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超临界二氧化碳发电系统技术
成果完成人瞄准1000MW超临界二氧化碳燃煤（sCO2）发电系统，主持了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”。
本成果从系统和部件两个层面进行研究，被推荐为2020年度国家重点研发计划重点科技成果，并在2021年1月27日科技日报上做了报导。具体成果如下：
1、sCO2锅炉模块化设计：sCO2循环流量是水蒸气机组的6-8倍，导致S-CO2锅炉严重堵塞，发现机组效率惩罚效应。首次提出1/8分流减阻原理，在保持吸热量及循环流量不变条件下，将压降降低为传统设计的1/8，由此提出模块化锅炉设计，将锅炉压降减小到与水蒸气锅炉相当或更低水平，彻底解决大压降难题。
2、烟气热量全温区吸收：针对sCO2循环适合中高温热源，单个sCO2循环无法吸收烟气全温区热量，提出顶低复合循环，实现热量全温区吸收。提出能量复叠利用原理及设备共享，完全消除顶底循环效率差并简化系统。1000MWe级燃煤sCO2发电效率达到～50%，比水蒸气机组高3-4个百分点。
3、锅侧和炉侧综合调温方法：针对sCO2进入锅炉温度较高，抬高受热面温度，提出锅侧和炉侧综合调温方法，发明“冷热匹配、层级降温”原理，提出“上大下小+双炉膛+烟气再循环”的创新型锅炉设计。建成压力达26MPa的超高参数sCO2传热系统，提出超临界传热类沸腾理论，结合实验数据，给出了锅炉管发生传热恶化的临界判据。诞生第一台超临界二氧化碳燃煤锅炉原理样机。
本成果阐明了能量复叠利用原理，是能量梯级利用的继承和发展，消除了复合循环中顶循环和低循环的效率差，最大限度挖掘了sCO2燃煤发电系统的效率优势。并首次阐明超临界流体分子尺度下的非均匀物质结构，颠覆了人类对超临界流体物质结构的认知，首次将亚临界压力下的多相流体理论体系引入到超临界传热中，初步实现了亚临界和超临界压力下能量传递与转换理论的统一，达到国际领先水平。
华北电力大学
2022-07-06
超临界二氧化碳燃煤循环流化床锅炉及发电系统与发电方法
本发明公开了一种超临界二氧化碳燃煤循环流化床锅炉及发电系统与发电方法，锅炉包括炉膛、分离器、尾部烟道和位于分离器回料段中的外置式换热器，炉膛内设有冷却壁和中温过热器，外置式换热器内设有高温再热器和分别与冷却壁和中温过热器连通的低温过热器，尾部烟道内设有低温再热器、高温过热器、上级省煤器、下级省煤器和空气预热器，其中，高温过热器与中温过热器连通，低温再热器与高温再热器连通；锅炉的工质为超临界二氧化碳。本发明锅炉能有效控制冷却壁壁温，保证锅炉安全可靠运行且热效率高；发电机组趋于小型化，具有更快的负荷响应速度，深度调峰适应性强，充分发挥煤炭资源优势，提高能源利用率，保障能源安全。
东南大学
2021-04-11
一种用于蒸发发电的发电组件的制备方法
本发明公开了一种用于蒸发发电的发电组件的制备方法，该用于蒸发发电的组件包括载片、第一电极、第二电极和碳材料层，其制备方法具体为：首先，采用导电材料在电绝缘的载片表面制成两个互相平行的电极；然后采用印刷的方式将含有碳材料的浆料搭接在第一电极与第二电极之间；最后对印刷好的浆料层进行退火处理，在两个电极之间形成碳材料层。本发明提供的这种制备方法，采用浆料印刷退火的方法制备碳材料层，并且改进了浆料的材料及制备方法；以此
华中科技大学
2021-04-14
5kW - 20 kW水平轴风力机
水平轴发电机是目前风力发电的主要设备.本项目依据低速空气动力学原理，自主设计风力机叶片翼型，气动性能与美国NREL-S系列相当。叶片采用玻璃钢材料，重量轻，耐腐蚀。经特别气动力学设计，叶轮抗失速性能强，并能在低风速下气动。输出控制系统充电控制器逆变器充电控制，输出电压稳定。 主要技术参数： 额定功率 5kW – 20 kW 风轮直径 4.2m - 24.0 m 额定转速 50 - 120 (r/min) 额定风速 12m/s 输出电压 24V - 240v 启动风速 3(m/s) 切入风速 5m/s 塔架高 10米(m) - 28米(m) 顶部质量 133kg - 400kg
上海理工大学
2021-04-11
一种具有致稳能力的发电系统及控制方法
本发明提供了一种具有致稳能力的发电系统及控制方法，发电 系统包括能量模块、被控对象、有功控制器和惯性同步控制器；能量 模块用于将获取的其他能源转换为电能或将电能转化为其他频率的电 能；有功控制器的输入端连接至能量模块的第二输出端，有功控制器 的输出端连接被控对象，有功控制器用于控制被控对象的有功功率的 输出；惯性同步控制器的输入端用于连接并入的交流系统，惯性同步 控制器的输出端连接被控对象，惯性同步控制器用于控制发电系统与 并入的交流系统同步并使得发电系统具有致稳能力。本发明可以提高 现有的受变流器
