微型压缩空气储能系统释能过程分析EI北大核心CSCD

本文以活塞式单阀膨胀机作为微型压缩空气储能系统(CAES)的释能单元,设计得到微型CAES及单阀膨胀机的基本结构与运行参数。并对该储能系统进行理论分析与仿真研究,研究不同释能方案以及不同储气室保温条件对微型CAES系统释能特性的影响。计算结果表明,选用合理的释能方案以及散热良好的储气罐,可以使微型CAES系统获得最佳的释能效率,微型CAES系统的储能效率最高可达70%。     

先进绝热压缩空气储能系统的设计计算

作为一种重要的可再生能源,风能的不稳定性问题亟待解决。压缩空气储能(CAES)系统是解决该问题的一种有效途径。先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统在传统CAES系统的基础上得到改进,在环境保护、资源节约上有明显的优势。以1.5 MW的AA-CAES为例,介绍了先进绝热压缩空气储能系统的设计过程,并给定具体参数进行计算,对该系统的特性及应用前景进行了分析总结。     

压缩空气蓄能(CAES)系统集成及性能计算

压缩空气蓄能(CAES)系统是一种新型电能存储系统,具有动态响应快、经济性能高、环境污染小等优点,可起到负荷平衡、战略规划、提高供电质量的作用。CAES系统包括空气压缩机、电动机/发电机、地下贮气室、换热器、燃烧室、燃气轮机等常用设备,可分为两个子系统,分别是蓄能子系统和发电子系统,通过对设备采取不同组态,可得到不同方案系统。本文将结合当前CAES发展的新技术,提出CAES系统的集成方案并进行相应的计算与优化。     

脉冲功率系统储能型超导脉冲变压器放电研究

为了研究储能型超导脉冲变压器的电气参数对输出电流脉冲和效率的影响,介绍了储能型超导脉冲变压器的工作机理,运用MATLAB/Simulink软件对放电过程进行丁建模仿真.主要研究了储能型超导脉冲变压器放电电路的电阻参数(包括释能电阻与负载电阻)和电感参数(包括脉冲变压器原边电感和副边电感)对输出的电流脉冲和效率的影响.仿...     

CO2膨胀机内部快速降压相变膨胀过程的可视化试验研究

随着对于CO2膨胀机研究问题的不断深入,相关的一些影响膨胀机效率和稳定性的关键性问题随即被提出,其中膨胀机内部流体的膨胀相变过程是重要的影响因素之一,本文通过对膨胀机的内部改造,添加LED内部光源,嵌入承受高压的石英玻璃视窗,并结合CO2热泵系统以及高速摄影仪图像采集系统,建立了膨胀机内部流动可视化观测试验台,进行了一系列探索试验,捕捉了不同转速下、不同质量流量的多组连续数据图像,基于图像处理技术,获得了一些膨胀相变过程中的相关信息,并结合膨胀机性能曲线研究了相变过程与膨胀角度的变化关系,希望能为以后高效膨胀机开发提供参考依据.     

1MJ高温超导储能磁体的设计方案研究

微型超导储能系统(SMES)可用于改善电能质量和电力系统的动态稳定性,但在应用中需满足漏磁场的要求,本文主要以储能量为1MJ的超导储能磁体为例,结合多种有源屏蔽型超导储能磁体的结构特点,主要包括轴线平行、组合式环型,研究了有源屏蔽微型超导储能磁体的方案.对以上这两种类型的超导储能磁体进行了优化设计,并对优化结果进行了比较分析.     

1MJ高温超导储能磁体的设计方案研究

微型超导储能系统(SMES)可用于改善电能质量和电力系统的动态稳定性,但在应用中需满足漏磁场的要求,本文主要以储能量为1MJ的超导储能磁体为例,结合多种有源屏蔽型超导储能磁体的结构特点,主要包括轴线平行、组合式环型,研究了有源屏蔽微型超导储能磁体的方案.对以上这两种类型的超导储能磁体进行了优化设计,并对优化结果进行了比较分析.     

