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涡轮泵用双波纹管型静压式隔离密封性能分析及结构优化

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润滑与密封 2024年

作者：刘伟刘志远李双喜宋子锋马亚宾清华大学核能与新能源技术研究院赛哲尔能源科技(北京)有限公司北京化工大学机电工程学院

航天发动机用涡轮泵隔离密封处于高速、低温、高振动等严苛工况下运行，密封组件有着长寿命、高稳定性运转的需求，对其结构设计和工作性能提出了较大的挑战。为解决这一问题，提出了一种高性能非接触式的静压式隔离密封，建立了流固热... 详细信息

航天发动机用涡轮泵隔离密封处于高速、低温、高振动等严苛工况下运行，密封组件有着长寿命、高稳定性运转的需求，对其结构设计和工作性能提出了较大的挑战。为解决这一问题，提出了一种高性能非接触式的静压式隔离密封，建立了流固热耦合分析模型，求解入口压力、节流孔个数等密封结构、工作参数对其性能的影响。用正交分析法对密封结构进行了优化，通过试验验证了仿真模型的准确性与结构优化后密封工作的稳定性，最终形成了此类密封的设计及分析方法。研究结果表明：试验过程中密封运转状态稳定，达到了预期的隔离密封效果，试验测量了泄漏量等密封工作特性参数，验证了仿真模型计算的准确性。分析得到结构参数对密封性能的影响规律，计算出静压式隔离密封载荷系数应小于临界载荷系数（0.57）；通过正交分析得到了静压式隔离密封性能影响最大的因素为载荷系数，总结并形成了静压式隔离密封结构设计方法，为同类密封结构设计及性能优化提供了理论基础和指导。

关键词：静压式隔离密封结构优化密封特性双波纹管气膜监测

气态放射性核素扩散模拟研究——分裂烟团模型的验证与应用

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨力张钰杰方晟宋嘉悦李新鹏陈义学华北电力大学核科学与工程学院清华大学核能与新能源技术研究院

放射性核素的局地尺度大气扩散研究对于开展核应急响应工作非常重要。Lagrange烟团扩散模型是一种在该尺度上快速准确地建立放射性辐射场的有力工具。该文开发了适用于局地尺度的Lagrange分裂烟团(SPUFF)扩散模型,其可适配加州气象(CALM... 详细信息

放射性核素的局地尺度大气扩散研究对于开展核应急响应工作非常重要。Lagrange烟团扩散模型是一种在该尺度上快速准确地建立放射性辐射场的有力工具。该文开发了适用于局地尺度的Lagrange分裂烟团(SPUFF)扩散模型,其可适配加州气象(CALMET)模型。以CALMET模型驱动SPUFF扩散模型,开展局地尺度扩散模拟,假设以三门核电站作为扩散场景,基于风洞实验数据对SPUFF扩散模型进行性能验证,再基于福岛第一核电站附近的双葉町监测站已公布的监测数据进行模型的实用性评估。此外,针对烟团水平分裂阈值在上述场景开展了较全面的敏感性分析,以确定分裂开启条件。性能验证结果显示, SPUFF扩散模型性能优异,全部4个关键统计指标(模拟值在测量值2倍以内的比例、比例偏差、标准化均方误差和标准化绝对差)满足可接受模型标准。实用性评估结果显示,较Lagrange粒子模型LAPMOD, SPUFF扩散模型的模拟值可匹配更多的监测值;同时成功再现了反应堆事件引发的放射性核素释放导致的监测峰值效应。敏感性分析结果表明,单一气象条件(例如恒定风场)的复杂地形场景可采用不分裂模式;气象多变的复杂地形场景则有必要开启分裂模式。建议核电站局地尺度扩散的烟团水平分裂阈值为700～1 100 m。

关键词： Lagrange烟团扩散模型风洞实验福岛核事故烟团分裂敏感性分析

有机-无机复合固态电解质在锂电池中的应用研究进展

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硅酸盐学报 2024年第1期52卷 240-254页

作者：邢学奇倪雨王泽楷卢宏宇姜晓霞白宁国家电投集团科学技术研究院有限公司北京102209

高离子导电率、宽电化学窗口、高锂离子选择性和良好机械性能的固态电解质是高性能固态电池的核心。复合固态电解质具有良好的电化学性能和优异的机械性能,是目前固态电解质研究的主要方向之一。本综述总结了复合固态电解质的组成,锂离... 详细信息

