新型热管堆装料及外推临界实验技术研究

热管堆为当前先进核动力的研究热点。由于新型热管堆采用少量大块燃料,传统的外推临界实验技术适应性差,使其在装料及外推临界过程中面临安全挑战。本文结合该反应堆的特点,确定了先装配块状燃料,再逐步提升侧反射层达临界的方案。基于蒙特卡罗程序,计算分析了堆芯装配过程中的临界安全,确定了安全可控的初始堆芯装配方案;确定了中子源和探测器的布置;开展外推临界实验技术研究,针对直接外推侧反射层体积造成外推曲线上凸的问题,提出了以侧反射层的反应性价值为权重因子对体积进行加权处理的修正方法。利用此技术模拟了外推过程,结果表明本文确定的外推临界实验方案是可行的。本文结果可为新型热管堆装料及外推临界提供指导。

大型甲醇双燃料散货船设计研究

为了满足日益严苛的碳排放环保要求,该文以21万t常规燃料散货船为基础,开展以甲醇燃料作为船舶推进动力的关键技术研究,包括甲醇燃料储存舱的布置、甲醇燃料注入和供给系统的设计、甲醇燃料应用的安全和消防要求等,从而开发出某型21万t甲醇双燃料散货船。该船型满足国际海事组织MSC.1/Circ.1621导则和IGF Code规范要求,采用全宽式尾部甲板,2个甲醇燃料舱布置在船舶尾部机舱棚两侧,既不影响货物装卸,也不减少货舱容量。在甲醇燃料模式下,该船消除了颗粒物和硫氧化物的排放,氮氧化物排放满足IMO Tier III标准,船舶能效设计指数可满足第3阶段要求。

氨燃料散货船总体设计关键技术

从温室气体减排的目标需求出发,对氨燃料在散货船上的应用进行研究和探讨。从船舶总体设计的角度,通过大量研究案例的展示和比较分析,从舱容、续航力、燃料舱布置、舱型选择以及上层建筑、尾部甲板、燃料准备间、透气桅、加注站等相关系统的布置设计等方面对散货船的氨燃料升级设计做了广泛深入的研究和探讨;进一步对氨燃料引发的安全性问题、风险评估以及对船舶总体性能的影响等开展讨论,并有针对性地提出了应对措施和建议。展示的研究案例和总体设计思路可以对散货船的氨燃料升级设计提供一定的启发和参考。

基于经济性分析的散货船脱碳路径研究

具有低附加值特性的散货船出于控制成本原因,在脱碳路径上较难抉择。该文定性分析了碳捕获系统在散货船上的适用性,定量分析了生物柴油、液化天然气、灰甲醇、绿甲醇和绿氨等替代燃料在散货船上的适用性。碳捕获系统存在捕获能耗大、二氧化碳储罐占据货舱体积多、捕获而得的二氧化碳难以处理以及应用于散货船的适用性较差等问题。替代燃料由于较高的燃料费用、较低的体积能量密度导致的货舱舱容损失等原因,初步测算经济性相对较差,考虑到采用常规燃油可能面临配合碳税支出,当碳税在439美元/t以上时,绿氨动力船有一定优势;当碳税在692美元/t以上时,绿甲醇具备应用优势。

21万吨散货船LNG燃料罐鞍座安全性能评估

21万吨散货船是常规船型,搭载LNG(液化天然气)动力系统,船舶油耗和动力方面会更有竞争力。LNG燃料罐会受到船舶运动、自身重量、温度场、风力等多种环境条件和力的影响,鞍座作为其主要的支撑结构,是保障LNG燃料罐安全的唯一有效措施。保证鞍座的安全性能是搭载LNG动力系统的必要措施,该研究已经取得LR(英国劳氏)船级社的认可。

