结合某水冷反应堆(VVER)核电机组安全壳内运行工况、电气连接件国内外鉴定标准、RCC-E标准和俄罗斯鉴定文件,提出VVER核电机组国产化1E级反应堆顶部电气连接件的鉴定方案,对各个试验参数的确定及试验过程中的技术问题进行探讨,并且给出相应的建议及措施,可为VVER核电机组电气连接件鉴定提供参考。

基于逆向传播(BP)神经网络构建发电机转子振动预测模型,利用滑动窗口构建BP神经网络训练样本,依据发电机状态及转子振动的运行值与预测值的相对偏差构建转子振动预警方法,并且使用某电厂发电机运行数据测试该预警方法。测试结果表明:所提出的发电机转子振动预警方法切实可行,满足转子振动在线预警应用需要。

通过变工况试验和等熵平衡法,研究热电联产汽轮机在不同电负荷、不同抽汽流量下汽轮机内效率、缸内效率的变化规律,并且根据等效焓降法模拟计算不同抽汽位置汽轮机内效率的变化趋势。以重热理论为基础,结合汽轮机内效率与缸内效率之间的关系计算低压缸内效率。计算结果表明:在变参数试验工况下,随着抽汽流量、电负荷的增加,汽轮机内效率和高、低压缸内效率均呈上升的趋势,而中压缸内效率呈下降的趋势。在汽轮机各项损失中,冷源损失占比最大,做功损失占比次之。随着抽汽流量的增加,低压缸做功比例减少,高、中压缸做功比例增加。

针对我国大量建在北部和中南部地区的风电场冬季运行时易发生叶片覆冰的问题,探讨风力发电机叶片的覆冰机理,详细对比分析几种主、被动防冻除冰技术的优缺点,得出涂层防冰结合主动型除冰方案在未来具有较高的应用潜力,可以保障风力发电机安全高效地运行。

基于EBSILON软件建立的评估模型,对超超临界1 000 MW燃煤机组热再抽汽供热系统进行仿真研究,计算分析该系统的热再抽汽供热蒸汽质量流量在0~450 t/h变化时对机组主要参数和热经济性的影响。研究结果表明:在不同的锅炉蒸发量下,随着供热蒸汽流量的增大,发电热耗率近似呈线性下降;锅炉蒸发量越小,随着供热蒸汽流量的增大,发电热耗率降低得越显著。

对基于余热回收的高温蒸汽热泵系统在不同产汽量、不同低温热源温度的工况下进行热力计算、性能系数比较,并且进行系统经济性分析。计算结果表明:通过加装回热器和改变级间温度可以优化系统使其达到更高的性能系数。增加回热器后,在产汽量为1 t/h时,性能系数提高2.0%,在产汽量为5 t/h时,性能系数提高1.8%。采用两级复叠式设计的高温蒸汽热泵系统在级间温度变化时,其性能系数也随之变化,级间温度为64 ℃时,系统性能系数最高。与其他类型的蒸汽发生器相比,高温蒸汽热泵系统能源成本更低,但其目前造价较高,随着成本的降低,高温蒸汽热泵系统将具备广阔的应用前景。

介绍某350 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉的点火风道结构及配风方式,对锅炉首次点火过程中出现浇注料大面积脱落、点火风道烧损等问题进行分析探讨,通过调整油枪出力、合理分配燃烧器风量、优化逻辑等措施可以有效防止CFB锅炉床下点火燃烧器事故的发生,为同类型机组的调试、运行提供参考。

通过检测发现一起9E燃气轮机9A5发电机转子的缺陷,分析该型号发电机转子在设计上存在的不足,同时介绍发电机转子缺陷的处理方法。结果表明:采用八角度静止测量方法可以进一步确认缺陷位置,通过改进工艺消除此类缺陷,可以满足燃气轮机发电机组频繁起动的要求。

以四川某大型燃气-蒸汽联合循环机组(简称联合循环机组)为例,分析大型联合循环机组的燃气轮机选型、余热锅炉选型、汽轮机选型、机组轴系配置等,对9F级、9H级联合循环机组的技术性和经济性进行比较,得出最优的配置方案。结果表明:9H级联合循环机组的设备初投资较高,当年利用时间为2 500 h,9H级联合循环机组的静态投资回收期更短,当年利用时间达到3 500 h时,9H级联合循环机组的经济性明显优于9F级联合循环机组。