高离子导电率、宽电化学窗口、高锂离子选择性和良好机械性能的固态电解质是高性能固态电池的核心。复合固态电解质具有良好的电化学性能和优异的机械性能,是目前固态电解质研究的主要方向之一。本综述总结了复合固态电解质的组成,锂离子的传输途径,重点阐述了每类复合固态电解质的制备、离子电导率和电池性能的研究进展;并探讨了复合固态电解质耐受锂金属还原性和高压正极氧化性的双层或多层结构设计。最后,概述了复合固态电解质面临的主要问题,指出高离子导电率和低界面阻抗的复合固态电解质仍是未来的主要研究内容。

关键词：复合固态电解质固态锂电池填料离子电导率锂离子传输机理

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油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究

安全与环境学报 2024年第5期24卷 1691-1700页

作者：汪侃张思琪刘晓雷汪皓赵亮时婷婷周明君上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 中国舰船研究设计中心武汉430064 国家电投集团科学技术研究院新能源技术研究所北京102209

为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急... 详细信息

为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急处置方式。结果表明,当储氢瓶组发生小孔泄漏时,氢气运动沿中心线形成欠膨胀射流,在泄漏源周围形成氢气云团高浓度分布。随着泄漏口孔径增大,短时间内氢气扩散在距离泄漏源较远区域形成具备爆炸性的混合气云团。氢气泄漏方向的改变直接影响其扩散行为的变化,促使氢气/空气混合气云团分布区域呈现显著差异。对于水平泄漏模式下的氢气扩散行为要着重考虑站内装置和设备的阻挡作用,而竖直向下的泄漏模式会造成范围更广的高浓度氢气聚集。随着环境风力的增强和站内布局复杂化,泄漏氢气在局部区域浓度升高,沿下风向水平范围的扩散半径增大,而在竖向空间的扩散高度下降,爆炸性混合气云呈现朝下风向区域移动的趋势。

关键词：安全工程氢能安全氢气泄漏扩散行为油氢合建站

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四种气象数据在福岛核事故放射性核素扩散模拟中的适用性

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中国环境科学 2024年

作者：李幻婷杨力宋嘉悦李新鹏方晟华北电力大学核科学与工程学院清华大学核能与新能源技术研究院

基于福岛第一核电站事故，采用四种不同来源的气象数据（FNL再分析数据、ERA-Interim再分析数据、GFS分析和预报数据以及MEA现场气象观测数据）驱动组合大气扩散模型（区域尺度气象模型WRF和拉格朗日粒子扩散模型FLEXPART），开展放射... 详细信息

基于福岛第一核电站事故，采用四种不同来源的气象数据（FNL再分析数据、ERA-Interim再分析数据、GFS分析和预报数据以及MEA现场气象观测数据）驱动组合大气扩散模型（区域尺度气象模型WRF和拉格朗日粒子扩散模型FLEXPART），开展放射性污染物137Cs的扩散模拟，并结合双葉町以及楢叶町两个监测站的监测数据，评估了不同气象数据对扩散结果的影响.模拟显示，应用四种气象数据均使得FLEXPART成功再现了2个监测站大部分峰值（双葉町平均FAC10:0.57;楢叶町平均FAC10:0.58）.其中，使用ERA-Interim和MEA的结果复现了更多的观测峰值并取得了较满意的统计指标.污染物浓度分布结果显示，4种气象的模拟结果在分布趋势上略有不同，ERA-Interim和MEA的结果烟羽扩散范围较广.因此，建议应用ERA-Interim和MEA以重建福岛核事故局地尺度放射性核素污染水平场.

关键词：放射性核素扩散应急响应 WRF预报 FLEXPART 放射性核素浓度计算

基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法

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太阳能学报 2024年

作者：赵陆阳刘长良刘卫亮李洋王昕康佳垚华北电力大学控制与计算机工程学院保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室国家能源集团新能源技术研究院有限公司

针对时空风速预测任务通常使用的卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）联合建模方法中空间信息损失的问题，提出一种基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法，用于提升空间信息利用率与模型预测精度。该算法将时空风速预测问题... 详细信息

针对时空风速预测任务通常使用的卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）联合建模方法中空间信息损失的问题，提出一种基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法，用于提升空间信息利用率与模型预测精度。该算法将时空风速预测问题视为视频预测问题，在提取时空相关性的同时保持空间信息，进而直接输出未来多步的空间风速矩阵。以美国怀俄明州某风电场实际数据为算例进行实验，结果表明，相比其他对比算法，基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法的平均绝对误差下降了8.5%～15.9%，精度有较大提升。

