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期刊信息/Journal information
发电技术
华电电力科学研究院
发电技术

华电电力科学研究院

庄荣

双月刊

2096-4528

fdjs_2018@163.com

0571-85246691

310030

浙江省杭州市西湖区三墩镇西园一路10号

发电技术/Journal Refrigeration Air Conditioning & Electric Power MachineryCSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是经国家新闻出版广电总局批准，由中国华电集团公司主管、华电电力科学研究院主办、中国电机工程学会热电专业委员会协办的国家级学术性期刊。面向电力行业及相关科研机构，介绍国内发电技术和能源科学技术领域的基础研究、应用技术以及研究进展，促进技术经验交流，注重学术性、实用性和前瞻性，展现国内发电和能源科学技术研究水平。主要刊登发电技术领域的最新研究成果，包括水力发电、火力发电、核电、风力发电、太阳能发电、生物质发电、海洋能发电、虚拟电厂、储能等任何可以提供电能的发电形式；同时刊登发电技术在电力系统中的应用研究。
正式出版
收录年代

    磁约束可控核聚变装置的磁体系统综述

    张家龙宋彭瞿体明
    995-1015页
    查看更多>>摘要：[目的]磁约束可控核聚变方案被视为未来解决全球能源问题的重要途径,作为磁约束聚变装置的核心元件,磁体在产生和维持等离子体稳定状态中起着关键作用.为此,对国内外典型磁约束可控聚变装置的磁体结构和规格进行了综述.[方法]回顾了聚变磁体从铜基到低温超导乃至高温超导的技术演变,系统归纳了各类典型聚变装置的磁体系统结构及其性能参数.同时,探讨了当前磁体研发过程中面临的技术挑战,并对未来发展进行了展望.[结论]磁体技术的进步对于提升聚变装置性能和加速实现聚变能源的商业化至关重要.随着高温超导材料的应用和新型磁体设计的不断优化,聚变能源的实用化正逐步向现实迈进.

    可控核聚变高温超导材料新能源聚变能源磁约束聚变托卡马克聚变磁体超导体

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    氘氘聚变中子源大口径强磁场磁压缩磁体的设计与优化

    周渝深潘垣李传饶波...
    1016-1022页
    查看更多>>摘要：[目的]为了真实反映聚变中子辐照特性损伤,有必要开展高通量聚变中子源的研究.磁约束氘氘聚变中子源预研装置是国际首台可实现场反等离子体大压缩比级联磁压缩的实验装置,作为该装置核心部件之一的磁压缩磁体,设计要求中心磁场的磁感应强度在500 μs内从0 T上升至7 T,为此,提出了针对磁压缩磁体导体部分的设计思路.[方法]围绕磁体的导体设计,从导体材料选取、导体匝间距离与导体径向厚度3方面入手,通过有限元仿真软件分析导体应力情况,得到了导体材料电导率、导体匝间距离以及导体径向厚度对导体应力的影响.[结果]确定了下一步磁体的设计思路,即在欧姆损耗允许的范围内适当选择电导率偏低的导体材料,在轴向空间允许的范围内通过增加绝缘层厚度的方式适当增加导体匝间距,在材料许用应力的范围内适当减小导体径向厚度以降低建设成本.[结论]随着中子源预研装置项目的进一步推进,所提出的设计思路可为磁压缩磁体装置的设计提供优化方向.

    可控核聚变磁压缩磁体聚变中子源大口径脉冲强磁体有限元分析氘氘聚变磁场

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    核聚变高功率直流测试平台实时控制系统设计

    何诗英黄连生陈晓娇张秀青...
    1023-1029页
    查看更多>>摘要：[目的]为支持国际热核实验堆交流/直流变流器系统的测试需求,并适用于未来聚变磁体电源的高精度控制标准,研发了一套适用于高功率直流测试平台的实时控制系统.[方法]选择QNX实时操作系统作为核心平台,并结合美国GE公司提供的反射内存技术,构建了一个实时高速数据交换的网络架构.该系统设计了多种运行模式以应对不同的测试场景,同时实施了不同等级的安全连锁机制来保障设备的安全性.此系统具备变流器运行参数的设定、故障识别、设备状态监测及毫秒级别的实时控制与安全保护功能.[结果]经由实验验证,该系统展示了其在高功率环境下的稳定性和可靠性,实现了对120 kA稳态电流和500 kA脉冲电流的精确控制.此外,该系统不仅满足了实时控制的基本要求,而且在多模式操作中确保了设备的安全联锁和持续稳定运行.[结论]所设计的高功率直流测试平台实时控制系统实现了高效的多模块同步控制,完全符合严苛的毫秒级控制周期要求.

