聚变发电站总平面布置优化

  目的  在中国聚变工程试验堆(CFETR)的概念设计过程中，厂区总平面布置意义重大，通过对厂区总平面布置面临的储能系统和布置进行比较，初步探索聚变发电厂厂区总平面的布置方案。  方法  根据聚变发电厂工艺流程、储能技术路线及储热介质的分析、研究，通过组合储能方式和布置形成了四种方案，进行了技术经济对比。  结果  熔融盐储能经济优势突出，但高温腐蚀问题对核电站安全运行影响较大，导热油方案则刚好相反。提出的储能区与核岛、常规岛的三角形布置或串联布置方案均符合总平面布置要求，并且能很好地满足全厂热力系统及储能系统热力运行流向。  结论  储能技术路线及储能区的布置是影响聚变发电厂布置的关键因素，提出的布置方案均能很好地适应新增加的储能系统热力运行，为后续聚变发电厂总平面布置提供参考。     

超超临界机组水汽质量控制研究

  目的  超超临界机组是国内发电主力机组,对水汽质量要求严格,文章提出水汽质量控制措施以防止热力系统产生结垢和腐蚀,保证机组安全经济运行。  方法  为控制超超临界机组水汽质量,应该选择恰当的除盐水生产工艺、可靠的凝结水精处理系统、采取给水加氧处理（OT）、设置合理的在线监测表计、选择合适的凝汽器管材及做好停炉保护。  结果  以上措施可以有效防止热力系统产生结垢和腐蚀,保证机组安全经济运行。  结论  超超临界参数机组水汽质量可参考《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》（GB/T 12145—2016）,并推荐按期望值进行控制。     

多种能源联合运行控制系统的设计与应用

  [目的]  由于风电、光伏、小水电、煤层气发电等多种间歇性能源具备波动性、随机性等特点,大规模接入电网后将给电网的安全稳定运行及控制带来很大的影响,而传统的电网运行控制系统不能完全适应对大规模间歇性能源的运行控制,因此需要开展含间歇性能源控制系统的研究,以实现对间歇性能源的运行控制。  [方法]  针对间歇性能源的特点,设计了多种能源联合运行控制系统的系统架构、关键应用技术,为间歇性能源的运行控制提供技术系统的支撑。  [结果]  所设计的多种能源联合运行控制系统实现了间歇性能源参与电网的运行控制,提高了系统应对间歇性能源波动的能力。  [结论]  系统已在贵州电网获得落地应用,验证了其对间歇性能源运行控制的可行性。     

两级除氧器热力系统研究

  目的  为了研究大容量机组宽负荷控制技术,对两级除氧器热力系统进行了研究。  方法  经过对比论证,对其系统、布置、技术经济性做了分析。  结果  研究表明:两级除氧器热力系统在技术上是可行的,以百万机组为例,在不同工况下,双机回热两级除氧器热力系统的热耗相比双机回热一级除氧系统平均低10 kJ/kWh~50 kJ/kWh,节省标煤7 232 t/a,投资增加约570万,投资回收年限约2年。  结论  该系统适用于高参数机组,研究结果可为后续高参数机组采用两级除氧器热力系统提供依据。     

数据中心天然气分布式能源冷电联供技术方案与经济性分析

  [目的]  为了提高数据中心供电可靠性及降低运行能耗,提出了一种市电＋天然气分布式能源系统的综合解决方案,并对该解决方案技术可行性和经济性进行分析,给出方案选择的依据。  [方法]  验证方案的可行性,对某数据中心能耗及分布式能源系统进行案例分析。  [结果]  分析表明:与常规数据中心相比,配套天然气分布式能源系统的数据中心在降低能耗方面具有一定的优势;天然气价、冷价、电价搭配合理的情况下,具有一定的经济性。  [结论]  所提出的技术方案和经济性分析是正确并有效的,可以为天然气分布式能源项目投资决策提供指导。     

基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析

  目的  在分析常规火电机组灵活性改造方案存在问题的基础上,提出了一种新型的灵活性改造技术方案,即在传统的“锅炉-汽机”热力系统中嵌入大容量高温熔盐储热系统,削弱原本刚性联系的“炉机耦合”,实现火电机组深度调峰和灵活运行。  方法  根据汽、水和熔盐的不同热力特性,利用热力平衡原理,建立了“锅炉-高温储热-汽机”一体化热力系统。  结果  研究表明:火电机组进行高温熔盐储热改造,将极大地提高其深度调峰能力,且能解决常规改造方案存在的问题;同时,机组改造后对外提供高参数工业供汽的能力将得到大幅度提高,这将有效提高电厂经济效益,弥补调峰补偿机制的不足;高温熔盐储热技术也可以应用于火电机组延寿改造,不仅增加系统灵活调峰电源,还可以使老旧电厂企业资产继续发挥效益。  结论  在系统中选择一批火电机组进行大规模高温储热技术改造,可以在不增加煤炭总消费量的基础上,为系统提供大量灵活调峰电源,有效缓解新能源电力消纳问题;同时汽轮发电机组的容量被保留,可为电力系统提供备用容量和转动惯量,保障电力供应和系统安全稳定。该技术的推广,将有力促进火电厂转型升级,助力实现“碳达峰、碳中和”目标。     

