广东工业大学学生课外学术科技立项申报书.doc

2011年编号（免填）:广东工业大学学生课外学术科技立项申报书项目全称： 低谷电超导相变蓄热节能系统 学院名称： 材料与能源学院 申报者姓名：宋展帆 陈义锋 邹鹏 林浩宁 吴银虹 李旭涛 李国淦 项目类别： CA.自然科学类学术论文（此类只限本科生申报）B.社科类社会调查报告及学术论文 C.科技发明制作类 说明：1. 申请书各项内容均要认真填写，实事求是。文字表达要准确，书写要清晰易辨，各项内容填写不下时可自行加页。对于不合要求的申请书恕不受理。2申请书按规定时间一式三份报学校团委。复印时请用A4复印纸。3. E-mail：，联系电话：39322677、39322673，联系人：许金镇老师校团委 科技处二一一年简 表负责人情况姓 名宋展帆性别男出生年月1989.01.16学院/年级/专业/班材料与能源学院08级热电2班现学历本科学 制4 年入学时间2008项目全称低谷电超导相变蓄能系统宿舍电话手机/小令Q号码229835696电子邮箱229835696合作者情况姓 名性别年龄学历所在学院/年级/专业宋展帆男224材料与能源学院08热电2班陈义锋男224材料与能源学院08热电2班邹鹏男234材料与能源学院08热电2班吴银虹女224材料与能源学院08热电1班林浩宁男224材料与能源学院08热电1班李旭涛男224材料与能源学院08热电2班李国淦男224材料与能源学院08热电1班指导教师姓名性别职称工作单位及职务联系电话刘效洲男副教授材料与能源学院热能工程目学科分类（ E1 ）A机械与控制（包括A1.机械、A2.仪器仪表、A3.自动化控制、A4.工程、A5.交通、A6.建筑等） B信息技术（包括B1.计算机、B2.电信、B3.通讯、B4.电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括D1.生物、D2.农学、D3.药学、D4.医学、D5.健康、D6.卫生、D7.食品等） E能源化工（包括E1.能源、E2.材料、E3.石油、E4.化学、E5.化工、E6.生态、E7.环保等） F.其他（F1.哲学 F2.经济、F3.社会、F4.法律、F5.教育、F6.管理）一、 立论依据使用固体相变低谷电蓄热系统，不仅可以享受到峰谷电价和国家的优惠政策，而对于能量的有效利用和节能也非常有意义。根据国家“十五”计划，今后五年我国能源消费年均增长约3.26%，煤炭将下降3.88%，发电量年均增长约5.08%，水电、核电、天然气等清洁能源的比重达到17.88%，提高5.6%。根据国际能源机构预测，到2007年全球新能源和可再生能源的比例，将发展到世界能源构成的54%以上。可以说电做为热源比油、气、煤有着更广阔的前景。根据目前了解到的可靠信息，在山东乳山、荣城等城市国家正在建设核发电站。青岛、威海、烟台、日照、南京、上海等很多的城市投入巨资建设风力发电站。国家投入巨资建设的长江三峡，黄河小浪底等大型水力发电站，以及现在正在全球讨论和研发的太阳能蓄能技术。这些都在意味着国家对洁净、环保、节能等电力的开发和利用。电力作为最环保的能源在各国家都在使用。中国针对这些电能的开发，是为了有效利用再生能源和控制稀有资源，相对出台了中华人民共和国可再生能源法。相对电力能源的开发和建设，电力能源的使用同时也出现了浪费现象。这就是低谷电的使用。在国外低谷电有效的进行了使用。我们国家针对低谷电的使用相对比较晚，主要原因是在技术方面和国家政策方面的滞后。现在通过国家发改委和电业部门及环保部门的大力支持和政策方面的落实，对于低谷电蓄能系统的使用起到了很大的促进作用。市场前景一片光明。峰谷电价相差五倍左右，采用低谷电蓄能系统可以节约大量的运行费用，有力促进国家的节能减排事业的发展，其经济和社会意义巨大。本项目研究意义和同类研究工作国内外现状（列出主要参考文献）目前国家电力管理部门将全天用电分为四个时段:尖峰用电、峰用电、谷用电、平用电。尖峰用电是指在用电量最为集中的时间段; 峰用电是指在用电量相对集中的时间段; 谷用电是指在用电量相对较少的时间段;平用电为剩余时间段。从国家的大格局来看提倡使用低谷电不仅有利于环保，同时在使用的时候可以使电网的电量输送相对平衡，尽量减少因用电不平衡而造成的电网波动，影响电网安全运行。从发电企业来讲，减少尖峰、峰段用电量可以减少发电企业设备的投资，提高谷电时段的用电负荷可以提高发电机组的平稳运行，同时降低发电成本。对于终端用电单位来说，使用低谷电( 电价低廉)可降低企事业单位的运行成本，同时因为使用清洁能源又能做到环保。随着社会的进一步发展，能源的紧缺日益突出，国内外能源的价格也只升不降。石油、煤炭、天然气等不可再生的资源日益枯竭，已影响到了社会正常运转的大动脉，人们已转向寻找新的无污染的环保替代能源，如太阳能、核电、风能等，但因其技术与投资的原因，在短时间内得不到全面广泛的应用。低谷电能的出现，无疑为人们雪中送炭。