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高灵敏度内置电容式控制棒棒位传感器静态特性研究

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核动力工程 2024年第1期45卷 194-200页

作者：李彦霖秦本科薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果... 详细信息

内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果的实验验证。假定被测杆整体偏心,利用数值模拟方法建立了两组电容值与控制棒棒位的函数关系式,并对该函数关系式进行了误差分析,分析了该关系式对被测杆不同偏转方向和倾斜状态的适用性。研究结果表明,利用双电容值的棒位测量方法,对控制棒棒位的最大测量误差小于±6 mm,传感器灵敏度在0.05 pF/mm量级,能够满足控制棒棒位的实际测量需求。

关键词：控制棒水力驱动系统控制棒棒位电容式传感器

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负碳排放技术研究现状及进展

洁净煤技术 2024年

作者：翁小涵韩涛冯玮徐冬国家能源集团新能源技术研究院有限公司

负碳排放技术是一种符合净零目标且旨在减少大气中二氧化碳浓度的创新途径，是我国碳中和技术体系的重要组成部分。负碳排放方案是一个多元复杂的体系，其中，直接空气碳捕集与封存（DACCS）和生物质能耦合碳捕集与封存（BECCS）是两类... 详细信息

负碳排放技术是一种符合净零目标且旨在减少大气中二氧化碳浓度的创新途径，是我国碳中和技术体系的重要组成部分。负碳排放方案是一个多元复杂的体系，其中，直接空气碳捕集与封存（DACCS）和生物质能耦合碳捕集与封存（BECCS）是两类与地质封存紧密结合以实现永久减排的关键技术手段。本文综述了快速发展的DACCS和BECCS技术的最新研究进展与应用情况。在DACCS方面，重点介绍了DAC技术的关键材料及工艺技术研究现状，总结国内外主要在运和规划中的DACCS示范项目，分析了未来DAC技术的研究重点方向和规模化应用的可行性。在BECCS方面，着重分析了各BECCS技术路径的发展现状，探讨了在不同生物质能利用场景下部署BECCS技术的可行性，汇总了国内外主要的BECCS示范项目，并展望了BECCS技术未来的发展方向。

关键词：负碳排放技术直接空气捕集生物质能耦合碳捕集与封存二氧化碳捕集与封存

克劳修斯熵在多时间尺度储能配置问题上的应用

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热力发电 2024年

作者：孙振新李海昭张秩鸣马俯波蒋丛进张超群国家能源集团新能源技术研究院有限公司

“功率熵”能够定量反映多尺度储能配置的特性差异。采用2种正弦功率曲线合成的功率曲线，重点研究了调频、调峰以及跨季节调节等储能应用主要场景的熵值差异和特性。结果显示：功率熵能够有效体现不同时间尺度储能特性的差异；调频、调... 详细信息

“功率熵”能够定量反映多尺度储能配置的特性差异。采用2种正弦功率曲线合成的功率曲线，重点研究了调频、调峰以及跨季节调节等储能应用主要场景的熵值差异和特性。结果显示：功率熵能够有效体现不同时间尺度储能特性的差异；调频、调峰2种调节类型，宜采用2套储能组合配置；对于频率和幅值差异在2倍以内的2种调节类型，则宜采用1套储能配置，整体调节。该研究从理论方面探索了多时间尺度储能配置的方法和依据，揭示了多时间尺度问题的本质差异，有助于形成科学的最优储能配置、调度和优化方案。

关键词：储能技术配置优化功率熵多时间尺度

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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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工业规模核用离心萃取器的水力学和传质性能

化工进展 2024年

作者：段五华孙涛祥郑强清华大学核能与新能源技术研究院

离心萃取器是一种依靠离心力实现两相混合液分相的高效溶剂萃取设备，用于核燃料后处理具有许多优点，被公认是核用萃取设备的发展方向。为实现离心萃取器应用于我国将来核燃料后处理大厂，已研制出转筒直径为150mm且当转速为3000r/min... 详细信息

离心萃取器是一种依靠离心力实现两相混合液分相的高效溶剂萃取设备，用于核燃料后处理具有许多优点，被公认是核用萃取设备的发展方向。为实现离心萃取器应用于我国将来核燃料后处理大厂，已研制出转筒直径为150mm且当转速为3000r/min时分离因数为755的φ150工业规模核用离心萃取器。采用30%TBP/煤油-硝酸溶液萃取体系系统开展了单级和五级串联φ150工业规模核用离心萃取器的水力学和传质性能的实验研究，结果表明，在一定实验条件下，φ150工业规模核用离心萃取器最大处理能力达到1532L/h，且萃取级效率>96%，因此，φ150工业规模核用离心萃取器具有良好的水力学性能和传质性能.同时，其级存留体积为6.33-6.53L。所有这些表明，φ150工业规模核用离心萃取器基本满足核燃料后处理厂对萃取设备的要求，将有良好的应用前景。

关键词：离心萃取器核燃料后处理水力学性能传质性能

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单液滴形成液膜过程研究

原子能科学技术 2024年

作者：刘展位薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院

液滴碰壁形成液膜的过程在能源、航天、化工等领域都很常见，其中核能领域的汽水分离设备中有广泛的液滴壁面形成液膜的现象，但目前对液膜的研究相对较少，且缺少对于液滴碰壁形成液膜的机理研究。本文提出一种根据欧拉壁面液膜模型来... 详细信息

