3、先进压缩空气储能系统关键技术研究与应用
发布时间：2020-09-11
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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由中国科学院工程热物理研究所完成
该成果属于能源技术领域。项目针对压缩空气储能系统（CAES）面临的关键技术难题，开展深入系统的研究，取得了创新性成果。主要技术发明如下：
1.攻克CAES系统全工况设计与调控技术，发明新原理系统。揭示了CAES系统的多过程非线性耦合的能量损失机理，建立了"过程对应-参数匹配”的CAES系统设计理论，建成了系统全工况优化与调控设计体系，发明了超临界CAES等先进CAES系统，解决了传统CAES的主要技术瓶颈。
2.攻克高效宽负荷压缩机和膨胀机的多级全三维协同设计技术，发明多种宽负荷压缩机和膨胀机。建立了基于BP人工神经网络模型和多目标遗传算法的叶轮优化设计方法，实现对不同流量系数的叶轮优化设计；建立了整机变工况性能预测模型，获得了多级导叶联合调节最优运行性能图谱；建成了先进CAES系统的压缩机与膨胀机高效设计研发体系，发明了多种CAES系统的宽负荷多级压缩机和高负荷多级膨胀机。
3.攻克超临界蓄热（冷）换热器设计技术，发明高效超临界蓄热（冷）换热器。揭示了CAES系统蓄热（冷）换热器内的气液固及超临界流体的多相流动、传热和蓄热（冷）机理，利用“斜温层推移”设计理论，提出新型“内保温外承压.结构蓄冷换热器，大幅提高了蓄冷效率；创新性地提出亚临界水蓄热换热技术，发明了新型结构蓄热水箱和新型多流程换热器，大幅提高了蓄热换热器效率。
4.建立了集基础理论、关键技术和系统集成为一体的CAES系统研发设计体系，攻克了宽负荷压缩机、高负荷膨胀机、超临界蓄热（冷）换热器等关键技术，建成了国际首套性能指标优于国际1.5MW级和10MW级先进CAES示范系统。
该成果获得授权发明专利73项、其中国际专利5项，实用新型专利授权96项，CAES专利数量全球排名第一，列入规划的项目共计1882MW,促进了我国CAES技术的应用推广。
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