新巴拿马型散货船LNG双燃料燃气供应系统设计

以新巴拿马型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)双燃料散货船为研究对象,分析LNG优势、双燃料主机选型、LNG燃气供应系统(Fuel Gas Supply System,FGSS)配置、LNG储罐选型和布置,并进行能效设计指数(EEDI)计算。结果表明,采用合理的系统设计、计算和设备布置等方法,LNG可在船上安全使用并满足最新排放要求,为研发类似船舶提供技术解决方案。

79800DWT双燃料动力散货船气体燃料系统设计

由于天然气属于高危易燃气体,因此对于双燃料动力船舶在使用LNG燃料的过程中的安全问题成为一个特别重要的问题,文章从安全角度出发,分别从气体燃料储存系统、气体燃料供应系统、气体燃料充装系统、通风系统、消防系统、LNG监测报警系统,全面地介绍了79800DWT双燃料动力散货船的气体燃料系统设计,希望可以为此类系统的设计和使用提供参考。

MEMS微电源技术

结合目前国内外各种微电源的发展现状,总结微电源的研究成果,从理论上探讨了利用MEMS体硅加工工艺制作微燃料电池的可行性。指出了MEMS燃料电池的发展趋势,并对MEMS燃料电池研制过程中可能出现的困难提出了相应的解决方案。

抚育间伐对西山林场侧柏林冠层可燃物特征及潜在火行为的影响

【目的】研究不同间伐强度对北京西山试验林场侧柏林冠层可燃物特征及其潜在火行为的影响,为冠层可燃物调控和预防高能量连续型树冠火的发生提供参考。【方法】以北京西山试验林场侧柏为研究对象,设置3种间伐强度(低15%、中35%、高50%,均为株数强度)的处理,并设置对照样地,每种处理设置3块重复样地。基于标准枝法所调查冠层可燃物参数(枝条数量、长度、基径),对冠层可燃物载量建立线性回归模型,进一步计算冠层容积密度。通过单因素方差分析探讨不同间伐强度对冠层可燃物特征(冠层可燃物载量、冠层容积密度)的影响。利用Behave Plus 5.0软件,分别根据样地可燃物含水率和气象条件设置中度湿度条件和10 m高空风速(0~18 m/s),探讨不同间伐强度对树冠潜在火行为指标(树冠火蔓延速率、火线强度、火焰长度、单位面积发热量等)的影响,并依据树冠火转化模型研究抚育间伐对连续型树冠火发生的影响。【结果】(1)林分冠层可燃物特征在不同间伐强度下存在差异,中度间伐强度下与未间伐样地差异最显著,冠层可燃物载量、冠层容积密度随着间伐强度的增加而减少,冠层可燃物载量由3.280 kg/m^(2)减少到0.540 kg/m^(2),冠层容积密度由0.478 kg/m^(3)减少到0.056 kg/m^(3)。(2)不同间伐强度下林分冠层可燃物载量、冠层容积密度垂直分布特征为随树高的增加而先增加后减少。(3)树冠潜在火行为指标在中度间伐强度下与未间伐样地差异显著,其中火线强度、火焰长度以及单位面积发热量随间伐强度的增大而减小,树冠火蔓延速率在抚育间伐后小于未间伐样地,但不随间伐强度的变化而变化,临界树冠火蔓延速率随间伐强度的增大而增大。在未间伐、低度间伐强度下样地将发生连续型树冠火,中度、高度间伐强度样地不发生;随着间伐强度增大,发生连续型树冠火时所需10 m高空风速由6 m/s逐渐增大到8 m/s,火线强度由6930 kW/m减少到5829 kW/m,火焰长度由9.7 m减少到8.6 m,单位面积发热量由47817 kJ/m^(2)减少到40667 kJ/m^(2),树冠火蔓延速率由8.7 m/s增加到8.9 m/s。【结论】抚育间伐影响冠层可燃物特征、树冠潜在火行为指标。中度间伐强度对冠层可燃物特征和树冠潜在火行为指标影响显著,通过减少冠层容积密度,可以有效降低树冠潜在火行为,避免连续型树冠火的发生。综合考虑经济效益和生态效益,在对侧柏林进行冠层可燃物调控时建议采取中度间伐处理。

