能量提取单元中的发电机始终朝一个方向旋转,完成波浪能发电过程。采用流体、机械、电气一体化设计,内部与海水完全隔绝,结构简单,活动件少,无动密封,通过优化所述浮体的内外形状设计、质量分布设计和涵管流道设计,可实现可靠、高效、稳定的波浪发电。
浙江大学 2021-04-13
一种大长径比对称直驱式海流发电机组
本实用新型公开了一种大长径比对称直驱式海流发电机组。内定子绕组固定绕制在内定子中空支撑轴上,所述外转子磁钢包在外转子旋转支架的外侧壁,外转子旋转支架通过水润滑轴承套在内定子中空支撑轴外,叶轮固定安装在所述外转子磁钢外表面;输出电缆置于内定子中空支撑轴中空内部,输出电缆一端与内定子绕组的输出端连接,输出电缆另一端从中空支撑轴穿出后与外部电接收端连接,外转子旋转支架端部设有用于过滤水流的滤网。本实用新型改善了装置的受力状况,提高了可靠性;有效地减小了同等功率下的径向尺寸,从而减小挡流作用,优化流场特性,提高效率;长径比变大,散热性能更佳,有利于机组功率等级的大型化。
浙江大学 2021-04-13
防止水电站群持续性破坏的发电方案生成方法
一种防止水电站群持续性破坏的发电方案生成方法,包括如下步骤:(1)确定优化目标和约束条件, 建立水电站优化调度模型;(2)考虑水文预报的不确定性及预报流量的转化;(3)计算各个时段的潜在 出力;(4)确定发电限制规则的形式;(5)采用优化算法得到优化发电限制规则和发电方案集合;(6) 建立评价指标体系评价优选调度结果。其优点在于:本发明使得发电过程的连续性和最小程度的破坏, 进而提供一种简单通用的发电限制调度规则来指导水电站优化运行。本发明充分考虑水文预报误差对调 度结果的影响,同时采用能量形式得到优化发电限制调度规则,为决策者提供更为准确的决策依据。
武汉大学 2021-04-13
邬大光 | 面向2035:高校学科优化调整布局的思考
当以“面向2035”为逻辑起点,遵循“现实与未来相关照”“学科内外部发展逻辑相统一”“多元主体、多种因素相协调”的逻辑理路,对面向2035的高校学科优化调整布局进行系统性、全局性和前瞻性的战略思考。
光明日报 2022-10-14
液相沉积法制备云母钛珠光颜料的合成技术
云母钛珠光颜料是20世纪80年代由日本,法国等国家的学者开发成功的高档颜料产品,颜料粒子是片状,粒径一般为10-6um,每个粒子都具有层状结构,即云母片夹在两层TiO2包覆层之间,它们之间没有任何粘附剂,TiO2的晶型为金红石型。云母钛珠光原料的外观为银白色粉末,折射率为2.4-2.6,相对密度为3.7。无毒,耐光,耐热,耐化学腐蚀,不易燃,不导电。颜料的珍珠光泽金额干涉色的差异与产品的粒度大小,粒度分布及TiO2的含量有关,粒子颗粒较粗时具有类似金属的闪烁效果,粒子较细小时,具有类似丝绸的柔和光泽。TiO2含量较低(约为10-20%),即色膜层较薄时,其发射色是白色,银白色或珍珠色;含量较高即色膜层较厚时,其发射色为各种颜色的干涉色,或为金色或为红色,蓝色或绿色。色泽鲜艳,幻彩缤纷,闪烁无穷,美观无限。云母钛珠光颜料主要用于塑料,橡胶,涂料,化妆品等高档商品的生产中,为产品提供柔和多变的色彩,使产品更具高贵华丽。在轿车面漆生产中加入本产品可增加汽车漆面的耐候性和洁亮的光泽,延长使用寿命;在高档化妆品中使用,使产品无毒,色彩稳定和洁肤润滑之功能;在橡胶,塑料中使用,还能使产品的热稳定性显著提高
武汉工程大学 2021-04-11
磁光双控超分子纳米纤维可抑制肿瘤侵袭转移
利用修饰有线粒体靶向肽的氧化铁磁纳米粒子与修饰有β-环糊精的透明质酸构筑了一种超分子纳米纤维。该超分子纳米纤维可以经由光照或磁场(甚至包括很弱的地磁场)调控其形貌转换。无论是体内还是体外条件下,由于透明质酸受体在肿瘤细胞表面过表达,该超分子纳米纤维可以高效靶向肿瘤细胞,并且经过地磁场的导向聚集,诱导肿瘤细胞线粒体功能障碍和细胞间聚集,从而特异性抑制体内肿瘤细胞的侵袭和迁移。该超分子纳米纤维可以作为一种方便的工具,不仅可以加深对动态或刺激响应性生物事件的理解,而且可以促进用于肿瘤治疗的生物材料的设计和发展。
南开大学 2021-04-10
“国家最高科学技术奖”获得者——徐光宪
徐光宪,男,1920年11月生于浙江省绍兴市,北京大学教授,1980年被增选为中国科学院学部委员,是我国著名的化学家和教育家。由教育部推荐。
北京大学 2021-02-22
实现混沌辅助的超宽谱微腔光频梳的研究
光学频率梳是具有确定梳齿频率间隔的光频标尺,在精密测量中发挥了极为重要的作用。近年来,一种基于光学微腔的新型芯片级光梳取得了突破性进展,其具备体积小、功耗低、精度高等优势,大大拓宽了传统桌面级精密光源的应用场景。目前,这种芯片级光梳已在超快激光雷达、光学频率合成、大容量相干光通信和精密光谱学等方向上展现了巨大潜力,因而对基础研究和产业应用都具有重要意义。然而,单个微腔光梳能够覆盖的光谱范围往往被色散以及收集效率限制,从而阻碍了其在光学原子钟、类地行星探寻、生物成像等重要领域的进一步应用。
北京大学 2021-04-11
基于线结构光的水下目标三维重建方法
本发明公开了一种基于线结构光的水下目标三维重建技术。本方法有效降低了由于水中悬浮物、海水对光的吸收和散射、非均匀光场等对探测精度的影响,完成了大角度、远距离的水下目标三维信息提取,实现了水下远距离、高精度、实时的目标三维探测。水下目标三维探测技术可为海洋资源开发、水下工程建设和水下军事应用等领域等所需的水下探测技术提供重要的方法和参考。可以为人类提供合适的观察通道,将水下被探测目标的外型显示为人眼可判断的图像或视频信息,以此来完成对水中信息的收集或者为下一步的研究及应用提供有价值的基础数据信息。
青岛大学 2021-04-13
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