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Inconel 617合金在非纯氦气环境中的高温腐蚀行为研究

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 189-197页

作者：郑伟何学东银华强杜斌李昊翔马涛蒲洋王尚军清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中核能源科技有限公司北京100080

Inconel 617合金是高温气冷堆蒸汽发生器的候选材料,在反应堆超高温运行时可能会受到氦气中痕量杂质的腐蚀。为探究合金在高温堆环境中的腐蚀机理,本研究开展了Inconel 617合金在980℃的非纯氦气中的腐蚀实验,对气相以及腐蚀行为进行了... 详细信息

Inconel 617合金是高温气冷堆蒸汽发生器的候选材料,在反应堆超高温运行时可能会受到氦气中痕量杂质的腐蚀。为探究合金在高温堆环境中的腐蚀机理,本研究开展了Inconel 617合金在980℃的非纯氦气中的腐蚀实验,对气相以及腐蚀行为进行了分析。通过化学热力学和动力学计算,阐明了合金脱碳的机理,并建立了碳迁移判定模型和脱碳反应预测模型,与实验数据有良好的一致性。在此基础上,研究了预氧化和温度对脱碳反应的影响。研究结果表明,即使杂质含量极低,也会诱发相关的腐蚀行为。降低运行温度可以有效避免合金脱碳,但预氧化的抗脱碳效果不理想。因此,极低杂质含量并非高温堆一回路净化目标,应该根据模型预测和实验分析来选择更加合理的杂质控制方案。

关键词：高温合金非纯氦气高温气冷堆腐蚀脱碳

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基于数值模拟的混凝土联排水动力特性研究

太阳能学报 2024年第2期45卷 135-142页

作者：李会邱旭刘鑫闫姝中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京102209

海上风电桩基础冲刷坑的存在对风电场安全运行造成不利影响,须采用有效的冲刷防护措施稳固桩周泥沙。该文以山东海域某海上风电场为研究对象,提出混凝土联锁排防护措施,并将其简化为六列矩形块阵列模型,通过数值模拟分析了矩形块阵列模... 详细信息

海上风电桩基础冲刷坑的存在对风电场安全运行造成不利影响,须采用有效的冲刷防护措施稳固桩周泥沙。该文以山东海域某海上风电场为研究对象,提出混凝土联锁排防护措施,并将其简化为六列矩形块阵列模型,通过数值模拟分析了矩形块阵列模型的水动力特性。研究发现,第1排矩形块为整个矩形阵列模型的主要受力块,混凝土联锁排整体阻力可通过单独计算第1排单个矩形块来评估,能显著减少计算量;其次,矩形块阻力系数随时间变化具有周期性,但随时间变化幅度较小。总体而言,本文结果对指导混凝土连锁排防护设计具有一定的工程意义。

关键词：海上风电数值模拟冲刷防护水动力特性混凝土联锁排

中国海洋潮流能发电技术与装备现状、新的机遇与挑战

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太阳能学报 2024年第8期45卷 668-674页

作者：褚景春贾法勇国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 国家能源潮汐海洋能发电技术重点实验室北京100039 国电联合动力技术有限公司北京100039

总结中国海洋潮流能发电技术与装备发展的现状,并与国际水平进行比较,指出中国在该领域的先进性和不足;同时分析中国“海洋强国”战略、“双碳”战略目标给海洋潮流能发电带来的诸多机遇,以及随之而来的种种挑战。对中国海洋潮流能发电... 详细信息

总结中国海洋潮流能发电技术与装备发展的现状,并与国际水平进行比较,指出中国在该领域的先进性和不足;同时分析中国“海洋强国”战略、“双碳”战略目标给海洋潮流能发电带来的诸多机遇,以及随之而来的种种挑战。对中国海洋潮流能发电技术与装备的水平、未来的发展方向提出建议和看法。

关键词：海洋潮流能发电技术与装备现状机遇和挑战

650℃时效SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织和力学性能

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 501-508页

作者：靳晓坤张世超杜晋峰梁军宋建新张峥国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 北京航空航天大学北京100191 江苏武进不锈钢股份有限公司江苏常州213111

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶Nb N和Z相组成;650℃时效时Cr23C6... 详细信息