华中科技大学
2021-04-14
火力发电机组分布式监控系统
随着工业生产水平和管理水平的不断提高，计算机在生产和管理过程中的应用也日益广泛。应用计算机实现火力发电机组运行参数及状态的在线检测、过程参数控制；实时诊断设备、以至系统运行存在的缺陷；分析参数的变化趋势；及时发现或预报异常运行情况并提供事故处理信息。这是提高机组自动化水平，指导运行人员合理操作，提高机组运行的安全性、经济性及发电机组的综合管理水平，提高发电
西安交通大学
2021-01-12
虚拟发电厂分布式无功补偿系统及其补偿方法
本发明提供了虚拟发电厂分布式无功补偿系统及补偿方法，当虚拟发电厂所属区域电网发生无功缺额时，电力调度中心根据具体的情况，向虚拟发电厂传递一个无功调节量，而分布式无功补偿器通过利用分布式的优化控制策略，将区域电网的无功缺额在虚拟发电厂内部的分布式电源之间进行协调，使得无功功率的总额在虚拟发电厂内部各个分布式电源之间协调分配，最终使虚拟发电厂整体满足电压性能指标达到最优。本发明能够在达到区域电网调度中心无功调节要求的同时，实现虚拟发电厂内部的电压性能达到最优。
东南大学
2021-04-14
纯低温余热发电技术
我国水泥产量连续20年位居世界第一,水泥工业不仅是能源消耗大户，也是能源浪费大户，即使先进的新型干法工艺，仍然有约占水泥熟料烧成系统总热耗量35%的350℃以下低温废气余热不能被充分利用而直接排放。 为了实现节能降耗减排的可持续发展的战略，充分利用水泥生产中的中低温余热，降低水泥生产中的能源消耗，开发研制水泥生产线中低温余热利用系统具有重要的现实意义和工程实用价值。 为此，西安交通大学与相关单位合作，1991年承担国家重点科技攻关计划，2007年承担国家高技术“863”计划项目，进行水泥窑中低温余热发电工艺及系统的研究。针对5000T/D、2500T/D等水泥生产线，采用双压技术，开发研制了系列化的具有自主知识产权的纯低温余热发电系统。与5000T/D水泥窑配套的BN7.5、BN9双压纯低温余热发电系统已经投入工程实际使用，后续BN5、BN10、BN14.5、BN20发电系统也已经开发完成。2006年9月27日BN7.5MW双压纯低温余热发电系统在辽源金刚水泥集团建成投产，2007年8月27日，BN9MW机组在河南省驻马店豫龙同力水泥公司并网发电。在项目的实施过程中，合作单位主要负责项目的产业化和设备制造安装调试，而关键技术则由西安交通大学进行研究和开发。主要内容包括采用新型高效叶片、抗水蚀特性和数字电液控制系统的双压进汽补汽式汽轮机的开发，新型高效换热部件的研制，锅炉换热器的抗摩、抗腐、防集灰关键技术研究，以微处理器为核心的DCS控制系统的研制，水泥生产和发电工艺相结合的双压余热发电工艺研究和系统参数优化。经过系统的分析和深入的研究，为纯低温双压余热发电系统的建设提供了理论基础和试验数据，在工程实际中得到推广和应用。
西安交通大学
2021-04-11
灵活智能燃煤发电技术
本成果提出一种灵活智能燃煤发电技术。该成果技术历经团队15年科技攻关，包括了以下成果内容：
（1）首创了激光拉曼法煤质在线检测技术，研制了基于煤质在线检测的锅炉灵活燃料与智能燃烧装备。
（2）提出了基于煤流识别的燃料自学习动态智能混配模型，发明了非接触式煤流自动识别与示踪技术，研发了多煤仓多煤种煤位分层动态辨识技术，研制了基于煤流在线监测的锅炉灵活燃料与智能燃烧装备。
（3）发明了炉膛、烟道及制粉系统CO浓度网格式多点高精度在线监测技术，研制了基于CO/O₂双参量协同的锅炉智能燃烧装备。
（4）构建了基于煤质-煤流-CO在线监测-飞灰含碳量等关键实时参量的燃煤火力发电灵活燃料、智能燃料燃烧技术体系，形成了全套系统与装备。
图1 激光拉曼煤质在线检测系统示意图
图2 基于煤流在线监测的锅炉智能燃烧示意图
【技术优势】
本项目发明的具有自主知识产权的“基于CO/O₂双参量的智能燃烧控制技术”、“基于煤质-煤流-CO-飞灰含碳量等实时多关键参量锅炉智能燃烧优化技术”、“激光拉曼煤质在线检测技术”、“非接触式煤流自动识别与示踪技术”，经国际国内查新及专家鉴定，均为本项目组独创技术，其主要技术参数国际领先，填补了锅炉智能燃料燃烧技术的空白，具有明显市场竞争力。
华中科技大学
2023-05-04
膝关节发电器
南京邮电大学
2021-04-14