柴油-LNG双燃料船储罐附管天然气泄漏后果分析

利用Neptune软件,对某一典型柴油-LNG双燃料内河散货船LNG储罐附管发生天然气泄漏及火灾风险进行了研究。计算了储罐附管天然气泄漏后的浓度范围和泄漏后发生火灾的概率,预测了火灾事故的损害半径,对柴油-LNG双燃料散货船储气罐附管天然气泄漏后避免或减少火灾事故具有一定的参考意义。

醇基燃料密集烤房烟叶烘烤研究

通过对醇基燃料与常规燃料密集烤房综合对比,结果表明,通过醇基燃料密集烤房的应用,提高了烤烟内外观质量,增加了烟农收益,减轻了烘烤污染排放,达到了烟叶在烘烤过程中提质增效的目的,具有较高的推广价值。

生物质燃烧锅炉热水集中供热烤烟设备的研制及效果分析

为解决传统燃煤密集烤房污染大、成本高、效益差等问题,设计开发了一套以生物质燃料为能源,采用锅炉热水集中供热方式,通过散热器进行烘烤的设备。试验表明:与燃煤密集烤房相比,使用该设备烘烤可节煤0.37 kg/kg干烟叶,节约能耗费用0.18元/kg干烟叶,节约用工1.75个/房,增加经济效益5.6万元/年.30座烤房。

79800 DWT双燃料散货船LNG储气罐位置确定

为确保巴拿马型双燃料散货船LNG储气罐安放位置可靠,建立该散货船综合评估模型,运用层次分析法确定评价体系中各指标的权重,应用模糊综合评判方法对各模糊指标进行评价,对该模型进行定量分析,为储气罐位置确定提供一种有效方法。

折叠式船舶风帆助航的设计新方案

基于现有风帆助航船舶的设计方案,根据横向力系数和推力系数随拱度比的变化趋势选定风帆参数,并设计了可折叠帆面、双列布置的风帆方案,解决风帆助航船舶风帆装置对甲板空间占用过大的问题,风况不利、船舶进出港以及装卸货物时亦可实现良好的收帆效果。以80000t船为例检验该设计方案对船体稳定性的影响,得出了该新型风帆设计方案可有效降低燃油消耗实现船舶节能减排,并满足船舶安全要求的结论。

质子交换膜燃料电池扩散层电阻的实验研究

气体扩散层是质子交换膜燃料电池的重要组件,其与极板之间的接触电阻是燃料电池内阻的重要组成部分,也是导致燃料电池功率损失的重要因素。为了得到扩散层与极板间接触电阻以及扩散层本体电阻,首先在扩散层试样表面溅射厚度为50nm的金属铜,再在实验室搭建的燃料电池压力-位移测试平台上用四点法测得试样的总电阻,而后用斜率-截距法分离了气体扩散层本体电阻和其与极板的接触电阻,计算出了相应的电阻率,得到了压力和接触电阻之间的关系。结果表明,接触电阻随着接触面压强的增大而减小,接触电阻率和接触压强关系满足经验公式ρ=43.39P-0.725。

不同供热能源烤烟经济效益对比分析

为发展绿色烘烤,提高烤烟烘烤经济效益,选择当前烤烟供热新出现的生物质成型颗粒燃料、空气源热泵、燃气和醇基液体燃料清洁能源,通过2年间采集5个重点种烟省份8个大型烟叶烘烤工厂的烘烤数据,统计分析其各项经济效益指标。结合前人研究方法、收集现有报道的文献进行综合经济效益分析,结果显示,空气源热泵单炕的烘烤成本略高于燃煤,可作为烤烟供热最佳的后备热源;燃气和醇基燃料使用成本较高,当前不适合大面积推广;生物质成型颗粒燃料能够实现烟草废弃物的循环利用,是现阶段烟叶烘烤最佳的燃煤替代能源。