    国际热核实验堆核聚变聚变磁体电源实时控制反射内存变流器联锁保护

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    聚变装置高温超导磁体系统电磁仿真方法研究

    徐浩睿王苏鑫李留江严植泳...
    1030-1038页
    查看更多>>摘要：[目的]高温超导磁体系统的应用是未来托卡马克装置的重要技术路线,然而高温超导带材的磁场各向异性以及复杂的导体结构极大地增加了聚变装置高温超导磁体系统电磁设计阶段仿真模拟的复杂度,因此需要针对其电磁仿真以及简化方法开展相应研究.[方法]通过有限元仿真软件COMSOL建立高温超导磁体系统总体电磁仿真模型与各种简化模型,对其相关电磁性能进行了仿真分析与对比.[结果]等离子体区域中心磁场与最大波纹度的计算结果主要受纵场(toroidal field,TF)线圈产生的磁场控制,而TF线圈对中心螺线管(central solenoid,CS)线圈上的磁场分布影响很小.当结合导体的详细结构并考虑高温超导带材的磁场各向异性时,垂直磁场的计算结果与总体模型相比具有较大差异.[结论]在等离子体区域内的相关电磁参数的计算上可以仅考虑TF线圈,而在分析CS线圈上磁场时可忽略TF线圈.此外,通过结合导体结构的平均电流分布,可以有效降低高温超导带材垂直磁场的仿真计算误差.

    核聚变聚变发电托卡马克磁体系统高温超导磁体电磁分析模型对比

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    稀土钡铜氧化物闭环超导葫芦形环片堆叠磁体的机械特性分析

    王婷王银顺郭丽宁卞雨妍...
    1039-1047页
    查看更多>>摘要：[目的]高场超导磁体在诸多领域都有着很大的应用价值,但第二代高温超导磁体由于焊接技术尚不成熟,无法实现持续电流模式运行.稀土钡铜氧化物(rare earth barium copper oxide,REBCO)闭环超导葫芦形环片堆叠磁体可实现无阻闭环运行,经验证有磁通密度放大和磁通累加的功能,具有高磁场输出的潜质.因此,研究该磁体在大电流、高磁场运行环境下能否维持稳定很有必要.[方法]通过建立REBCO闭环超导葫芦形环片堆叠磁体的三维有限元模型,分析其在场冷励磁方法下的电磁响应和应力应变分布情况.[结果]堆叠磁体的单位体积电磁力由圆环的内径向外径逐渐减小,两端层数最大单位体积电磁力较高,而中间层数较低,呈现出"U"型分布特征.此外,应力较大的区域出现在磁体的连接桥部位及圆环与桥的连接部分,此区域易发生形变,是潜在的失超风险区域.[结论]磁体的应力应变分布特征分析,对改进葫芦形双孔闭环超导片的几何形状和堆叠磁体的结构具有参考价值,对磁体的安全运行具有重要意义.

    核聚变高温超导磁体超导储能稀土钡铜氧化物(REBCO)堆叠磁体

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    磁约束氘氘聚变中子源预研装置控制系统设计

    王俪晔郑玮饶波杨勇...
    1048-1059页
    查看更多>>摘要：[目的]磁约束氘氘聚变中子源预研装置是基于场反位形级联磁压缩的新型中子源预研方案,旨在基于第一阶段建设经验,完善系统设计,显著提升等离子体参数,并进一步开展磁压缩聚变等研究,为在第三阶段实现具有大体积高通量聚变中子源打下基础.[方法]预研装置控制系统对控制框架进行优化重构,提供安全联锁、脉冲控制与综合数据服务,通过集成控制将各服务协调集成到自动化执行的放电流程中,并新增多项资源拓展应用和DevOps工具.[结果]通过重构设计,控制系统在安全、稳定与效率等方面的综合性能得到显著提升.安全联锁系统确保了实验过程中的人员和设备安全,脉冲控制系统实现了高精度的时序控制,综合数据服务提供了从数据采集到分析的全流程支持,资源拓展应用和DevOps工具进一步提高了系统的灵活性和运维效率.[结论]该设计通过优化控制框架和引入先进的运维工具,能够更好地满足装置结构复杂化和放电流程精密化的需求,为后续长周期合作建设的磁约束氘氘聚变中子源预研装置提供了高效的控制系统建设方案.

    核聚变聚变中子源磁约束等离子体场反位形控制系统氘氘聚变

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    核聚变堆极向场线圈氦冷却管结构设计与优化

    邹春龙杜双松江峰陆坤...
    1060-1066页
    查看更多>>摘要：[目的]氦冷却管是聚变超导磁体系统的核心部件,承担着超导磁体冷却通道与低温系统的连接,直接关系着超导磁体系统的运行稳定.由于氦冷却管需在装置现场进行焊接,因此氦管结构设计需从功能实现和现场工艺可操作性等多角度综合考虑,提出合理解决方案.[方法]通过综合分析聚变堆极向场结构,开展了低温氦冷却管结构优化及压损评估研究,并从结构力学角度对氦孔尺寸和焊缝倒角优化设计方面进行了全面的对比分析,提出聚变堆磁体氦冷却管设计准则一般要求.结合氦冷却管结构力学分析、压损分析,并综合考虑现场可操作性,提出氦冷却管设计方案,以满足聚变堆磁体氦冷却管要求.[结果]短跑道氦冷却管虽然会导致局部压损增大,局部压损相当于2.7 m长的导体,但与线圈总长相比,其所带来的压损基本可忽略.[结论]采用短跑道型氦管设计方案不仅可以满足功能需求,还可极大提高现场工艺可操作性,可满足聚变堆超导磁体氦冷却管要求.