基于Flowmaster软件,建立一整套汽轮机全电动主油泵润滑油系统的静态配平和动态仿真模型。仿真结果表明:系统在主、辅油泵切换,以及紧急直流油泵与交流油泵切换的过程中,自力式溢油阀随着润滑油系统母管压力的变化自动调整阀门开度,进而调整泄油量,母管压力始终维持在额定值附近。自力式溢油阀压力反馈点设在润滑油系统母管处可以改善系统油压波动情况;系统设置蓄能器可以降低切泵时母管油压波动的程度,以避免轴承瞬时断油;通过仿真确定了该系统配置2台100 L的蓄能器可以满足润滑油系统各工况的运行需求。

分析某电厂给水泵汽轮机末级动叶片发生断裂的原因,对断裂叶片进行宏观检查、化学成分分析、力学性能试验、金相检验,对断口位置进行宏观检查、扫描电镜检验、能谱分析。结果表明:给水泵汽轮机末级动叶片断裂模式为高周疲劳断裂。叶片在较高的交变应力的反复作用下萌生疲劳裂纹。叶片表面及断口源区腐蚀的凹坑降低了叶片强度,加速了裂纹萌生,最终导致疲劳断裂。

为避免某燃煤电厂低温省煤器前烟道发生大面积的腐蚀和磨损,基于CFX软件,对烟道进行流场分析及磨损研究,优化烟道结构得出最优的设计结构参数。结果表明:将烟道曲率比控制在0.80~0.96时,不仅有利于烟道出口段飞灰颗粒的均匀分布,而且有利于降低弯曲烟道区的磨损速率。优化效果显著,可以为同类型机组提供参考。

对国产聚醚醚酮(PEEK)材料在某核电厂电气贯穿件内的应用过程进行了研究。结果表明:经过长时加速热老化试验、辐照老化试验、地震试验和事故及严重事故条件模拟试验后,以NC770G/NC550G和结晶型NC551LG为代表的国产PEEK材料,其密封性能、电气性能均可满足核电厂对电气贯穿件的使用要求。

针对多种业态的民用综合园区的能源需求,建立零碳排放的能源系统,利用储能系统协调自发电供应量和园区需求量之间的匹配。分析制冷和采暖设备在系统运行工况下的能流,建立设备的动力学模型。通过分析一次能源节约率和发电效率等指标并研究园区经储能调度后的柔性度,评估系统性能。结果表明:该系统的一次能源节约率和二氧化碳减排率分别在33.0%~100.0%和22.7%~100.0%。当补充电量全部匹配附近风能及太阳能等绿色能源发电时,园区可以达到零碳排放。

在压水堆核电厂运行服役阶段,容易出现镍基焊缝在一回路冷却剂环境下的应力腐蚀开裂情况。根据ASME BPVC规范,针对缺陷去除、管道对接焊缝外表面堆焊、管道对接焊缝内表面堆焊或镶嵌焊接、J形焊缝外表面堆焊、J形焊缝贯穿管内端返修、J形焊缝贯穿管外端返修、J形焊缝机械密封返修等多种返修技术进行识别、分析和讨论,可以为核级承压容器镍基焊缝的返修技术选择提供参考。

"十四五"规划期间,光热发电的技术研究和产业应用都将进入快速发展时期。通过总结光热发电领域的基本概况和产业现状,研究分析光热发电的系统形式、子系统技术及相关前沿技术,基于度电成本和装机容量对光热发电前景进行展望。通过分析得出:"十四五"规划期间光热发电的技术路线应以发展塔式光热发电关键技术为主,同时突破关键设备、储热介质和控制软件技术,兼顾发展碟式光热发电和分布式光热发电技术;产业路线应以推动塔式光热发电规模化、商业化为主,兼顾分布式光热发电产品的开发应用,以及光热发电的多能互补和多联产应用。

针对采用添加高岭土缓解准东煤燃烧后积灰的方法成本较高的问题,将粒径分级处理后的准东煤煤灰作为添加剂,结合沉降炉积灰实验和固定床烧结实验对不同粒径煤灰的积灰控制效果进行评估。结果表明:不同粒径煤灰的成分组成和矿物分布有所差异,粒径>100 μm的煤灰中莫来石等硅铝矿物含量显著高于其他粒径段煤灰。掺混粒径>100 μm的煤灰后换热面积灰在外力作用下更容易脱除;掺混粒径<50 μm的煤灰不仅无法控制积灰生长,而且会加大积灰的清除难度。掺混粒径>100 μm的煤灰后烧结程度减弱是导致换热面积灰清除难度较低的主要原因。

