华北电力大学能源动力与机械工程学院-37000dcm威尼斯

一、发展历史与概况

能源是人类文明进步的重要物质基础和动力，能源安全高效利用是实现碳达峰碳中和目标的重要途径。本研究团队在电站服役安全和能源高效利用领域已有20多年的研究历史，积累了丰富的研究基础和技术储备。针对电站安全高效利用领域，在服役环境金属破坏机理、陶瓷膜回收烟气水分、激光熔覆方法等方面取得了机理性突破，在超超临界电站服役安全、表面强化、脱水净水，以及太阳能光伏/光热综合利用关键技术和系统开发商积累了丰富的工程应用经验。

在“碳达峰、碳中和”新形势下，研究所发挥在电站设备服役安全、表面处理、烟气脱水、废水处理及新能源高效利用领域的研究优势，在火力发电安全高效利用技术、新能源安全高效利用技术、氢能安全高效利用技术方向上开展人才培养、科学研究和社会服务工作。

二、主要研究方向和领域

1. 火力发电安全高效利用技术

包括超临界水环境腐蚀和应力腐蚀性能、燃煤/生物质/垃圾焚烧烟气环境金属高温腐蚀性能、高温金属材料力学性能及寿命评估、耐磨损耐高温复相陶瓷熔覆层、低成本陶瓷复合膜开发及烟气水分高效回收系统、膜法烟气co₂捕集及co₂资源化利用、废水扩容蒸发/热膜耦合处理技术、燃煤和生物质炉膛温度声学检测、智慧电厂设备温度场可视化、声波团聚和声波除雾技术等。

2. 新能源发电安全高效利用技术

包括太阳能光伏/光热综合利用技术及关键部件研发、超临界co₂环境金属氧化/碳化耦合腐蚀行为、超临界co₂环境-力学交互作用破坏机理、太阳能热发电熔盐腐蚀机理、激光喷丸表面强化技术、化学法制氨及氨燃气轮机关键部件研发、基于大数据的光伏故障诊断与健康评价技术、能源数据可视化及数字孪生技术、冷/热/电/气多联供系统集成优化技术、综合能源系统多时空尺度调控机理与策略研发等。

3. 氢能安全高效利用技术

包括金属材料氢脆机理、临氢环境下裂纹萌生和扩展机理、制储运材料氢环境相容性、氢气泄漏/扩散/燃烧及爆炸特性、氢安全事故演化及应急响应机制、氢安全评估方法及基于氢风险的设计技术、高适应性碱性电解水制氢技术、sofc连接体氧化/碳化机理及涂层技术、氢能及其系统的技术经济评价、全生命周期评价、系统集成优化技术等。

三、师资力量

研究所目前拥有教授4人，副教授6名，讲师7名，在读博士/硕士研究生100余人。

四、研发平台

本团队依托“国家火力发电工程技术研究中心”和“电站能量传递转换与系统教育部重点实验室”建设，拥有超临界流体氧化试验平台（725℃，25mpa）、超临界流体应力腐蚀开裂试验平台（650℃，25mpa）、燃气锅炉烟气膜法水分回收实验台（2000m³）、粉煤灰基陶瓷膜制备平台、烟气/氨燃烧高温热腐蚀实验平台（1100℃）、全尺寸高温热疲劳试验平台、聚光光伏光热综合利用平台、lcpv/t耦合吸收式溴化锂制冷平台、炉膛温度场声学可视化技术平台、高温疲劳试验机、高温蠕变松弛试验机、高低温冲击试验机、氢泄露模拟试验平台、孔径分析仪、高速摄像机等试验检测平台、700w脉冲熔覆yag激光器、3kw半导体固体激光器3台、复合锅炉管制造试验台3套、磨粒磨损试验机、高温冲蚀试验机、高温及常温腐蚀试验台、高温摩擦磨损试验机、原子力显微镜等，能够满足各类金属材料性能、表面强化、能源高效利用方面检测和试验需求。

五、学术情况与国际合作

团队长期从事电站服役安全、表面强化技术、能源高效利用领域研究工作，承担多项国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点、面上项目等，取得了高水平研究成果和创新性突破技术。在energy conversion and management、corrosion science、international journal of fatigue、journal of nuclear materials、materials characterization、separation and purification technology、energy、desalination、applied thermal engineering、oxidation of metals、中国电机工程学报、动力工程学报、中国腐蚀与防护学报等国际国内高水平学术期刊发表论文500余篇，获得授权专利数十项，参与制定国家标准8项、行业标准3项。研究成果获得国家科技进步二等奖1项、中国电力科学技术奖一等奖2项、河北省科学技术进步奖二等奖1项、教育部科学技术进步奖一等奖和二等奖各1项、中国国际高新技术交易会优秀产品奖1项、中国国际工业博览会创新奖1项。

团队成员曾在美国麻省理工学院、美国普林斯顿大学、德国斯图加特大学、丹麦技术大学、加拿大阿尔伯塔大学、西澳大学等国际知名高校交流学习，并与国内包括清华大学、西安交通大学、北京科技大学、北京工业大学、钢铁研究总院、华能集团清洁能源技术研究院、国家能源集团新能源研究院在内的多家研究机构具有深入合作关系。研究所希望与国内外更多研究团队及企事业单位开展学术交流与技术合作，将能源安全高效利用研究所建设成为学术水平高、技术实力强、多学科交叉的特色研究所。