目前，国内的低谷电蓄能装置多采用显热蓄热装置，蓄热能力小，体积庞大，应用受到限制。本项目拟采用固体蓄热介质，采用相变潜热来存储热量，体积小，无压力，安全可靠，便于推广应用。1 朱成章非蓄热电锅炉不宜推广J环保与节能，2001，(4)：18202 马达，黄鑫，王清勤，等水蓄热电锅炉作为中小型空调系统热源的应用J北京节能，2000，(5)：9113 方斌东、叶水泉，电力蓄热技术应用，制冷空调与电力机械，No2，2004；4 张志刚、赵树兴、吕建，电热蓄热系统的经济性分析，煤气与热力，Vo125 No2，20052；5 张志刚，赵树兴，吕 建电热蓄热系统的经济性分析J煤气与热力，2005，(2)：36386 熊焰，周伟国上海市应用蓄热电锅炉的技术经济性分析J能源研究与信息，2004，(2)：1031097 马达，黄鑫，王清勤，等水蓄热电锅炉作为中小型空调系统热源的应用J北京节能，2000，(5)：1012二、研究方案1、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题（一）研究目标，内容本项目旨在开发低谷电相变蓄热节能系统，技术指标要求如下：电热管利用低谷电释放热量，通过超导管加热蓄热介质，熔化后的蓄热介质再通过热超导管放热给冷水。具体内容包括：（1）蓄热介质的选取，包括蓄热体材料的蓄热密度、蓄热温度，腐蚀性的考虑以及蓄热材料热物性参数指标的确定。（2）蓄热介质的结构设计，主要是指蓄热材料的几何参数（形状和尺寸大小）的确定。（3）热超导管加工方案的确定（4）蓄热装置结构设计的计算，包括设计计算的模型建立，设计计算程序的编写，以及校核计算。（5）新型低谷电相变蓄热系统整体方案的确定，设计和加工图纸的绘制。（6）实验炉的搭建、蓄热系统的性能的测试。（二）拟解决的关键技术本项目拟解决的关键技术问题主要包括以下几个方面（1）热超导管的制作问题主要是如何保证热超导管的真空度的问题。（2）相变介质的选择问题蓄热介质的相变温度不要超过80度，而且应该多次使用无衰竭。（3）系统保温层的设计问题系统保温层的设计问题对系统热效率的高低有很大影响，应该采用轻型保温材料，减少重量。2. 拟采取的研究方法、技术路线、实验方法及可行性分析本项目采用理论计算和实验相结合的方法，研究影响低谷电相变蓄热系统运行效果的主要因素及其作用规律，找出确定各个设计参数的途径，最终确定相变蓄热系统的最佳设计参数。低谷电蓄热技术的优点很多，1. 可以减少变、配电装机容量，减少设备初投资;2. 可以利用峰谷电价差，节省运行费单位时间内用电量减少，从而可使供配电设施相应减少;3. 避免制热设备经常处于部分负荷状态运行而导致使用效率降低;4. 有利于平衡用电负荷的峰谷差，缓解供电矛盾;5. 自动化水平高、运行安全可靠，可以更加灵活地调节和平衡供热方式;6. 不产生污染、噪音，属于所在地区的“0”排放，环保意义大。3. 本项目的创新之处普通蓄热系统多利用蓄热介质的显热来储存热量，效率低，体积大。本项目采用相变蓄热材料，蓄热密度大，蓄放速度快，高温空气温度稳定性好，无急冷急热现象，便于推广应用4. 年度研究计划及预期进展201105 201107 查阅文献201108 201110 理论设计201111 201112 热管制作及检验201201 201202 样机制造201203 201204 性能测试201204 201205 优化整改，撰写结题报告5. 预期研究成果运行成本减低60%以上。三、研究基础1. 与本项目有关的研究工作基础及已具备的研究实验条件本项目的指导教师多年从事节能技术的研究，系统全面地掌握了低谷电蓄热燃烧的整套技术。并申请了专利。从实验方面来说，课题组所在的广东工业大学材料与能源学院有较好的实验研究条件，有热天平、1600高温箱式电阻炉（带智能控制），烟气分析仪，风速仪以及温度和压力等热工测量仪器和数据采集系统，完全具备研究能力。2. 申请人和项目组主要成员研究工作简历 申请人和项目组成员正和指导老师正在作关于低谷电超导相变蓄能系统的研究 申请人和项目组成员正在进行关于冷热电联产的流程及参数模拟与优化研究。四、申报者正在承担的其他研究项目项目名称负责或参与研究期限进 展 情 况低谷电超导相变蓄热节能系统一年已经完成初步装置设计五、经费概算预算支出科目（按科研业务费、实验材料费、仪器设备费、协作费顺序填写）金额（元）计 算 根 据 及 理 由科研资料费300元图书购买/文献检索等/论文发表材料费900元6根超导管，以及制作需要的电焊，及其他附属材料项目材料费1000元原材料及电热管，蓄热介质，保温材料购置费其他费用800元小型实验器材、工具购置费及测试费合计3000.00元六、申报者所在单位审查意见（对立项的意义，项目的特色、创新、研究方案的可行性、研究人员素质、研究计划实施所需条件是否有保证等签署具体意见，并说明是否通过形式审查）指导教师意见本项目的学生团队有扎实的专业基础，项目本身有重大的实用价值，学校实验室有良好的实验条件，