摘要：堆芯装载方案是关系到电厂经济性和安全性最为关键的设计内容之一,而传统的首循环装载方案由于采用全堆全新燃料组件的方式,不可避免地导致一批从首循环中卸出的组件无法继续使用,燃料经济性与堆芯经济性均欠佳,亟需开展燃料经济性更优,燃料组件使用更为合理的首循环装载设计方法研究。本文提出了基于群堆管理的压水堆核电厂首循环装载设计方法,通过多机组燃料组件的共享使用,将多个机组的首循环进行群堆设计,提高首循环使用的新燃料组件富集度,实现循环长度需求,在保证各机组循环长度的基础上减少新燃料组件数目,可显著提高燃料利用率和首循环卸料组件燃耗,实现了机组经济性的显著提升,以华龙一号堆芯开展验证,结果表明,群堆管理模式下,在循环长度相当的情况下可实现双机组减少41组新燃料组件,堆芯各项参数满足设计限值要求,可为后续机组首循环装载设计提升核能经济性和竞争力提供参考。

摘要：提出太阳能热驱动甲醇裂解反应制取合成气,联合高温固体氧化物燃料电池–均质压燃内燃机的清洁高效低碳热力系统。结果表明,在设计工况下,热化学效率63%,混合动力发电效率48.7%,太阳能净发电效率30.7%,系统的?效率为40.25%。不可逆损失分布由大到小依次为内燃机,燃料电池空气预热器,太阳能热化学过程,排烟损失,高温固体氧化物燃料电池,甲醇预热器和内燃机空气预热器。相较于传统混合动力系统,太阳能热化学过程转移了固体氧化物燃料电池的部分不可逆损失。太阳能辐照强度从300 W/m^(2)增加至800 W/m^(2),热化学效率从52%升高至63%,太阳能净发电效率由25.3%增长至30.7%。燃料利用率从0.5增加至0.85时,内燃机功率输出占比不断减小至15.6%,混合动力单元的发电效率从45%增加至50%。

摘要：针对采用伴飞模式的星座燃料补给问题,本文对其补给星的轨道进行了设计与优化。在给出补给星的轨道设计之后,利用遗传算法对补给星轨道机动所消耗的燃料质量以及每次转移给工作星的燃料质量进行了优化求解,使得补给星燃料利用率达到最高。仿真结果同时给出了燃料利用率与工作星轨道高度以及星座中卫星数目之间的关系,该结论对采用伴飞模式的星座燃料补给研究提供了较好的理论参考。

摘要：我国核电装机容量逐年稳步扩增,核电厂参与电网调峰愈加频繁,固定的换料周期逐渐难以满足核电厂经济运行的需求。本文基于AP1000核电厂18个月堆芯装载方案,设计了±1个月和±2个月的灵活周期堆芯装载方案,完成方案的安全性限值与燃料经济性评价,开展完整的安全分析。结果表明,堆芯设计满足安全相关验收准则的要求,全面论证了灵活循环燃料管理策略的安全性和可行性。本研究为AP1000核电厂灵活循环周期运行提供了技术支撑,灵活循环周期运行即将在海阳核电厂中工程应用。

摘要：本文采用与实验I-V曲线高度吻合的多物理场全耦合数值模型来模拟低水甲烷燃料SOFC的运行过程.基于抗积碳电流密度实验数据推导出的动力学积碳活性判据,利用多场耦合数值模型系统研究了电池工作参数和阳极扩散阻碍层厚度对阳极积碳倾向的影响.仿真模拟揭示了燃料利用率、电流密度、扩散阻碍层厚度和电池工作电压的相互关系.结果表明,在阳极添加400um厚的扩散阻碍层是实现SOFC高功率密度和不积碳运行的最优设计.这种阳极结构设计对实现高效率低成本的SOFC技术具有重要意义.

