液态空气储能系统蓄冷工质筛选及其热物性研究

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基本信息

  • 批准号：
    51706235
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    安保林
  • 依托单位：
    中国科学院理化技术研究所
  • 学科分类：
    E0606.热物性与热物理测试技术
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Large scale energy storage technology can smooth the volatility of renewable energy sources such as wind power and adjust the power grid peak valley, thus, is crucial for the sustainable development of energy industry. Liquid air energy storage (LAES) technology has the advantages of long service life, environmental friendliness, high energy storage density and low storage pressure. Therefore, the LAES has much potential in the application of large energy storage technology. The efficiency of cool storage system has significant influence on the LAES. However, the research on liquid cool storage cycle, cool storage working fluid selection method and the corresponding thermophysical properties is still insufficient, which make it more difficult to optimize the cool storage system. In this project, the research on the cool storage cycle of liquid air energy storage system will be carried out to obtain the optimal cool storage cycle. Then, an active cool storage working fluid selection method will be set up from the atomic (group) level, based on the demand of the working fluid thermophysical properties from the optimal cool storage cycle. Finally, the thermophysical property research on the possible cool storage working fluids will be improved, laying a foundation for the precise design of the high efficiency cool storage system.
大型储能技术可抚平风能等可再生能源的波动性、调节电网峰谷差，对能源行业的可持续发展至关重要。液态空气储能技术具有长寿命、环保无污染、高储能密度和低储存压力等优点，极具应用潜力，其核心在于蓄冷系统的高效性。但目前液相蓄冷循环、蓄冷工质的筛选和相应的热物理性质研究仍有不足之处，对蓄冷系统的最优化设计产生了一定的制约。本项目将针对液态空气储能系统蓄冷循环与空气的压缩和膨胀过程匹配特性，开展理论分析和实验测试，获得最优蓄冷循环的构建原则；基于蓄冷循环对工质热物理性质的需求，建立从原子(基团)层面出发的蓄冷工质主动筛选体系；完善备选工质的热物理性质研究，为高效蓄冷系统的精确设计奠定基础。

结项摘要

液态空气储能技术是一种很有前景的大规模储能技术，但其关键物理过程——蓄冷过程的基础研究尚不充分。因此，本项目基于液态空气储能系统的主要热力过程，开展了不同压缩和膨胀压力等条件下，空气侧从超临界状态到压缩液态之间的物性变化规律，进行了蓄冷级数分析工作，获得了系统整体效能随蓄冷级数的变化规律；以100 kW级液相空气储能平台为对象，开展实际系统蓄冷级数的划分以及每一级的温位确定工作，初步筛选了响应的蓄冷工质并进行系统蓄冷效率实验；提出基于固液相变蓄冷的液态空气储能流程，通过热力学模拟计算系统研究了储能压力、释能压力和最小相变传热温差等关键参数对系统储能效率和蓄冷级数的影响规律；开展了主动式蓄冷工质筛选研究，探索了基于分子基团贡献的最优工质筛选方法；测量了新型环保流体工质基础热物性参数；开展了液态空气储能的低温节流过程机理研究，结合本课题组廊坊 100 kW 液态空气储能平台研究了低温液态增压过程对系统整体性能的影响；总结液化天然气 (LNG) 冷能的利用现状，探索了基于液态空气储能系统蓄冷循环高效利用LNG冷能的方法，进一步建立了综合利用LNG冷能与化学能的多元化联合循环，开展了该循环的性能分析；针对液态空气储能系统间歇运行的特性，分析非稳态过程的影响，提出了抑制非稳态影响的方法；研究液态空气储能系统空气复温膨胀的补热过程，探索了基于太阳能热利用的补热流程，太阳能传热储热过程以及高效太阳能利用方法, 为液态空气储能技术的应用打下基础。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Key parameter influence mechanism and optimal working fluid screening correlation for trans-critical organic Rankine cycle with open type heat sources
开放式热源跨临界有机朗肯循环关键参数影响机理及最佳工质筛选关联
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2020.119084
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Zhai Huixing;Shi Lin;An Qingsong;Wang Suilin;An Baolin
  • 通讯作者：
    An Baolin
Design and testing of a high performance liquid phase cold storage system for liquid air energy storage
液态空气储能高性能液相冷库系统设计与测试
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2020.113520
  • 发表时间：
    2020-12
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    An Baolin;Chen Jiaxiang;Deng Zhang;Zhang Tao;Wang Junjie;Yang Luwei;Chang Xinjie
  • 通讯作者：
    Chang Xinjie
Thermodynamic analysis of a peak shaving power station based on the liquid air energy storage system with the utilization of LNG in the LNG terminal
LNG接收站液化空气储能调峰电站热力分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Energy Technology
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Guo Luna;Ji Wei;An Baolin;Hu Jianying;Gao Zhaozhao;Fan Xiaoyu;Wang Junjie
  • 通讯作者：
    Wang Junjie
液态空气储能系统低温泵水力特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    低温工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张涛;安保林;陈嘉祥;杨鲁伟;周远;王俊杰
  • 通讯作者：
    王俊杰
Performance and parameter sensitivity comparison of CSP power cycles under wide solar energy temperature ranges and multiple working conditions
太阳能宽温区、多种工况下CSP功率循环性能及参数灵敏度比较
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2020.112996
  • 发表时间：
    2020-08
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Zhai Huixing;Wang Suilin;An Baolin;Dai Xiaoye
  • 通讯作者：
    Dai Xiaoye

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其他文献

边界层效应对定程干涉法声速测量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    安保林;刘强;段远源
  • 通讯作者：
    段远源
Measurements of the Viscosity and Thermal Conductivity of a Gas at Definitive Thermodynamic States
确定热力学状态下气体的粘度和热导率的测量
  • DOI：
    10.3866/pku.whxb201602195
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Acta Physico-Chimica Sinica
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    安保林;杨富方;杨震;段远源;于养信
  • 通讯作者：
    于养信
定容法液相pVT实验系统的研制及初步测试
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    热科学与技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    安保林;段远源;谭龙山;杨震
  • 通讯作者：
    杨震
分子弛豫对定程干涉法气相声速测量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    安保林;刘强;段远源;于养信
  • 通讯作者：
    于养信
Vapor Pressure of HFE 7100
HFE 7100 的蒸气压
  • DOI：
    10.1021/acs.jced.5b00089
  • 发表时间：
    2015-04
  • 期刊：
    Journal of Chemical and Engineering Data
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    安保林;段远源;谭龙山;杨震
  • 通讯作者：
    杨震

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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