摘要：针对船舶的复杂管系布置设计工作量大、效率低下且依靠经验等问题,提出了一种船舶管线智能布置的优化Astar算法,建立了用于计算机识别的船舶虚拟布置空间模型,包括相关设备模型、管线简化模型、布置约束模型和栅格模型。对传统Astar算法进行优化,基于管线长度、拐角个数和栅格能量值对代价函数进行重新设计,引入方向概率系数和能量值提高管线布置结果的确定性。通过案例的仿真模拟,探究了方向概率系数、能量值对于管线布置速率和质量的影响。结果表明:与传统Astar算法以及遗传算法相比,所提优化Astar算法的拐角个数分别减少了87%、50%;路径搜寻时间分别降低了67.5%、51.5%,进一步提高了管线布置效率。与传统Astar算法相比,优化Astar算法生成的船舶管线长度减小了49.8%,降低了管路成本,说明了该智能布置算法的适配性和优越性,对于实际船舶管线布置具有一定的借鉴性和指导性。

摘要：针对船舶管路设计中的路径寻优问题,提出了一种采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置方法。首先,建立了船舶管路布置空间模型,包括网格单元模型、管路简化模型、设备障碍物模型和约束规则模型。其次,对传统遗传算法进行了优化设计,在种群初始化阶段,加入障碍物判定函数替换以往其他研究采用的罚函数;在交叉和变异过程,引入A星算法生成子路径;引入父子比较环节,每经过交叉、变异一次,便比较一次父代与子代的适应度值;在选择操作中,对传统的轮盘赌方法进行改进,引进个体的相似度比例,个体的被选择概率由相似度比例和适应度值共同决定。最后,对所提优化A星-遗传算法和粒子群、A星、迷宫-遗传算法进行了仿真对比实验。结果表明:A星-遗传算法在管路的长度、拐角数、能量值、适应度值、最优解次数和平均收敛代数等6项指标上均得到了最优值;与同为混合算法的迷宫-遗传算法相比,优化A星-遗传算法在两个案例中的最优解次数分别增加了44.4%、100%,平均求解时间分别减少了57.6%、58.1%,平均收敛代数分别减少了36.9%、44.1%。A星-遗传算法在保证管路布置质量的同时,有效提高了寻优效率,其对于船舶管路智能布置的适配性和优越性得到了验证,对提高船舶产业生产力具有一定的意义。

摘要：为充分利用可再生能源和提高发电系统效率,提出了一种基于固体氧化物的电解水制氢储能与Allam循环发电的集成系统。将高效率的Allam循环应用于电解水制氢储能系统,电解水储能系统负责为Allam循环提供燃料和纯氧,建立了该系统的热力学计算模型。通过Matlab自编程对该系统进行了仿真计算,重点分析了透平进出口参数、动力设备等熵效率、电解效率和循环最低温度对储能-发电系统的影响规律。结果表明:在设计工况下,集成系统效率达到54.47%,储能密度为214.85 kW·h·m-3。存在最佳透平进口温度、最佳透平进口压力、最佳透平出口压力使系统效率达到峰值。相较其他动力设备,透平内效率对集成系统性能影响最大,透平内效率从82%增大至92%,集成系统效率提高了2.55%。降低发电循环的最低温度可以提升集成系统性能,当循环最低温度从26℃降低至-4℃,集成系统效率提高了6.03%。该研究对发展新型大规模电储能技术具有一定的借鉴意义,参数分析结果可为工程实际应用提供理论支撑。

摘要：为了彻底解决锅炉管系脱落的氧化皮颗粒对汽轮机叶片冲蚀损伤、阀门卡涩、抽汽及疏水系统堵塞等问题,以某超超临界汽轮发电机组主蒸汽管路为原型,对蒸汽管道内的汽固两相流动进行了系统的数值模拟分析,探索了颗粒尺寸、蒸汽参数、弯管曲率半径对氧化皮颗粒运动行为的影响。在此基础上,利用蒸汽管道原有弯管结构设计了弯管颗粒分离器,并对其分离特性、压损特性和热力系统经济性进行了系统的计算分析。结果表明:氧化皮颗粒进入蒸汽管道弯管后,在离心力作用下,所有尺寸颗粒均会向管道压力面逐渐贴近集中,颗粒尺寸越大,弯管的曲率半径越大,蒸汽参数越低,氧化皮颗粒在弯管出口截面上就越集中;在最佳抽汽占比M为0.50%工况下,弯管颗粒分离器对100μm以上氧化皮颗粒的分离效率达到90%以上,分离装置对主蒸汽产生的压力损失约为21 kPa;提出将分离后的汽固两相混合物净化后输送到最高参数的高压加热器进行回收利用的方案,不同抽汽比工况下颗粒分离和蒸汽回收工艺对机组热耗和功率的影响均小于0.2%。该研究结果对于延长火电机组关键设备高效服役寿命具有重要意义。

摘要：为了探索低碳环保的火力发电技术,提高清洁能源利用效率,提出一种耦合清洁热源的Allam循环发电系统。建立了系统中主要设备的热力学模型,通过与参考系统的对比阐释耦合系统的优势及原理,并通过参数分析研究设计参数对耦合系统性能的影响机制。计算结果表明:低品位的清洁热源可以有效解决Allam循环回热器的热量不平衡问题,将循环工质加热到更高的温度,进而提高系统性能。在典型算例下,清洁热源耦合系统的[火用]效率可达54.07%,比参考系统高4.01百分点;耦合系统输出功率和[火用]效率随透平进口温度的升高先升高后降低;随着清洁热源温度和流量的增加,耦合系统输出功率有所增加,[火用]效率先升高后降低。研究成果可以为低碳发电技术提供数据支持和理论支撑。

摘要：基于我国当前在能源技术与人才培养方面的重大战略,亟待大力推动能源供给革命、推进能源技术发展以及促进新工科的研究与实践。提出利用多种能源互补的分布式能源系统实验教学平台,着力培养具有扎实科学基础、先进用能理念和工程实践能力的高素质学生,为能源动力类专业的本科生教学、项目设计、科研训练以及新工科建设发展服务,同时为相关学院学生参与能源领域的创新实践活动提供重要的创新训练与实践平台。