针对电站锅炉水冷壁管检查需要搭设满堂脚手架或升降平台,导致安全风险高且成本巨大的问题,研究开发了一种基于远程控制的X射线探伤机、数字X射线摄影(DR)平板探测器与全自动爬壁机器人相配合的水冷壁爬壁机器人DR检测系统,并且对300 MW煤电机组水冷壁管进行实地DR检测。试验结果表明:该检测系统稳定可靠、使用便捷、定位准确,可以在线实时观察缺陷,并且大幅度提高检测速度和效率。

以某屋顶光伏发电站的建设为研究案列,从理论上计算该电站在当地气候条件下的发电能力,提出屋顶光伏发电站的建设方案,包括光伏组件选型、逆变器容量及连接方式选择、光伏方阵设计等。所提出的方案不仅具有良好的环境和社会效益,而且具有一定的经济效益,可以为屋顶光伏发电站的建设提供参考。

某1 000 MW火电机组深度调峰时,背压式汽轮机排汽压力降低,排汽无法进入供热联箱。对背压式汽轮机进行排汽改造,增加高温再热器抽汽管道,并且分析计算不同中压调节阀开度下的机组供热能力。结果表明:通过关小中压调节阀开度来提高高温再热器压力,可以确保背压式汽轮机在机组调峰阶段安全连续运行;通过高温再热器抽汽提升了单台机组的供热能力,机组负荷降低至350 MW时,实现供热抽汽质量流量达到115 t/h,供热抽汽压力不低于1 MPa,温度维持在320 ℃左右。

某燃煤电厂5号锅炉脱硫系统增压风机由定频运行改为变频运行后轴系多次发生故障,通过增压风机变频改造前后工况比对,结合增压风机轴系疲劳安全系数变化,发现轴系故障的主要原因在于变频工况下,轴系承受交变应力和惯性力加剧,增压风机轴系疲劳安全系数低于变频工况下设计要求。通过校核对轴系的叶轮、长短轴、联轴器等部件进行加固改造,有效地解决了原来存在的故障问题,提高了设备可靠性。

针对某350 MW亚临界燃煤机组的二级屏式过热器爆管事故,通过爆口宏观形貌观察、硬度测量、过热器减温水逻辑分析等对爆管原因进行分析。结果表明该次受热面爆管是由于过热器水塞引发过热器管短时超温导致的,通过对过热器减温水逻辑进行优化,并且制定多层面预防措施,可以降低屏式过热器爆管的可能性,进而保证机组安全稳定运行。

分析核电机组汽轮机低压叶轮应力腐蚀发生的机理及应力腐蚀裂纹扩展的原因,结合Clark模型和腐蚀环境下的Pairs模型建立应力腐蚀裂纹扩展寿命的计算模型。以某核电机组汽轮机的低压第2级、第3级叶轮叶根槽为研究对象,对应力腐蚀裂纹扩展寿命进行研究分析。结果表明:采用2种模型计算的裂纹扩展寿命均满足核电机组汽轮机耐用件使用寿命(60年)的要求。Pairs模型下的裂纹扩展寿命相比于Clark模型更加保守,在使用Clark模型对裂纹扩展寿命估算时,可以选取2~3的安全系数,并且温度变化对Clark模型下的裂纹扩展速率有较大的影响。

研究某600 MW火电机组负荷变化对省煤器入口管道结构疲劳寿命的影响,采用材料拉伸试验、疲劳试验及数值模拟3种方法,分别得到应变与疲劳寿命之间的关系。结果表明:材料拉伸试验预测结构寿命与疲劳试验的偏差较大,而数值模拟结果与疲劳试验结果较为吻合,数值模拟方法能够合理评估结构疲劳性能,并且结构疲劳损伤随机组负荷变化幅度的增大而明显增大。

为解决某300 MW火力发电机组四角切圆燃烧锅炉自配煤掺烧后频繁出现结焦的问题,进行试验并开展燃烧系统的优化改造。试验结果表明:一次风喷口面积偏小导致磨煤机出力下降,进而造成水冷壁结焦等;通过减小一次风速度,可以使磨煤机出力升高,提高锅炉带负荷的能力,并且使炉膛壁面的还原性气氛浓度下降。改造取得了良好的效果,可以为解决同类型机组的问题提供参考。

