钐钴永磁流量计研制与锂铅自然对流回路流速测量

介绍了钐钴永磁流量计的研制过程,包括材料选取、结构设计、运行原理及内部磁场分布状态。利用镓铟锡高温冲刷回路与商用流量计对其进行了校准比对,结果显示校准后的平均流速约为钐钴永磁流量计测量值的1.8倍。将校准后的结果运用于液态锂铅自然对流回路的流速测量,并与商业软件ANSYS Fluent模拟计算结果进行对比,二者之间的误差约为23.3%,并对误差进行了分析。通过实验与分析,确定锂铅自然对流回路的流速范围约为0.05~0.06m·s^(-1)。

高功率化学电源体系发展及军事应用分析

在全面电动化的背景下,各类电子产品应用的时空域快速转变对所配备的电池供电能力提出了更为苛刻的工况和环境适应要求,亟待发展充电时间短、小体积大电流输出的电源系统。本综述对近年来受到广泛关注的高功率化学电源体系在大倍率充放电领域的进展进行了梳理,包括锂离子电池、钠离子电池、赝电容电容器、离子型电容器(锂/钠/钾离子等)、铅炭电池等,分别从电极材料、电解质调控和电池结构等角度出发,重点分析了当前影响各电源体系在其功率性能方面的发展瓶颈、能力水平以及亟待突破的关键技术,并对其在低温启动、动力供电和脉冲响应等军事应用领域及所增益效能进行了分析研究。综合分析表明,针对不同的应用场景,为进一步遴选性能更好、更匹配的化学电源体系服务于装备的迭代升级和应用创新,通过构筑高稳定性和导电性的电极材料,宽温域、高电导率的电解质材料和改良电池结构从而减小内阻的途径,显著提升功率性能,并明确提出高功率电池存在最佳工作区间和最优工作策略的问题,尤其是在大电流充放电和脉冲工况下,这对于后续如何根据实际工况用好电池具有借鉴意义。有望在提升各化学电源体系的功率性能的同时,以最佳的系统管控方法和应用策略进一步提升电池的循环寿命、能量转换效率、安全性和可靠性,获得满足市场所需和军民急用的高功率电源产品。

民用建筑中常用蓄电池室及其爆炸危险性定义的讨论

针对土建设计时是否将蓄电池室定义为“爆炸危险场所”这一存在争议的问题,梳理国内外标准、规范对铅酸蓄电池室、锂离子蓄电池室的相关条文规定并进行总结,结合实际案例分析蓄电池可能引起“爆炸”的原因,提出设计建议。

液态锂铅与阻氚涂层材料相容性的研究进展

在聚变堆液态锂铅包层设计中,结构材料表面需覆盖一层阻氚涂层。涂层一般需要兼顾两方面功能:(1)高阻氢渗透因子,能够稳定地抑制氢渗透以维持反应堆的氚安全;(2)较高的耐腐蚀性能,以保证结构材料的结构完整性及热力学性能稳定性。阻氚涂层与锂铅直接接触会发生腐蚀,产生缺陷(如腐蚀坑等),影响涂层结构稳定性和阻氢渗透效率,进而直接影响涂层的服役寿命。本文重点综述了液态锂铅与阻氚涂层的相容性以及液态锂铅腐蚀对阻氚涂层阻氢性能影响的相关研究进展。已有的研究显示,Cr_(2)O_(3)-Er_(2)O_(3)-ZrO_(2)涂层、铝基涂层等在静止液态锂铅环境中均展现了良好的相容性和稳定的阻氢性能。本文还指出了目前相关研究存在的共性问题及未来可能的研究发展趋势。相关领域还需进行更为全面、系统的研究,为未来聚变增殖包层中阻氚涂层的服役寿命评估提供支撑。

中国两轮电动车废电池回收现状研究

2021年,我国两轮电动车市场保有量达到3.4亿台,突破新高,两轮电动车用废电池回收利用情况引发关注。本文研究了两轮电动车应用场景、回收模式、废电池产生量以及行业存在的问题。两轮电动车主要有个人出行、共享出行、即时配送三大应用场景,车辆使用占比分别为96.8%、2.3%、0.9%。两轮电动车用电池主要包括铅蓄电池和锂离子电池两种。废电池回收模式主要包括企业主导型和市场驱动型。其中,铅蓄电池回收模式企业主导型以生产企业为主;锂离子电池回收模式企业主导型以应用企业为主,一般多为换电企业。使用的锂离子电池规格相对统一,集中回收管理有利于废电池梯次利用和资源回收,建议出台政策支持换电企业发展,鼓励换电模式在个人出行场景有更多推广应用。

