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题名压缩空气储能系统双悬臂转子动平衡方法研究
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作者
毛豪杰
张雪辉
焦瀚晖
李和平
刘彦
陈海生
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机构
杭州电子科技大学能源研究所
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院长时规模储能重点实验室
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出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第5期1954-1968,共15页
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基金
国家自然科学基金(52306285)
山东能源研究院企业联合基金(SEI U202301)
中国科学院国际合作局对外合作重点项目(117GJHZ2023009MI)。
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文摘
压缩空气储能(CAES)系统具有规模大、效率高等特点,被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。整体齿式压缩机作为CAES系统的核心装备之一,其双悬臂转子的稳定性越来越受到人们的重视。为解决转子两端悬挂叶轮不平衡量引起的转子振动报警,通常选用多平衡面现场动平衡,而多平面平衡操作复杂且启停次数多,为简化平衡过程、延长双悬臂转子使用寿命,本工作对CAES系统双悬臂转子不平衡特性及动平衡方法进行了研究。首先,基于有限元分析软件对压缩机双悬臂转子进行了建模分析,研究表明对于双悬臂转子的双端不平衡,可解耦为单端不平衡进行平衡,从而避免生产过程中复杂的动平衡过程。然后,通过现场一端叶轮进行现场动平衡实验,对比了不同试重对轴系动平衡效果的影响,实验结果表明添加试重产生的振动幅值与相位变化量越大,计算所得配重的平衡效果越好。最后,在另一端叶轮完全模拟现场实际情况对叶轮出厂原始不平衡量进行盲平,验证了本研究方法的有效性和普适性,平衡效率达到84.01%。
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关键词
压缩空气储能
转子动力学分析
双悬臂转子
现场动平衡
影响系数法
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Keywords
compressed air energy storage
rotor dynamics analysis
cantilever rotor
field dynamic balancing
influence coefficient method
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分类号
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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题名液态二氧化碳储能系统变工况运行特性
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作者
李源
赵明智
徐玉杰
蔡杰
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机构
南京师范大学能源与机械工程学院
中科南京未来能源研究院
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学工程科学学院
中国科学院长时规模储能重点实验室
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出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第7期2761-2771,共11页
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基金
2023年南京市新型研发机构联合技术攻关项目(202304008)
江苏省碳达峰碳中和科技创新专项重大创新载体建设项目(BM2022001)。
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文摘
储能是实现可再生能源大规模利用的关键支撑技术,液态二氧化碳储能系统具有储能密度高、设备紧凑、安全性高等优点,被认为是具有发展前景的大规模长时储能技术之一。液态二氧化碳储能系统因其闭式双罐结构,实际运行始终处于动态压力与温度变化的变工况状态下。然而现有研究多基于稳态假设,与真实性能偏差较大。因此,本文建立了一种液态二氧化碳储能系统变工况运行模型,揭示了系统变工况运行特性,以及低压罐初始压力、高压罐初始压力、压缩机效率、膨胀机效率、环境温度等关键参数对变工况系统性能的影响;揭示了系统(火用)损分布特性,蓄冷器、压缩机和膨胀机是(火用)损较大的环节,(火用)损占比分别为36.53%、24.63%和19.58%;在典型工况下,高压罐内的二氧化碳(CO_(2))压力由8MPa上升到14.5 MPa,温度由298.15 K上升至307.32 K,低压罐内CO_(2)压力从0.6 MPa降至0.59 MPa,温度由220 K下降到219.85 K。系统往返效率为63.14%,较稳态假设降低7.21个百分点,储能密度为0.9237 kWh/m^(3),仅为稳态假设的4.0%,这是因为稳态假设忽略了储罐中存在未利用的工质。本文为二氧化碳储能系统优化设计及应用提供了关键参考。
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关键词
二氧化碳储能
储能系统
变工况运行
往返效率
能量密度
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Keywords
carbon dioxide energy storage
energy storage system
variable-operating condition operation
roundtrip efficiency
energy density
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分类号
TK02
[动力工程及工程热物理]
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题名双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统研究
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作者
盖忠睿
赵凯
杨天龙
饶琼
潘莹
金红光
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机构
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
中国科学院工程热物理研究所
郑州大学机械与动力工程学院
中国科学院大学
中国科学院长时规模储能重点实验室
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出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第2期32-40,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52176026,52241601)。
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文摘
为了提高槽式光热发电系统的性能,通过高、低聚光比镜场的耦合布置,辅以两种传热介质的搭配,建立了双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统模型,与传统槽式光热发电系统展开对比,得到了双级系统集热、换热性能提升的机理和系统关键过程[火用]损失减小的原因。对双级系统进行能量分析和[火用]分析,展示了双级系统中的能量和[火用]流动情况,揭示了在镜场侧和动力侧的各项能量和[火用]损失的分布规律。结果表明:双级聚光集热系统中镜场的耦合布置有效地提高了系统的集热性能,两种传热介质的协同搭配改善了系统的换热性能。损失分布方面,光学损失仍是导致系统集热损失的重要因素,同时光热转化过程的不可逆损失在[火用]损失中占比较大,具有较大的提升潜力。双级系统的热效率可达到27.35%,[火用]效率达到28.84%,相较于传统单聚光比、单介质的槽式太阳能热发电系统,热效率和[火用]效率均可提升0.9%~1.5%,相同发电量下可节省镜场面积4%~6%。研究为槽式太阳能热发电系统提出了改进策略,为进一步优化研究提供了一定的理论依据。
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关键词
槽式太阳能热发电
聚光比
传热介质
热效率
[火用]损失
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Keywords
parabolic trough solar thermal power generation
concentration ratios
heat transfer fluid
thermal efficiency
exergy loss
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分类号
TK51
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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