1MJ高温超导储能磁体的设计方案研究

微型超导储能系统（SMES）可用于改善电能质量和电力系统的动态稳定性，但在应用中需满足漏磁场的要求，本文主要以储能量为1MJ的超导储能磁体为例，结合多种有源屏蔽型超导储能磁体的结构特点，主要包括轴线平行、组合式环型，研究了有源屏蔽微型超导储能磁体的方案．对以上这两种类型的超导储能磁体进行了优化设计，并对优化结果进行了比较分析．     

变负载有机朗肯循环系统实验研究

电力供给侧面临热源高效利用和电网侧波峰波谷对电厂变负荷运行的要求,本文针对发电系统变负荷运行工况,在实验热源功率及温度分别为100 kW和110℃下,研究负载和膨胀机转速变化时,有机朗肯循环发电系统净效率及部件实际运行特性的变化规律。主要结论为:系统净效率随着负载功率和膨胀机转速的增大而增大,当负载为6 kW和膨胀机转速为3000 r/min时,系统发电净效率最大,为4.8%。膨胀比和工质泵等熵效率随负载功率和转速的增加而增大,膨胀机入口处过热度的变化规律与之相反;当系统效率最大时,膨胀机膨胀比、等熵效率与入口过热度分别为4.4、53.5%及8.8℃。     

二氧化碳跨临界循环带膨胀机热泵系统的实验研究

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术,但其循环节流损大,循环效率还是比常规工质循环低,因此研制高效率的二氧化碳跨临界循环系统是推动实际应用的关键问题。在文中给出了二氧化碳膨胀机的设计思路,同时对提高效率的两个措施、采用回热器和膨胀机进行实验的对比。通过实验表明,膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关,而且系统的运行也受到其影响。系统采用膨胀机的运行效率高于带回热器的系统效率,说明膨胀机起到节能的作用。     

CO2跨临界循环新型滚动活塞膨胀机的研究与比较

作为最有发展潜力的工质替代技术之一, CO2跨临界循环受到越来越多的关注,但CO2跨临界循环研究面临的最大问题是提高整个系统效率,使之能与普通工质循环竞争。为降低CO2跨临界循环的节流损失,开发膨胀机代替节流阀是研究的重要方向。本文对原开发的CO2滚动活塞膨胀机进行了改进,并对两种膨胀机进行了实验验证。研究表明改进后的新型膨胀机效率有了提高,在测试条件下,最大测试效率能达到47%。说明采用的改进措施是有效的。     

用于分布能量系统的微型压缩空气蓄能(MCAES)系统性能计算与优化

压缩空气蓄能(CAES)电站是一种新型电能存储系统,具有动态响应快、经济性能高、环境污染小等优点,可起到负荷平衡、战略规划、提高供电质量的作用。但压缩空气蓄能电站往往远离负荷中心,需要一定的地质条件。而分布式能量系统则系统容量小,靠近负荷中心,具有较好的环境兼容性。采用小型或微型机组的小型甚至微型压缩空气蓄能(MCAES)系统则可以结合二者的优势。本文将通过用于分布式能量系统的微型压缩空气蓄能电站的进行设备的选型,并对不同工况下的MCAES系统进行相应的计算与分析,并在满足用户对电力需求情况下,进行工况组合且优化选择。     

带膨胀机液化流程优化及膨胀机关键运行参数研究分析

带膨胀机液化流程由于流程简单、安全性高等优点,在小型边际气田以及FPSO-LNG具有广阔的市场前景。对传统氮气膨胀液化流程进行创新与优化,以提高能量利用效率,是液化流程研究的关键点。采用HYSYS软件以比功耗作为目标函数,对不同带膨胀机液化流程中膨胀机的关键运行参数进行优化研究,给出不同膨胀机液化流程中膨胀机的关键运行参数对流程性能的影响。研究结果表明,在换热器压力承受范围内提高膨胀机的出口压力对于降低能耗具有显著作用,合理选取双循环膨胀流程中的制冷剂有益于节能。     

单螺杆发动机在不同进气压力下的实验研究

为了改善原有气动发动机的缺陷,提出了一种新型的气动发动机—单螺杆膨胀机,其具有容积效率高、结构控制简单、噪声低、寿命长等特点。为了测试单螺杆膨胀机的各项性能,建立了单螺杆膨胀机压缩空气动力系统,对膨胀机在不同进气压力下进行了实验研究.实验结果表明:随着进气压力升高膨胀机输出功率及总效率升高,而气耗率下降,即膨胀机在高进气压力下具有较好的动力性能、经济性能和较高的总效率。     