直流微电网控制保护策略研究

  目的  直流微电网的控制及保护技术,对保证直流微电网的可靠、安全运行具有重要作用。论文旨在解决直流微电网设计中的关键技术问题。  方法  从直流母线拓扑结构选择、并离网切换控制策略、保护配置方案三个方面深入开展研究。  结果  通过研究,给出了直流母线拓扑结构选择原则、直流微电网的控制策略流程、保护分区及配置,并对直流互感器的选择进行了分析比较。  结论  研究成果在国家示范项目中得到了有效性验证,投运以来运行效果良好。     

核聚变发电厂常规岛主厂房土建设计研究

  目的  核聚变发电是未来核能利用的一种方式。为了研究其常规岛土建设计最优方案，需要结合过往常规火电，以及其他核电常规岛的设计技术进行探讨。  方法  通过从主厂房结构体系、汽机房屋盖结构、汽轮发电机基座选型以及主厂房防火设计四个方面开展方案对比分析。  结果  提出了核聚变发电厂常规岛相应的土建设计方案和设计建议。  结论  成果可以为类似工程项目提供参考。     

核电厂重要厂用水系统的物项分级及其影响分析

  [目的]  重要厂用水系统负责向核岛提供冷却水源,并把热量带到最终热阱,实行物项分级有助于力求经济的前提下实现安全功能最优。  [方法]  SSG-30方法是按照物项所承担安全功能的重要性以及失效后果的严重程度进行分级,依据系统流程对物项的安全功能进行分解,同一系统的不同功能可以采用不同的安全分类和分级,同一功能的不同设备可以采用不同的安全分级,同一设备的不同部件可以进一步分级,可以采用功能冗余的方法满足单一故障准则。  [结果]  分级结果可以用来复核系统功能,如安全级部件必须满足抗震要求并配置应急电源后方可投入运行。不能依据既有压水堆设计中成熟的“工程经验”来降低物项的安全等级。  [结论]  运用功能分解进行物项分级的方法可为其他项目设计提供参考。     

安全仪表系统在二次再热机组的应用研究

  目的  安全性是电力行业永恒的主题,安全仪表系统是保证机组安全性的重要手段之一。国际上,安全仪表系统已有较为成熟的标准体系且得到广泛应用,而在国内火电行业的应用仍处于探索阶段。为推广安全仪表系统在电力行业应用,将描述其在火电二次再热机组的实际应用案例,为其它火电工程的设计、采购和运行维护提供参考。  方法  首先详细介绍和分析了相关国际规范,然后介绍了安全仪表系统在二次再热1 000 MW机组电厂项目的应用情况,并使用风险图表法对电厂进行安全完整性等级分析。  结果  通过分析等级并应用于二次再热1 000 MW机组电厂的设备招标、设计、调试、运行等,有效提高了电厂运行的安全稳定。  结论  在电力工程前期对机组安全仪表系统进行分析有利于电厂全生命周期的管理设计过程,应广泛应用于电力行业。     

暖风器及其相关蒸汽和疏水系统设计研究

  [目的]  针对目前多个火电厂一次风机和送风机进出口的暖风器运行中存在的极端低温情况下暖风器出口风温偏小、管道振动、疏水不畅等问题,提出解决方案。  [方法]  文章拟通过对几个工程暖风器及其关的汽水系统和布置设计与实际运行情况进行分析比较。  [结果]  在技术规范书编制时要求厂家核算在极端低温环境温度下暖风器的面积要满足空预器冷端风温要求。在施工图设计阶段,应优化暖风器汽水系统,使其达到便于控制和节能的要求;暖风器宜高位布置,让暖风器本体疏水能通过自流的方式到达疏水排放点;在调试阶段,对于疏水管道布置存在U型时,在启动初期、疏水压力不足时在低位点设放水管。在运行维护阶段,需要充分利用控制系统,把暖风器的疏水和风温控制结合起来,确保系统安全、稳定、经济运行。  [结论]  文章的中分析和研究是基于理论和其它工程优化的案例进行的,有实际应用价值,可供其它工程参考。     