介绍了压缩空气储能的技术特点和应用场景,结合国内压缩空气储能技术的发展现状,分析了压缩空气储能电站在未来新型电力系统中的定位,并且对不同储气形式的压缩空气储能电站的经济性进行了研究分析。通过综合分析得出压缩空气储能电站的造价为6 000~11 000元/kW,需要结合运营模式实现其应用。

为了提高SGT5-4000F型燃气蒸汽联合循环机组的经济性,采取了暖机负荷的优化方案。结合机组的中压旁路控制模式,对优化后汽轮机冲转异常的案例进行分析。结果表明:暖机负荷的优化方案可以缩短机组的启动时间,但是此方案在夏季会造成汽轮机无法冲转。通过对暖机负荷的再次优化即适当地增加燃气轮机的暖机负荷或者降低中压旁路在自动设定值控制模式(ASA控制模式)时的上限限制,实现了汽轮机正常冲转。

为了提升大容量兆瓦级发电氢内燃机的动力性能,防止早燃、回火和爆震等非正常燃烧现象的发生,从氢气喷射技术、燃烧策略和空燃比控制策略、废气再循环技术、涡轮增压技术、氢气喷嘴技术和尾气后处理技术等方面,对氢内燃机的关键技术进行详细的分析。结果表明:大容量兆瓦级发电氢内燃机目前广泛应用的进气道喷射技术存在内燃机动力性差的弊端,采用缸内直喷技术可以有效提升动力性能,降低回火风险;采用稀薄燃烧可以降低爆震的风险;采用成熟的氨(NH₃)-选择性催化还原(SCR)尾气后处理技术可以降低氮氧化物(NO_x)的排放。

结合实例对铁芯损耗试验和电磁铁芯故障检测仪(ELCID)试验进行系统对比,并且从技术、资源、成本等多维度进行分析。研究结果和实践经验表明:若铁芯无严重故障,ELCID试验与铁芯损耗试验的检测效果接近,同时在便捷程度、试验成本等方面具有优势;若确认铁芯存在缺陷,应进行铁芯损耗试验以彻底评估严重程度。建议结合发电机运行状态选择铁芯故障检测方法,研究结果为类似大型发电机定子铁芯故障检测方法和检修策略提供了有益参考。

以50 MW等级余热利用补汽式汽轮机组为研究对象,提出汽水分离器前蒸汽干度的测量方法,分析主汽阀、调节阀的压损情况,给出该类型机组的发电机输出功率的修正系数,并且依据ASME PTC6—2004规程对机组性能进行考核验证。试验结果表明:修正后发电机输出功率为53 115.9 kW,比设计值(51 510.0 kW)高出1 605.9 kW,达到了性能设计的要求。

某火电机组凝汽器在原有的水环真空泵组的基础上加装蒸汽喷射真空系统,并且设计一套控制逻辑。基于蒸汽喷射真空系统的特点,研究确定系统控制策略的控制需求和逻辑设计方案,提出采用顺序步进程序对关键工艺逻辑进行组态,同时对系统逻辑设计进行应用验证。验证结果表明:真空系统改造后,在蒸汽喷射真空系统投入运行时的凝汽器年平均真空有所提升,减少了机组运行的热耗率,提高了机组运行的经济性,同时真空系统可用设备增加,提高了机组运行的可靠性,可以为同类型控制策略的工程应用提供参考。

基于国内600 ℃超超临界(USC)锅炉高温部件用材情况,提出并阐释了650 ℃先进超超临界(A-USC)锅炉选材的主要考虑因素。结合国内外锅炉用先进材料的研发现状,从材料经济性、许用应力、焊接性能、纳入标准、材料供应安全、集箱和管道用材特殊性等多方面,综合对比了几种重点候选材料。结果表明:国内650 ℃ A-USC锅炉高温受热面材料可以选择Sanicro25(C-HRA-5)先进奥氏体耐热钢或HT700T合金,集箱、管道材料可以选择HT700P或GH984G合金。关于锅炉用高温合金的研究目前仍不够成熟,建议进一步研究候选材料用于集箱、管道的安全性问题和工程应用的标准化问题等,并且持续积累材料的高温持久强度数据。