R22转子式膨胀机的多工况仿真计算与运转试验

节能是解决我国能源问题的关键,针对制冷行业,提高制冷循环的效率便是关键.采用膨胀机代替节流阀是其中一种有效方式。本文针对大中型制冷与热泵系统,设计了R22双转子单级膨胀机;对膨胀机进行了多工况仿真计算;最后介绍了膨胀机的相关试验.对于大中型制冷与热泵系统而言,采用膨胀机代替节流阀可逐步走向实用,在膨胀机得到广泛应用的情况下回收的膨胀功可以作为分布式能源系统下的分散能源来使用.     

G-M制冷机阀门相位配置的仿真研究

文中主要根据G-M制冷机采用阀切换式回热器和框架活塞运动的特点,采用分步式建模和仿真的方法研究其阀相位配置特性。综合考虑系统中气体质量变化,并采用变步长Simulink模型对膨胀机部分的工作过程进行仿真研究,得出了G-M制冷机中配气相位的关键问题,并对相位优化提出了初步的解决方案。     

小型低温余热发电系统性能分析

采用R123作为循环工质,建立了小型低温余热回收系统的理论模型和试验系统,分析了膨胀机转速对容积效率、热电效率、系统不可逆损失的影响.研究结果表明,在试验转速范围内,涡旋膨胀机容积效率随着转速的增加而增加,计算值高于试验值;系统热电效率的计算值随着转速的增加而降低,试验值先增加后减小,并低于理论值;系统不可逆损失随着转...     

渤西油气处理厂天然气凝液回收制冷方案比选研究

天然气凝液回收的制冷方案是对天然气处理厂的能耗及经济效益有重要影响。文中以中海油拟在天津南港工业区新建的一座油气处理厂为例,通过HYSYS工艺模拟,在不同外输压缩机入口压力条件下,对"膨胀机+DHX制冷工艺"和"膨胀机+丙烷辅助制冷+DHX工艺"两种不同制冷方案进行了对比研究,确定了"膨胀机+丙烷辅助制冷+DHX"、外输压缩机入口压力值为1.4MPa的制冷工艺方案。     

聚醚酰亚胺纳米复合电介质中指数分布陷阱电荷跳跃输运对储能性能的影响

目前常见聚合物电介质电容器的储能性能在高温下会急剧劣化,难以满足航空航天和能源等领域的需求.为提高介质高温储能性能,常掺杂纳米填料对电介质改性,通过改变电介质内部陷阱参数来调控电荷输运过程,但其内部陷阱的能级和密度与储能性能间的定量关系仍需进一步研究.本文构建线性聚合物纳米复合电介质中指数分布陷阱电荷跳跃输运的储能与释能模型并进行了仿真.纯聚醚酰亚胺在150℃的体积电阻率和电位移矢量-电场强度回线的仿真结果与实验符合,证明了模型的有效性.不同陷阱参数纳米复合电介质的仿真结果表明,增大总陷阱密度和最深陷阱能级,会降低载流子迁移率、电流密度和电导损耗,提升放电能量密度和充放电效率.在150℃和550 kV/mm外施场强下,1.0 eV最深陷阱能级和1×10²⁷ m^-3总陷阱密度的纳米复合电介质放电能量密度和充放电效率分别为4.26 J/cm³和98.93%,相比纯聚醚酰亚胺提升率分别为91.09%和227.58%,显著提升了高温储能性能.本研究为耐高温高储能性能电容器的研发提供了理论和模型支撑.     

CO2双缸滚动活塞膨胀机模拟及实验研究

本文对CO₂双缸滚动活塞式膨胀机的膨胀过程进行了模拟,分析了不同长度直径的中间通道对膨胀机膨胀过程的影响,综合考虑各种因素,得出了中间通道取长度为20 mm直径为4 mm时为最佳,依据模拟结果对CO₂双缸滚动活塞式膨胀机进行了改造,并利用CO₂跨临界循环水-水热泵系统进行了性能测试,并得出了初步的测试结果,测试结果表明,改造后的带膨胀机热泵系统运行状况已经由原来的偏离正常状态进入了比较正常的运行状态,膨胀机的膨胀比较之改造前也有所提高。测试结果显示膨胀机的等熵效率最高达到了42.3%。