锂离子电池回收利用规范的国别比较与中国进路

由于资源稀缺和对使用锂离子电池设备需求的增长,锂离子电池越来越多地应用于各行各业中,因此电池元件的回收利用可能在未来发挥越来越大的作用。本文中,笔者对比分析了欧盟、美国关于锂离子电池回收利用的规范,以及中国现行的制度框架和规范政策。由此得知,锂离子电池回收利用规范的中国进路可以是扩大电池生产者责任,明确分配回收责任,对回收外的环节进行适当规制。以此完善中国锂离子电池回收利用的相关做法,为锂离子电池回收利用提供法律保障,提升电池回收利用的法治化程度,配合“双碳”战略目标的实现。

铅酸电池和锂电池在汇聚机房电源后备方面的优缺点比较

在现代社会中,汇聚机房作为数据存储和处理的重要设施,对稳定可靠的电力供应有着极高的需求。然而,由于电力供应不可预测性和可能发生的突发停电等情况,后备电源系统成为保障汇聚机房持续运行的关键组成部分。在选择后备电源系统时,铅酸电池和锂电池作为常见的选项备受关注。铅酸电池作为传统的后备电源技术之一,经过多年的发展和应用,具备成熟稳定的特性。然而,随着锂电池技术的快速发展,它在能量密度、续航时间和充电速度等方面表现出巨大优势。因此,在汇聚机房电源后备方面,比较铅酸电池和锂电池的优缺点对于选择合适的后备电源系统具有重要意义。

新型储能发展分析及其经济性评估研究

为研究在新型电力系统中新型储能技术对项目经济性的影响,采用财务经济评价方法,对抽水蓄能、锂离子电池、压缩空气、钒液流电池、铅炭电池等5类储能进行经济性评估及应用前景分析。结果表明:在碳达峰、碳中和目标下,储能需求空间广阔,根据经济性评估,由大到小依次排序为抽水蓄能、压缩空气储能、锂离子电池储能、铅炭电池储能与钒液流电池储能,其他新型储能路线也进入了发展快车道。在市场需求爆发以及政策鼓励的双重推动下,新型储能技术加速迭代,有望通过技术进步实现能效提升以及成本下降。

聚变发电反应堆概念设计研究

在广泛分析聚变能相关领域研究发展状况和国际热核聚变实验堆(ITER)物理与技术基础上,提出了一个考虑了技术可行性的聚变发电反应堆概念(称之为FDS Ⅱ)。这个概念具有ITER参数适量外推的等离子体物理与技术水平的聚变堆芯和具有发展潜力的液态锂铅氚增殖包层,在对这个概念进行中子学、热工水力学、力学、安全与环境影响和经济学等一系列计算分析的基础上,给出了初步的概念设计和进一步设计优化的共性原则。

ITER中国液态锂铅实验包层模块设计研究与实验策略

在广泛调研和深入分析国际聚变堆包层发展状况的基础上,根据液态锂铅包层一般特点和中国发展的系列液态锂铅包层概念设计,提出了一个具有演示氦气单冷却剂和氦气/锂铅双冷却剂包层技术的双功能包层模块实验系统方案,对其性能进行了分析研究,作为中国向ITER实验包层工作组(TBWG)提交的液态包层实验模块最终设计描述文件的内容框架。总结了该工作主要内容,包括基本设计思想和方案描述、性能分析概况、对辅助系统的要求和实验策略与关键技术等。

中国低活化马氏体钢CLAM在液态锂铅中腐蚀的初步实验研究

液态金属锂铅包层是最具发展潜力的聚变堆包层之一,其首选结构材料为低活化铁素体/马氏体钢,而它与液态锂铅的相容性是聚变堆材料研究领域的关键问题之一。本文介绍中国低活化马氏体钢CLAM在液态金属锂铅回路DRAGON-1热对流工况下的实验情况及500 h 480℃下初步腐蚀实验结果,并与同样工况下316L奥氏体钢腐蚀结果进行了对比分析。结果显示CLAM钢与液态锂铅的相容性优于316L钢。

聚变堆液态金属锂铅包层多功能涂层研发

液态金属锂铅包层是目前国际上聚变堆包层设计研究的主要方案之一,结构材料表面制备涂层是降低锂铅包层中的氚渗透率、液态锂铅腐蚀及磁流体动力学(MHD)效应的重要技术之一。本文主要从涂层材料及其制备工艺两个方面重点介绍了国内外在液态锂铅包层涂层材料研发方面的进展概况,并对涂层技术发展进行了展望,最后提出了中国发展液态锂铅包层涂层的规划建议。

铅基反应堆研究现状与发展前景

以铅或铅合金(统称铅基材料)为冷却剂的反应堆具有良好的中子学、热工水力学和安全特性,已成为第四代先进核能系统、加速器驱动次临界核能系统(ADS)以及聚变堆的主要候选堆型之一。本文简要介绍了先进核能系统发展趋势和铅基反应堆在核能发展中的地位,重点对铅基反应堆的发展历史与现状、铅基反应堆的基本特性以及铅基反应堆未来的发展前景进行了总结。