双燃料散货船C型LNG燃料舱强度分析

对某型搭载横置C型LNG燃料舱的双燃料散货船采用有限元方法对C型燃料舱结构进行直接计算,分析横置C型LNG燃料舱结构的应力分布特点,探讨不同加强环结构位置与不同鞍座支撑包角对于燃料舱、加强环、鞍座及其附近船体结构强度的影响,计算结果表明,合适的加强环结构位置与鞍座支撑包角可以明显改善C型舱结构的应力分布。

八达岭林场油松林冠层可燃物特征及潜在火行为

【目的】研究冠层可燃物特征和树冠火发生条件,模拟潜在火行为特征,对于森林可燃物管理及树冠火有效防控均具有重要意义。【方法】本文以北京市八达岭林场油松林为研究对象,利用破坏性取样方法,选择具有代表性的18株油松样木进行采伐,自第一活枝高始,以1 m为一个层次对油松林冠层由下而上进行划分,不足1 m的按照1 m层次划分,并按照冠层可燃物枝条径阶大小(针叶;大枝直径≥0.64 cm;小枝直径<0.64 cm)调查冠层总可燃物生物量,结合样地面积和油松林平均冠长,计算样地平均冠层可燃物负荷量(CFL)和冠层容积密度(CBD)。基于林分因子,建立与林分结构参数(胸径、第一活枝高、冠长、树高、冠幅)的多元回归模型;根据冠层可燃物负荷量模型可估算样地平均冠层容积密度,结合研究区防火期内月平均最大风速和地表可燃物负荷量,在3种细小可燃物含水率条件下(6%、10%、14%),利用van Wagner和Cruz的树冠火蔓延模型,预测油松林树冠火的发生,利用Byram模型计算冠层潜在火行为特征(如火线强度和火焰高度)。【结果】(1)油松林平均冠层可燃物负荷量为4.54 t/hm^(2),冠层容积密度为0.21 kg/m^(3),可燃物负荷量分布呈现由下而上逐层递减的趋势。林冠底层(0~1 m)可燃物占冠层总可燃物比例最大,为54.03%,大枝在林冠底层分布比例较大且快速逐层递减,针叶在各层次均有较大比例分布。(2)基于林分因子建立的冠层可燃物负荷量非线性模型具有较高的拟合度,其中胸径和第一活枝高与冠层可燃物负荷量呈极显著相关(P<0.01),在不破坏林木的情况下,根据林分易测因子可较好地估测油松林冠层可燃物负荷量。(3)在低燃烧条件下,除4月份外油松林发生间歇型树冠火的概率均低于0.5;在中度燃烧条件下,春季(3−5月份)风速较大,均存在发生连续型树冠火的可能;在极端干燥的高燃烧条件下,2−5月连续型树冠火的潜在火行为指标较高,4月份发生的连续型树冠火,表现出最高的潜在火行为指标,蔓延速度为46 m/min,火线强度为8062 kW/m,火焰高度为15 m。【结论】冠层可燃物是影响林火发生的重要因素,胸径和第一活枝高为冠层可燃物负荷量的主要影响因子。通过破坏性取样直接获得冠层可燃物实测数据,所构建的冠层可燃物负荷量估测模型具有较高精度。风速、冠层容积密度和细小可燃物含水率与树冠火的发生和蔓延关系密切,油松林春季存在的树冠火发生隐患较大,大风和极端干燥气候条件下易发生高强度树冠火,通过营林抚育措施(抚育间伐,修枝)可有效降低可燃物密度,增大活枝高,以降低树冠火发生概率及危害程度。

大型远洋双燃料散货船BOG处理方式的应用分析

为解决大型远洋双燃料散货船航行过程中,船上液化天然气(LNG)燃料舱中产生的多余BOG引起的安全性问题,重点分析比较几种BOG处理方式的技术特点、建造和运行成本及技术可行性。通过比选,为双燃料船舶的燃气供应系统的设计和船舶所有人对BOG管理方案的选择提供思路和参考。