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电力行业的中国“黑科技”
时间:2018-07-12 13:48:36

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今天我们来盘点一下电力行业中,

我国拥有的世界级电力“黑科技”。

- 继电保护 -

继电保护在电力行业充当着应急措施的角色。以最简单的情形为例,当电线发生短路,断路器跳闸切断故障。但假如断路器也出现故障无法跳闸,就由跟它相连的上一级设备切除。

同样的道理,电力系统也是互联的,问题是如何才能防止故障扩大,避免停电损失。中国继电保护技术成为全世界之最,原因是八九十年代时,中国电力系统薄弱,动辄发生故障。时间久了,自然久病成医。

总的来说,无论是理论、规范规程、还是设备方面,中国继电保护都要比国外领先。以一组数据为例,2004年,中国500kV电网输电线路共计509条,安装了2023套微机保护,其中国产保护1063台。南瑞继保以783台,占全部保护39%的比例排名第一,远远高于西门子、ABB、GE等跨国公司。

- 交直流特高压 -

中国能源分布特征决定了西电东输的战略态势——西部地区煤矿资源丰富、水能资源丰富、日照资源丰富、风力资源丰富,而西部地区工业尚不发达、对于电能的消耗较少,西电东输将成为中国未来数十年的战略发展方向。而将电压等级提高,可以大大减少输电损耗,提高输电效率。

经过十余年努力,我国全面掌握了特高压核心技术,特高压交直流设备国产化率均超过90%,在国际市场打破了跨国公司的长期垄断。

- 高温气冷堆——第四代核反应堆技术 -

通过回顾核电发展历程,可以看出高温气冷堆的先进性。

第一代为早期原型反应堆,主要目的是验证核电在工程实施上的可行性。第二代在第一代核电技术的基础上建成,进一步实现了商业化、标准化,包括压水堆、沸水堆和重水堆等堆型。这一代技术进一步证明了核电的可行性和经济性,也是世界上广泛建设和使用的主力堆型。但是,美国的三里岛事故和俄罗斯的切尔诺贝利事故敲响了警钟,引起了公众对于核电技术的广泛质疑,也让核电技术的发展陷入寒冬。进而,第二代改进型核电站(俗称“二代加”)应运而生,其主要特点是增设了氢气控制系统、安全壳泄压装置等,安全性能得到显著提升。我国目前运行的绝大多数核电站均为二代加技术。

第三代核电技术则是在第二代及二代加技术的基础上,进一步强调了核电技术的安全性和经济性而设计的,其主力堆型为美国的非能动AP1000核电站及欧洲的EPR核电站。我国在这方面以引进技术为主。

第四代核电技术,这个概念是在1999年6月召开的美国核学会年会上提出的,会议提出了未来核电技术的技术要求。我国的高温气冷堆技术便属于第四代核反应堆技术。

这项技术已经开始向商业化进行转变,商用60万千瓦高温堆江西瑞金核电项目初步可行性研究报告日前已通过专家评审,有望成为世界首座商用第四代核电站。

- 超超临界燃煤发电技术 -

按照国家制订的2020年电力发展规划,我国发电装机容量将从目前的4亿千瓦增加到2020年9亿千瓦,其中燃煤机组将达到5.8亿千瓦。

新一代发电设备应具备可靠、大型、高效、清洁、投资低等性能;能够替代现有的300MW和600MW亚临界机组,成为装备电力工业的主流机型;同时国内设备制造企业经过努力后能够具备生产能力,能够形成规模生产和市场竞争局面。

分析国际上燃煤发电技术的发展趋势,将采用两种技术路线来提高效率和降低排放。其一是利用煤化工中已经成熟的煤气化技术,集成蒸汽燃气联合循环技术实现高效清洁发电,其代表技术为IGCC。此技术提高能效的前景很好,但因系统相对复杂而造成投资偏高的问题需要解决。目前正在烟台电厂建设一台300或400MW等级的IGCC示范机组,为今后的发展作好技术储备。另一个发展方向是通过提高常规发电机组的蒸汽参数来提高效率,即超临界机组和超超临界机组。超超临界机组在发达国家已经实现了大容量、大批量生产。通过努力我国可以较快实现国产化能力,降低设备成本。

如果我国600MW等级的燃煤机组采用超超临界技术,供电煤耗278g/kWh,比同容量亚临界机组的煤耗减少30克/kWh,按年运行5500小时计算,一台600MW超超临界机组可比同容量亚临界机组节约标煤6万吨/年,同时二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物以及二氧化碳排放将大大减少。采用超超临界燃煤发电技术对于节约资源消耗、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。


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