关键词：风力预测卷积神经网络时空数据 UNet 多风电机组

绿证-碳交易融合机制下含氢综合能源系统优化调度

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太阳能学报 2024年第8期45卷 104-114页

作者：安江涛刘卫亮林永君张启亮王昕康佳垚华北电力大学自动化系保定071003 保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室保定071003 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209

为进一步降低含氢综合能源系统(HIES)的碳排放水平同时提高系统运行经济性,提出一种绿证-碳交易融合机制下HIES优化调度策略。首先,分析HIES的构成及运行特性,建立日前价格型与可替代型两种需求响应(DR)模型;其次,构建阶梯绿证交易模型... 详细信息

为进一步降低含氢综合能源系统(HIES)的碳排放水平同时提高系统运行经济性,提出一种绿证-碳交易融合机制下HIES优化调度策略。首先,分析HIES的构成及运行特性,建立日前价格型与可替代型两种需求响应(DR)模型;其次,构建阶梯绿证交易模型,设计绿证-碳交易融合机制,建立由阶梯碳交易成本、购能成本、阶梯绿证交易收益所构成的综合成本最低为目标的HIES优化调度模型;最后,通过仿真算例验证该文所提策略的有效性,并分析绿证与碳交易的阶梯区间长度、基础交易价格对调度结果的影响。

关键词：综合能源系统优化调度需求响应阶梯绿证交易碳交易融合机制

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基于数字孪生与融合神经网络的光伏阵列故障诊断

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太阳能学报 2024年

作者：刘卫亮姜锴越许之胜刘帅刘长良王昕华北电力大学控制与计算机工程学院保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室国家能源集团新能源技术研究院有限公司

本文提出一种基于数字孪生模型与融合神经网络的光伏阵列故障诊断方法。首先，设计并初步实现包含孪生模型、数据采集与传输模块、服务应用系统的光伏电站数字孪生系统整体框架；其次，结合机理建模方法与粒子群(PSO)优化算法，建立光... 详细信息

本文提出一种基于数字孪生模型与融合神经网络的光伏阵列故障诊断方法。首先，设计并初步实现包含孪生模型、数据采集与传输模块、服务应用系统的光伏电站数字孪生系统整体框架；其次，结合机理建模方法与粒子群(PSO)优化算法，建立光伏阵列数字孪生模型；再次，通过评估数字孪生模型输出与物理实体输出之间的残差，对故障进行检测；最后，采用时间卷积网络(TCN)结合双向门控循环单元(BiGRU)的融合神经网络，对光伏阵列故障进行诊断。实验结果表明，所提光伏阵列故障诊断方法较其它方法具有更高的精度，准确率达到97.8%。

关键词：数字孪生故障诊断粒子群算法时间卷积网络双向门控循环单元光伏阵列

燃煤电厂湿法脱硫前逃逸氨迁移转化和脱除特性

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中国环境科学 2024年第1期44卷 58-64页

作者：郑成强李小龙刘广祥李军状周道斌段玖祥张浩亮国能南京电力试验研究有限公司江苏南京210023 国家能源集团科学技术研究院有限公司江苏南京210023 国能龙源环保有限公司北京100039

采用固定污染源烟气采样法、靛酚蓝分光光度法和离子色谱法采集和分析3台超低排放燃煤机组在脱硝出口、空预器出口、除尘器出口烟气中各形态氨组成和排放浓度,结合机组运行工况和烟气处理系统特点,研究逃逸氨在空预器和除尘器内迁移转... 详细信息

采用固定污染源烟气采样法、靛酚蓝分光光度法和离子色谱法采集和分析3台超低排放燃煤机组在脱硝出口、空预器出口、除尘器出口烟气中各形态氨组成和排放浓度,结合机组运行工况和烟气处理系统特点,研究逃逸氨在空预器和除尘器内迁移转化和脱除特性.结果表明:各机组在高低负荷运行工况下脱硝出口逃逸氨均为气态氨,且分布不均明显,局部位置氨排放浓度高于2.5mg/m^(3).气态氨随烟气进入空预器,开始向颗粒态氨转化,空预器出口颗粒态氨排放量可占氨总排放量的47.21%~68.85%.空预器内烟气的温降和流速影响颗粒态氨生成量.除尘器可脱除大部分逃逸氨,脱除效果主要来自于对颗粒态氨的脱除.机组装备不同除尘系统对颗粒态氨的脱除性能各有差异.经过除尘器脱除作用后,除尘器出口烟气中逃逸氨以气态氨形式为主,排放浓度在0.15~0.60mg/m^(3)之间.

关键词：燃煤机组超低排放逃逸氨组成迁移转化脱除

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