核电机组不同类型加热器U形传热管通常采用不同的涡流检测法,从检测原理、方案实施、缺陷分析等方面将常规涡流检测与远场涡流检测进行对比。结果表明:常规涡流检测对于凹陷的检测灵敏度较高,远场涡流检测对于一定深度的内外伤的检测灵敏度较高,高低压加热器缺陷主要集中在U形传热管外圈及直管与弯管之间的过渡段区域,可以为类似核电机组高低压加热器U形传热管的涡流检测提供参考。

为了预测掺烧生物质(经过低温热解处理)对燃煤锅炉实际运行的影响,基于FLUENT软件模拟分析了某350 MW四角切圆燃烧锅炉在纯煤、掺烧20%、40%热值比生物质工况下燃烧特性、烟气成分和热流密度的分布特性。模拟结果表明:相比于纯煤工况,掺烧20%热值比生物质后,炉膛、主燃区、燃尽风至折焰角区域的平均温度分别增加22 K、20 K、37 K;当掺烧生物质的热值比从20%提升至40%后,温度几乎不变。掺烧生物质后:主燃区一氧化碳(CO)的体积分数上升了2 103×10^-6~2 962×10^-6,但燃尽风区域CO的体积分数始终接近0;主燃区氧气(O₂)的体积分数下降了0.5%~1.0%,标高45 m处3种工况O₂的体积分数分别为2.9%、3.2%、3.6%;氮氧化物(NO_x)的质量浓度下降了140~182 mg/m³;此外,热流密度变化不大,不会明显影响水冷壁的吸热情况。

使用现有管材磨损量计算模型对某670 MW超临界锅炉省煤器管材的磨损量进行计算时,存在磨损量计算值和实测值之间的误差率较高的情况,采用计算结果修正法和经验参数修正法计算省煤器管材磨损量,并且对比分析2种方法。结果表明:采用经验参数修正法所得的磨损量计算值与实测值之间的平均误差率仅为3.14%,其修正效果优于计算结果修正法,可以为同类超临界锅炉省煤器管材的壁厚监测与状态检修提供参考。

以某燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了机组及其系统的数学模型,提出了联合循环机组蒸汽动力部分的改进模型,并且通过实测数据验证了模型的准确性。改进模型细化了蒸汽动力循环部件的运动方程,提升了机组动态响应的速度和精度。机组模型可以满足电网一次调频要求;受到扰动时,联合循环机组因热惯性较大,需要较长时间才能达到稳定的功率输出。相关结果为联合循环机组的调频性能和负荷稳定性的研究提供了参考。

利用火力发电厂烟气排放连续监测系统(CEMS),实现锅炉烟气中一氧化碳(CO)、氧气(O₂)的测量,设计完善风量氧量串级控制系统,实现CO-O₂联合控制。实际应用结果表明:该系统投入后可以有效监控CO含量,减少锅炉燃烧中产生的CO,为锅炉燃烧调整提供数据支持,提高锅炉效率,减少水冷壁高温腐蚀,进而提高锅炉运行的安全性、经济性。

针对某整体煤气化联合循环(IGCC)机组调试运行时多次出现燃烧器喷嘴头部过热烧损的问题进行分析,基于低热值合成气燃气轮机燃烧器的特点,提出3种改进方案并进行对比。试验结果表明:通过改变喷嘴头部尺寸、提升喷嘴头部材质等措施,可以有效减轻喷嘴头部过热,进而延长燃烧器喷嘴使用寿命。

针对再热段抽汽供热方式的特点,提出供热工况的热经济性计算方法,并且以国产火电机组为例,基于不同负荷工况和不同机组容量对冷段抽汽和热段抽汽供热方式的热经济性进行对比分析。计算结果表明:相同供汽量下的机组热经济性随着负荷的降低而增加,冷段抽汽相比于热段抽汽的节能优势也随之降低;相比于大容量机组,小容量机组在供热工况下的热经济性更优。

在风力发电机组冷却系统中应用一种新型纳米流体冷却液,探究其对风力发电机组的发电效率和散热效率的影响。结果表明:相比于国产传统冷却液,应用纳米流体冷却液机组的发电效率提高了4.9%~6.2%,散热效率提高了10%~27%;在换热总容量的许可范围内,换装纳米流体冷却液的方法与加大换热器散热面积的冷却效果相同。借助纳米流体的高热导率、低腐蚀率和高沸点的特性,可以提高发电效率,降低设备的维护成本,该技术具有实用化和可行性。