    热核聚变聚变装置极向场线圈氦冷却管结构设计超导磁体强磁场等离子体

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    模具角度对核聚变用Bi-2212线材加工的影响

    焦高峰郝清滨徐晓燕刘国庆...
    1067-1073页
    查看更多>>摘要：[目的]随着稳态强磁场的快速发展,对超导磁体的性能及均匀性要求越来越严苛,导致目前生产的Bi2Sr2CaCu2Ox(Bi-2212)高温超导线材的综合性能无法满足应用要求.为提升Bi-2212线材的性能及均匀性,实现综合性能更优异的超导线材制备,多芯线材的均匀加工技术至关重要.模具角度(简称"模角")是线材的重要参数,为此,研究了不同模角对线材加工的影响.[方法]采用粉末装管法制备了多根Bi-2212线材,并使用半模角分别为3°、7°和14°的合金拉丝模具对这些线材进行加工.在实验过程中,对线材的微观结构、粉末硬度及超导物理性能进行了系统研究.[结果]采用较小模角加工的线材表现出更高的载流性能,特别是半模角为3°的样品,其载流性能是半模角为14°样品的1.56倍.大模角加工的线材出现芯丝断裂和银层破裂现象,导致性能下降,而小模角线材则能保持结构完整性.此外,模角的选择对线材的Ag/超导材料界面光滑度有显著影响,小模角线材的界面光滑度更优,进一步影响了超导芯丝的织构和线材的载流性能.[结论]较小的半模角有助于保持多芯Bi-2212线材芯丝的结构完整性,并通过改善织构来提高线材的载流性能.研究结果为制备高性能Bi-2212线材提供了工艺指导.

    核聚变稳态强磁场高温超导材料超导磁体粉末装管法Bi-2212线材模角载流性能

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    煤电机组运行灵活性提升技术研究与应用

    严新荣胡志勇张鹏威郑成航...
    1074-1086页
    查看更多>>摘要：[目的]在"双碳"战略目标背景下,新能源发电大比例接入电网后电力系统对灵活性调节资源的需求大幅增加,现阶段煤电是具备规模化提升调峰能力的电源侧的主要灵活性资源.自2016年以来,国内主要发电企业已实施一定规模的煤电机组灵活性改造,因此,有必要对灵活性改造后机组实际运行和检修中存在的问题进行总结分析.[方法]对某公司多台煤电机组实施灵活性改造的技术路线、投资费用、实际运行情况等进行统计分析.[结果]现役煤电机组灵活性提升改造后,先进机组最小发电出力可降至18%Pe(Pe为额定负荷)水平;在20%Pe～30%Pe时,变负荷速率可达1.8%Pe/min;平均单位容量投资101元/kW.此外,在灵活运行工况下,改造后的煤电机组发电煤耗大幅升高.[结论]针对煤电机组灵活工况下的运行、检修以及未来进一步工作提出了建议,研究结果为现役煤电机组灵活性提升改造提供参考和借鉴.

    双碳煤电机组低负荷深度调峰灵活性改造技术路线投资检修建议

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    减缓脱硫塔除雾器堵塞的流场优化方法

    刘卓陈冬林汪淑奇杨仪江...
    1087-1094页
    查看更多>>摘要：[目的]脱硫塔除雾器因其结构简单、除雾效果好而广泛应用于燃煤火电厂.然而,除雾器因自身气水分离原理的局限性,容易在板面上结垢堵塞,严重时影响机组的输出功率.因此,需要解决湿法脱硫塔除雾器频繁结垢堵塞及由此造成的阻力损失过大问题.[方法]提出了采用导流板优化脱硫塔及其进口烟道流场的方法,并对优化前后的Z形脱硫塔及其L形进口烟道烟气流场进行了仿真计算和工程应用验证.[结果]仿真计算结果显示,在额定锅炉负荷工况下,优化后L形进口烟道出口截面的速度相对标准差从27.57%降至19.99%;Z形脱硫塔内除雾器入口截面的速度相对标准差从45.66%降至40.24%.同时,除雾器入口截面的浆液液滴质量流量从441.136 kg/s降至368.498 kg/s,这表明优化方案有效降低了除雾器的工作负荷.实验结果表明,改造前脱硫塔除雾器入口截面存在速度为0 m/s的区域,改造后该区域速度提升至1～5 m/s,与仿真计算结果趋势一致.改造后180天的运行数据显示,除雾器前后压差不再超过200 Pa.停机检修中实测结果显示,除雾器板面上的结垢厚度从改造前的1 cm以上减小至0.1 cm左右,严重结垢堵塞现象已消除.[结论]所提流场优化方法显著改善了脱硫塔内烟气流场的均匀性,降低了除雾器的工作负荷,有效减缓了除雾器结垢堵塞问题,具有较大的工程应用价值.

    燃煤机组脱硫塔锅炉除雾器堵塞流场均匀性烟气脱硫数值模拟

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