液滴碰壁形成液膜的过程在能源、航天、化工等领域都很常见，其中核能领域的汽水分离设备中有广泛的液滴壁面形成液膜的现象，但目前对液膜的研究相对较少，且缺少对于液滴碰壁形成液膜的机理研究。本文提出一种根据欧拉壁面液膜模型来计算液滴碰壁形成液膜的方法，介绍了液滴形成液膜的计算公式和定义，验证了欧拉壁面液膜模型应用于液膜计算的准确性。最后将方法应用于实际AP1000条件下的液膜计算，分析了不同尺寸的液滴在壁面形成液膜的动态过程，为汽水分离等装置中的壁面液膜计算提供有效的分析工具。研究结果表明，在固定质量流量条件下，随着液滴直径的减小，液膜厚度和液膜速度均会增大。

关键词：液滴欧拉壁面液膜厚度速度

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基于滑速比的空泡份额预测模型综述与评价

原子能科学技术 2024年

作者：何雯韩晋玉赵陈儒李彦霖薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院

空泡份额是气液两相流中的一个重要参数，与流场的流型、压降、换热等都有密切联系。空泡份额的预测方法很多，其中基于滑速比的预测方法应用最为广泛。然而，实验上很难准确获得滑速比的变化规律，相关的理论研究也较缺乏，使得预测模... 详细信息

空泡份额是气液两相流中的一个重要参数，与流场的流型、压降、换热等都有密切联系。空泡份额的预测方法很多，其中基于滑速比的预测方法应用最为广泛。然而，实验上很难准确获得滑速比的变化规律，相关的理论研究也较缺乏，使得预测模型间的准确度相差较大。因此，有必要结合多项指标对现有的滑速比模型开展综合评价。基于此，本文整理了8个滑速比模型，收集了380组空气-水的两相流实验数据，采用误差分析法和灰色关联法对这些滑速比模型的整体性能进行综合评价，评价指标包括平均绝对误差、均方根误差、误差频率分布和灰色关联度。结果表明，对于空气-水气液两相流，在空泡份额的全范围（0更多还原AbstractFilter('ChDivSummary', 'ChDivSummaryMore', 'ChDivSummaryReset');

关键词：空泡份额滑速比灰色关联度误差分析流型

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双光子光刻中感光材料的回顾与挑战（特邀）

中国激光 2024年第12期 262-285页

作者：董芸何向明徐宏清华大学核能与新能源技术研究院

双光子光刻是一种自上而下的微纳制造技术，具有超越衍射极限的空间分辨率，并且可通过激光直写构建三维立体结构，在微电子器件、微纳光学、生物医药、超材料等领域中都有着难以取代的应用价值。随着应用场景的扩展，双光子光刻胶的发... 详细信息

双光子光刻是一种自上而下的微纳制造技术，具有超越衍射极限的空间分辨率，并且可通过激光直写构建三维立体结构，在微电子器件、微纳光学、生物医药、超材料等领域中都有着难以取代的应用价值。随着应用场景的扩展，双光子光刻胶的发展亟须从聚合物材料扩展到无机、金属等多元材料体系。然而，如何利用引发剂的双光子吸收效应实现新材料的高效光致溶解性变化，以及如何开发新型光刻材料体系以实现更高的空间分辨率、刻写速率，仍是双光子光刻材料领域所面临的挑战。将从双光子感光材料的角度，回顾自由基型、阳离子型等双光子引发剂的分子设计和光敏特性，以及聚合物光刻胶和无机-有机复合光刻胶构建三维结构的策略和材料特点。通过对双光子感光材料中的材料体系、反应机理和引发剂体系的综述，以期为未来双光子光刻材料的选择和设计提供参考。

关键词：双光子光刻微纳制造三维微结构光刻胶光敏剂无机-有机杂化材料

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碱性固废CO矿化利用技术工程应用进展

洁净煤技术 2024年

作者：郑旭帆黄艳徐冬杨亚利余学海王亮刘永平李建新赵瑞国家能源集团新能源技术研究院有限公司国能锦界能源有限责任公司

随着全球碳排放问题日益严重，CO2矿化技术成为应对气候变化的有效手段之一。首先提出了碳排放和气候变化的背景，指出CO2矿化技术在工业体系碳排放问题中的重要性。随后，介绍了CO2矿化技术的基本原理，包括控制CO2吸收速率的三个主要... 详细信息

随着全球碳排放问题日益严重，CO2矿化技术成为应对气候变化的有效手段之一。首先提出了碳排放和气候变化的背景，指出CO2矿化技术在工业体系碳排放问题中的重要性。随后，介绍了CO2矿化技术的基本原理，包括控制CO2吸收速率的三个主要步骤和分子扩散的四种主要阻力。接着，针对矿化技术路线，从直接法和间接法方面分别介绍技术路线目前发展现状，优缺点及技术瓶颈，直接法的优点是工艺路线简单，不需加入添加剂，缺点是矿化产品中碳酸盐和杂质分离困难，造成产品利用困难，技术瓶颈在于研发高效矿化反应器及打通产品规模化应用路线，间接法的优点是可生产纯碳酸钙产品，产品价值较高，缺点是工艺复杂，消耗浸出剂，需增加额外废水、尾气处理工序，技术瓶颈在于实现浸出剂的高效循环利用，降低浸出剂消耗，并实现无害化废水废气处理。然后介绍了技术路线对应的工程示范项目，如CO2矿化养护混凝土制砖、粉煤灰矿化、电石渣矿化等，介绍了这些项目的工艺路线等基本情况，概述了项目产能、投资和目前推进情况，并对每种技术方案进行优缺点，规模化应用前景及存在问题进行论述。最后，提出了技术路线选择的适应性分析，强调了技术成熟度、应用场景匹配度、矿化产品经济性和工艺的能耗与环保性四方面的重要因素，展望了该技术推广应用的前景与挑战。对于碱性固废CO2矿化技术的工程应用进展进行了详尽的概述，为碱性固废CO2矿化技术大规模应用推广提供借鉴。

关键词：碱性固废 CO 矿化 CO 矿化养护 CO 矿化充填