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节省上亿元成本!中国团队这套方案,为“超级充电宝”护航

转载自:科技日报(记者 朱虹 通讯员 赵琳琳)

全球最大盐穴压缩空气储能电站今年在江苏全面投运。记者了解到,这座超级电网“充电宝”顺利落地的背后,离不开哈尔滨工程大学科研团队的硬核技术加持,通过数字化仿真技术,为核心设备规避风险、省下超亿元试验成本。

压缩空气储能电站U型管熔盐换热器。图片来源:哈尔滨工程大学

什么是盐穴压缩空气储能?简单来说,就是靠空气储能、零污染发电的超级储能装置。

电站利用地下1500米的天然盐穴当“储电仓库”:用电低谷时段,利用剩余电力压缩空气存入盐穴;用电高峰时段,释放高压空气推动发电机发电。

整套储能系统里,熔盐换热器是“核心心脏”,掌控着全程能量转运,直接决定电站能否安全、稳定、高效运转。

这颗巨型“心脏”体量惊人,长16米、高6米,工作环境极其严苛,需要长期耐受高温、高压,还要反复经受冷热循环考验,单台造价就高达上亿元,设备设计和运行的容错率极低,一旦出现问题,损失不可估量。

针对这一核心难题,哈工程核科学与技术学院反应堆工程研究团队凭借高精度仿真技术,为巨型熔盐换热器做了一次全维度数字问诊、全方位虚拟体检。

超大设备带来海量仿真计算,复杂结构优化难度极高,为突破算力瓶颈,团队在保证计算精度的前提下,创新优化流-热耦合仿真模型、搭建缩比模型,反复比对测算,敲定“下进上出”最优进盐方案,成功将设备压降降低15%。

同时,通过热-结构耦合仿真技术,精准锁定U型弯管等应力高危区域,为设备结构加固、材料选型提供了精准的数据支撑,从根源上规避了冷热交变工况下的设备失效风险。

这套专属“数字处方”不仅让巨型换热器一次研发成型、完美适配运行工况,直接规避数亿元试错损失,大幅缩短设备研发周期,还让核心设备在高温高压的严苛环境中稳定运行,解决设备“疲劳隐患”,为电站长效安全运转筑牢双重保障。