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶Nb N和Z相组成;650℃时效时Cr23C6优先在奥氏体晶界析出,且随时效时间延长逐渐增多、粗化并形成连续网状;球形富Cu相在奥氏体晶内析出且尺寸稳定,时效2012 h约为15 nm;SP2215钢晶内室温显微硬度在时效50 h时基本达到最大值,之后趋于稳定,这与稳定富Cu相的析出强化作用有关;SP2215钢具有明显的高温时效脆化倾向,时效2012 h室温冲击吸收功较固溶态降低约78.5%,室温冲击断裂随时效时间延长由韧性断裂向沿晶脆性断裂转变,这是由Cr23C6在奥氏体晶界析出并逐渐聚集、粗化导致的。SP2215钢在650℃,2.5×10^(-4)s^(-1)应变速率下拉伸时出现锯齿流变(Portevin-Le Chatelier, PLC)现象,锯齿类型为Type (A+B),随时效时间延长PLC逐渐“减弱”,但锯齿类型不变;随时效时间延长SP2215钢高温拉伸屈服强度基本保持稳定,抗拉强度和断面收缩率逐渐降低,高温拉伸断裂由韧性断裂向准解理脆性断裂转变。

关键词： SP2215奥氏体耐热钢时效微观组织力学性能

干法生物天然气BECCS工程碳负排效益分析

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太阳能学报 2024年第5期45卷 158-164页

作者：李洪深楚洁璞徐伟涛魏利李大育李十中清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 新地能源工程技术有限公司廊坊065001

参考清洁发展机制(CDM)方法学,结合中国国情,分析干法生物天然气BECCS工程的项目边界、基准线排放量和项目活动排放量,并计算实际工程的温室气体减排量。结果表明,生物天然气BECCS工程碳减排潜力表现在以有序工程替代无序排放、生产天... 详细信息

参考清洁发展机制(CDM)方法学,结合中国国情,分析干法生物天然气BECCS工程的项目边界、基准线排放量和项目活动排放量,并计算实际工程的温室气体减排量。结果表明,生物天然气BECCS工程碳减排潜力表现在以有序工程替代无序排放、生产天然气代替化石能源、生产有机肥替代化肥和从沼气中分离CO_(2)并存储利用4个方面,各方面减排量在净减排量中占比分别为1.1%、41.0%、39.6%和18.3%。按构建的计算方法估算每吨干秸秆和每吨畜禽粪污的碳负排效益分别为1229 kg CO_(2)e和275 kg CO_(2)e。预计至2060年,生物天然气BECCS工程每年可贡献8.6亿t碳汇,可为中国碳中和目标实现贡献重要力量。

关键词：沼气农业废弃物碳足迹碳捕集生物天然气

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基于熵理论的能量调节性能研究

储能科学与技术 2024年第5期13卷 1584-1591页

作者：孙振新张秩鸣马俯波蒋丛进杜昊易陈换军张玉魁国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102211

在高比例风、光接入背景下,电力系统面临日益突出的能量调节压力。当下,储能作为构建新型电力系统的重要支撑面临配置成本高,利用率不足等问题。本工作基于克劳修斯熵理论,构建出一种可用于量化及评价能源系统能量-时间解耦能力的物理... 详细信息

在高比例风、光接入背景下,电力系统面临日益突出的能量调节压力。当下,储能作为构建新型电力系统的重要支撑面临配置成本高,利用率不足等问题。本工作基于克劳修斯熵理论,构建出一种可用于量化及评价能源系统能量-时间解耦能力的物理量——功率熵,系统研究了功率熵与功率、时长、容量等储能配置关键决策变量间的内在关系,发现功率熵与多种关键决策变量间具有一致的正相关关系,可用于衡量储能综合调节性能,同时功率熵还兼具体现储能功率时序特征的功能。基于功率熵所展现的特性,本工作建立了基于功率熵的电力系统储能配置优化分析方法,并通过模拟案例分析对功率熵在储能配置优化中的作用进行了验证。结果显示,在不同的储能配置下,系统功率熵增不同,系统优化方向是由储能引入系统的功率熵增逐渐减小的方向,也即储能调节性能冗余逐渐减少的方向。功率熵的概念为未来电力系统的储能配置优化,乃至综合能源系统内部多种能源形式的配置优化提供了一种新思路。