燃煤电厂全过程低碳节能技术路径探讨

  目的  燃煤电厂的低碳节能路径是缓解我国能源危机与环境污染的重要策略。  方法  文章评述了当前燃煤电厂在燃料供应设计阶段和节能运行维护阶段的低碳节能技术以及低碳技术潜在的发展方向。  结果  对于电厂燃料供应设计阶段的低碳技术应优化生物质/氨与煤的掺烧比例,良好的掺烧比例有利于炉内充分燃烧,降低碳排;电厂节能运行维护阶段吸收技术、吸附技术和气体分离技术是碳颗粒捕集的常用手段,同时储能技术、深度调峰技术、柔性直流供电技术对于CO₂减排具有重要作用。  结论  对电厂低碳技术发展进行展望,认为采用综合互补低碳协同方式,并结合电厂运行过程中的监管反馈调控措施,将是促进电厂可持续能源发展的重要发展方向。     

某H级燃机电厂再生水深度处理系统方案设计

[目的]为充分贯彻国家水资源开发利用方针,体现水资源重复利用的节水政策,越来越多南方地区电厂的工业用水水源采用再生水,有必要对其再生水深度处理系统方案设计进行探讨.[方法]以广东某H级燃机电厂为例,通过分析污水处理厂处理工艺、再生水出水水质指标,以及电厂工业用水水质要求,设计出最适合的再生水深度处理系统方案.[结果]采...     

双机回热系统小汽机仪控设计及控制策略研究

  目的  双机回热系统可以提升机组的能级效率,如何设计双机回热系统的控制策略并确保其安全、经济、有效一直是我们关注的重点问题。  方法  针对双机回热系统的功能要求,设计了相应的双机回热系统的仪表测点布置方案,并系统性地提出了双机回热小机的启动、转速控制、系统保护及背压控制的策略。  结果  该双机回热控制策略已在超超临界1 000 MW机组中成功应用,可使双机回热控制系统在满足给水转速控制的同时,也满足双机回热小机的抽汽、排汽,溢流等协调控制要求,以确保系统稳定、可靠、经济运行。  结论  所提出的控制策略,对后续双机回热系统的控制策略研究具有参考借鉴意义。     

CFETR聚变发电厂概念设计技术研究

  目的  基于中国聚变工程实验堆（CFETR）功率输出特性,在聚变堆最大热功率1.25 GW条件下,提出一种CFETR聚变发电厂概念设计方案。  方法  针对CFETR聚变堆周期性长脉冲输出特性与常规岛设备连续稳定输入需求之间的矛盾,采用储能技术方案以“削峰填谷”的方式实现CFETR聚变发电安全稳定运行。讨论了CFETR聚变水冷与氦冷两种不同包层方案下的储能以及一回路与二回路之间耦合与解耦运行模式的组合方案,并通过方案比较,给出CFETR聚变堆不同包层对应的最佳储能运行组合建议。  结果  结果表明:水冷包层、氦冷包层聚变堆分别对应的最佳组合方案是导热油+解耦储热方案与熔盐+耦合储热方案。  结论  从常规岛侧而言,相对于水冷包层方案,采用氦冷包层方案的CFETR聚变发电厂技术经济性更好。研究提出的CFETR聚变发电厂概念设计方案对后续聚变发电技术研究以及工程设计,具有较高的参考价值。     

空间管桁架在±1 100 kV户内直流场中的应用研究

  [目的]  超高大跨度结构在电力行业应用越来越多,其结构选型对工艺适应性及安全经济性意义重大。  [方法]  通过±1 100 kV昌吉换流站直流场工程实例,介绍了超高大跨不规则特高压户内直流场结构选型过程。根据户内直流场工艺布置及荷载特点,详细阐述了该户内直流场采用空间管桁架结构方案技术优势、结构布置特点及工艺适应性,介绍该户内直流场结构整体计算及主要构件的设计计算结果,并同网架方案进行了技术经济对比分析,展望了空间管桁架结构在超高大跨度不规则电力建筑中的应用前景和注意事项。  [结果]  对比分析结果表明:空间管桁架结构为空间自稳定系统,结构安全性好,工艺适应性强,加工安装方便,造型美观简洁。  [结论]  对于超高大跨度电力建筑可以优先考虑选用空间管桁架结构方案。     

电解水制氢在电厂和氢能项目的设计应用

  目的  电解水制氢技术已普遍应用于燃煤电厂、燃气电厂和核电厂,也将更多地应用于可再生能源发电厂配套的氢能项目,有必要对制氢系统设计方案进行探讨。  方法  以某燃煤电厂和风力发电及太阳光伏发电厂配套氢能项目为例,依据相关标准规范的设计规定,阐述了相应的电解水制氢系统设计方案。  结果  碱性电解水制氢技术成熟、安全可靠,能为电厂氢冷发电机、加氢站和氢气用户持续提供满足纯度、湿度要求的氢气。  结论  文章旨在为更多电厂和氢能项目电解水制氢系统的设计提供可参考的方案。