旋转喷嘴鼓泡法提取液态锂铅合金中的氢

模拟了锂铅合金中氚提取技术,在采用流体力学建立代数模型的基础上,开展了旋转喷嘴鼓泡法提取锂铅合金中氢的研究。研究结果表明:锂铅熔融温度越高,氢提取累计效率越高;鼓泡床气含率受叶轮孔径影响不大,只是在较高的氦气流速下,采用小孔径时的气含率略高于大孔径,但孔径越小,气泡比表面积越大;随着氦气流速的增加,液态锂铅流循环强度明显增加,氢提取速率加快;喷头转速对氢提取影响有限。

动车组蓄电池的应用现状和发展方向

为确保动车组辅助供电系统稳定、高效地运行,动车组蓄电池的选型应遵循高安全性、绿色环保、性能优越、适用温域宽和高可靠性的原则。文章阐述了“和谐号”CRH1、CRH2、CRH3、CRH5型动车组和“复兴号”标准动车组辅助供电系统用蓄电池的组成和参数,系统描述了动车组用铅酸蓄电池、镉镍蓄电池和钛酸锂电池的特性和应用现状。对比分析了各型车蓄电池的充电方式、补液方式及故障保护方式等,介绍了恒压直充电和恒压限流充电、单曲线充电和双曲线充电的优缺点,结合蓄电池结构分析了单节补液和集中补液两种维护方式的特点,并针对运用工况提出利用充电机监控蓄电池的整个充电过程,对蓄电池的异常充电状态进行相应的控制保护。探究了动车组蓄电池的发展趋势和改进方向,在动车组辅助供电系统设计时,应充分考虑蓄电池充电方式、充放电频次及深度、维护方式、故障诊断等方面对其性能的影响,从而采用合理、优化的设计方案,保证蓄电池在寿命期的正常使用,以更好地保障动车组的安全运行。

聚变发电反应堆双冷液态锂铅包层氚增殖中子学分析研究

针对聚变发电反应堆(FDS Ⅱ)双冷液态锂铅(DLL)包层进行了中子学设计与分析,设计主要的原则是满足聚变堆的氚自持,并在此基础上,分析计算DLL包层核热分布。中子学一维优化分析使用的程序是自主开发的多功能中子输运/燃耗/优化程序VisualBUS1.0以及相应的数据库HENDL1.0/MG。基于二维模型进行校核计算所使用的程序为MCNP4C,相应的数据库为FENDL 2/MC。

锂铅合金中氚扩散行为的理论研究

锂铅合金是非常有前途的聚变堆、聚变-裂变混合堆包层产氚材料,研究氚在其中的扩散行为是很有意义的工作.从氢在金属中扩散的宏观规律出发,依据平板模型初步建立了氚-锂铅体系的扩散模型,利用相关文献数据,探讨了不同研究方式、氚浓度、温度对扩散行为的影响,分析了这种扩散的微观机制.计算结果表明:造成研究结论之间巨大差异的原因在于锂铅表面物理和化学状态的不同考虑;在一定温度范围内,氚浓度的升高引起扩散系数的下降,温度的升高引起扩散系数的增加.

液态金属回路DRAGON-Ⅱ锂铅合金流动与传热三维数值模拟

高温热对流实验回路DARGON-Ⅱ实验时液态金属锂铅流动的详细流场难以精确测量,利用CFD软件FLUENT对锂铅流动与传热特性进行三维数值模拟,给出了实验工况时实验样品区的详细流场包括温度分布、速度分布与压力分布等,验证了理论分析和实验测量结果,为不同流速、温度时液态锂铅流动对聚变堆候选结构材料低活化钢的腐蚀特性、相容性实验参数的确定提供理论依据和数据参考。

气-液接触法提取液态锂铅合金中的氢

在自行设计与建造的液态锂铅合金鼓泡器实验系统上,开展了气-液接触法提取液态锂铅合金中的氢。实验结果表明,氦气比氩气更适合作填料塔的载带气;塔温越高,塔出口端氢含量越大;载气流速对出口端氢含量的影响呈锯齿状,无明显规律。实验结果虽然与文献数据有差别,但可以认为采用气-液接触法提取液态锂铅中的氢同位素是可行的,提取效率是随液态锂铅在填料塔中滞留的时间增长而增大的。

DFLL-TBM液态锂铅合金鼓泡器实验系统的设计

液态锂铅合金鼓泡器是中国双功能液态锂铅测试包层氚处理单元的重要组成部分。为了完成鼓泡器实验系统的建造与运行,在多年开展氢同位素与锂铅合金相互作用的理论计算和旋转喷嘴鼓泡法提取液态锂铅中微量氢实验的基础上,提出了实验系统的总体设计、主回路设计和辅助系统设计。这个设计以气液交换填料塔为核心,实现了液态锂铅中氢同位素的测量与提取。