关键词：储能技术优化配置克劳修斯熵功率熵

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扰流板对海上风电单桩基础冲刷特性影响研究

太阳能学报 2024年第8期45卷 448-457页

作者：李会邱旭赵昊马文冠刘鑫中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京102209 国家能源海上风电工程与运行技术研发中心北京102209

在单独恒定流条件下,以某一海上风电大直径单桩基础为研究对象,提出一种扰流板防冲刷结构,建立三维数值模型。基于数值模拟,研究扰流板结构对桩基础周围局部冲刷的影响机制,探讨扰流板长度L和高度H_(2)对局部马蹄涡位置和强度的影响,分... 详细信息

在单独恒定流条件下,以某一海上风电大直径单桩基础为研究对象,提出一种扰流板防冲刷结构,建立三维数值模型。基于数值模拟,研究扰流板结构对桩基础周围局部冲刷的影响机制,探讨扰流板长度L和高度H_(2)对局部马蹄涡位置和强度的影响,分析床面剪切应力受扰流板几何的影响规律。研究发现,扰流板结构能有效地减弱局部马蹄涡强度和减小桩周海床床面剪切应力;局部马蹄涡受扰流板几何的影响呈现3种流动机制;当L/H2=1时,扰流板具有较好的冲刷防护特性。总的来说,扰流板防冲刷结构对单桩基础局部冲刷具有较好的防护效果。

关键词：海上风电单桩圆柱绕流冲刷马蹄涡床面剪应力

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算力电力协同创新框架

控制理论与应用 2024年第7期41卷 1181-1186页

作者：杨苹于施洋任峰华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640 国家信息中心大数据发展部北京100045 深圳华工能源技术有限公司广东深圳518000

大规模低成本的算力是国家的核心竞争力,为此,我国正在建设国家级算力网.大规模算力耗费巨大电能,在日趋紧张的能源形势下,为满足不断增长算力的电力供应,本文在我国“西电东送”、“东数西算”工程的基础上,提出构建算力节点与电力节... 详细信息

大规模低成本的算力是国家的核心竞争力,为此,我国正在建设国家级算力网.大规模算力耗费巨大电能,在日趋紧张的能源形势下,为满足不断增长算力的电力供应,本文在我国“西电东送”、“东数西算”工程的基础上,提出构建算力节点与电力节点、算力市场与电力市场、算力网与电力网3个层面的算力电力协同创新基础框架,建立算力电力分层分区融合的协同创新技术框架,为未来算力与电力的双向协同优化调度奠定基础.在此基础上,推演未来算力电力的协同创新应用,通过算力电力的双向协同优化调度,为庞大的算力提供有竞争力的低碳电力,为电力的低碳发展提供高效的算力支持.

关键词：算力电力协同框架

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大型双馈风电机组弹性支承动态特性分析

可再生能源 2024年第8期42卷 1054-1060页

作者：尹尧杰褚景春姜培学国电联合动力技术有限公司北京100039 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 清华大学热能工程系北京100084

风电机组正在朝着大型化与智能化方向发展,机组载荷成倍增长,这对机组部件的动力学设计提出了更高要求。文章以风电机组齿轮箱弹性支承为研究对象,首先,采用多体动力学软件建立了风电机组整机动力学模型,并耦合风轮气动载荷计算与风电... 详细信息

风电机组正在朝着大型化与智能化方向发展,机组载荷成倍增长,这对机组部件的动力学设计提出了更高要求。文章以风电机组齿轮箱弹性支承为研究对象,首先,采用多体动力学软件建立了风电机组整机动力学模型,并耦合风轮气动载荷计算与风电机组控制程序;然后,利用搭建的风电机组整机模型计算了均匀风速下齿轮箱弹性支承的动态响应时频特性,对比分析了风切变、塔影效应以及非线性刚度对弹性支承响应的影响规律;最后,结合实际仿真计算了湍流风速工况下风电机组一个弹性支承出现损坏时的动态响应。结果表明,当弹性支承出现损坏仅能匹配50%刚度时,其响应会急剧增大,超过振动标准安全阈值4倍以上,影响风电机组整机安全稳定运行。

关键词：风电机组多体动力学非线性刚度弹性支承动态特性