摘要：对一种新型钒微流体燃料电池进行了理论分析并建立了三维数值模型。该模型包含了层流、物质传输与电化学反应等电池内部的物理和化学过程。计算得到的极化曲线与实验数据吻合较好,说明模型是可靠的。通过多场耦合求解,数值模拟了体积流速、燃料纯度等对电池性能的影响。研究结果表明:增大体积流速可以提高电池的功率,但燃料利用率会大幅降低;燃料纯度对燃料电池的电压有较大影响;燃料利用率低是制约微流体燃料电池发展的主要因素之一。通过改进原有Y形流道设计,设计了一种双Y形流道微流体电池,仿真结果显示其可以较大地改善燃料的利用率。

摘要：熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)电堆的电气与温度特性决定其性能和可靠性 .立足于控制MCFC电堆的输出电压 ,从单体电池推及电堆 ,比较全面地对 MCFC电堆输出电压以及与之相关的电流密度、燃料气体利用率等特性加以分析 ,在系统级上建立了由一组变系数偏微分方程和积分方程描述的动态模型 ,并以外部负载扰动为例讨论了各状态量之间的相互关系 .分析和建模的正确性为仿真结果所证实 .所得结论有助于控制方案和流场的设计 。

摘要：铅基快堆由于较好的冷却剂固有安全性和燃料增殖效应而在核电中被逐渐关注,模块化铅基核电堆芯更能进一步提升堆芯的经济性。本文从堆芯核设计角度出发,分析了100 MW、300 MW、500 MW、700 MW和1000 MW等不同热功率水平的堆芯分别采用UO_(2)和U-10Zr合金燃料在2000EFPD的换料周期内的经济性。计算分析结果显示:在保持堆芯泄漏基本不变和相同寿期的情况下,堆芯功率水平与堆芯铀装量呈线性增加趋势,同时燃料利用率随堆芯功率水平和堆芯尺寸的增加而逐渐增加;UO_(2)燃料堆芯适用于低功率水平(如100 MW)和较高功率水平(如1000 MW)的堆芯装载,低功率水平下堆芯铀装量更少,高功率水平下堆芯增殖性能与堆芯能量输出匹配,更利于堆芯反应性控制;U-10Zr燃料堆芯适用于中等功率水平(如500 MW)的堆芯装载,在该功率水平和堆芯尺寸下,堆芯的增殖性能与堆芯能量输出基本匹配,能够充分发挥U-10Zr燃料的高增殖性能。本文通过对铅基模块化核电不同功率水平的经济性进行分析研究,为当前铅基模块化核电的单堆功率提出最佳经济性分析,为铅基模块化核电的应用推广提供基础。

摘要：汽轮机是一种重要的发电设备,其功率输出与热负荷直接相关。为了提高汽轮机的发电效率和功率输出能力,汽轮机增容改造技术应运而生。本文介绍了汽轮机增容改造技术的原则,针对汽轮机增容改造可能面临的问题,如转子和叶片承受更大的负荷和热负荷、锅炉蒸汽参数限制、废气处理和余热利用问题等,提出了相应的技术措施解决。通过优化汽轮机的设计和结构、改进汽轮机的热力性能、提高燃料利用率等措施,可以实现汽轮机功率输出的增加。未来,随着汽轮机增容改造技术的不断推广和发展,其在提高能源利用效率、减少环境污染以及降低单位发电成本等方面,具有更广泛的应用前景。

摘要：设计了点状、蛇形和点蛇混合三种微型质子交换膜燃料电池（μPEMFC）阳极流场,模拟计算表明三种结构中点蛇混合结构更能有效协调燃料利用率与接触电阻之间的矛盾。利用微电子机械技术（MEMS）制备了两种点蛇混合阳极结构,组成自呼吸式电池。实验研究发现,当点蛇混合结构的集流条由2增加到4时,流道总长度增大约一倍,氢气在流道内的流速明显增加,电池的极限电流密度和峰值功率密度分别提高18.56%和15.26%,在100~500 mA恒电流放电下,可节省燃料平均达6.18%。