新能源技术电子教案

新能源技术电子教案内容摘要：

剂 (载热剂 )材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆； 根据慢化剂 (减速剂 ) 分 为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆 根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆； 根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆； 根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆，等等。 核反应堆概念上可有 900 多种设计，但现实能由理论到实际的是很少的。 2 压水堆 使用加压轻水（ h2o）作冷却剂和慢化剂，且水在堆内不沸腾的核反应堆。 燃料为加浓铀。 当铀235 的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出 2— 3 个中子。 这裂变产生的中子又去轰击另外的铀 235 原子核，引起新的裂变。 如此持续进行就是裂变的链式反应。 链式反应产生大 量热能。 用循环水带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。 导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。 高温高压水将热能带到蒸汽发生器，产生的水蒸汽推叶片，让发电机发电。 课堂答疑（ 5 分钟） 教学方法 ： 通过课件多媒体教学和在黑板上讲解 相结合，并通过图片理论联系实际进行讲解。 辅助手段：多媒体演示。 师生互动：问题提问与回答，联系实际进行讲解 作业及课外训练： 通过网络和图书馆深入了解本节所学的发电技术。 参考资料（含参考书、文献等）： 《新能源发电技术》，王长贵，中国电力出版社， 2020 年 《中国能源 50 年》 周凤起主编 中国电力出版社， 2020 年 《中国新能源的开发与利用》 王长贵等编著 能源出版社， 1986 年 课后自我总结分析： 周 次 第 周，第 8 次课 编写时间 章节名称 第四章 核能发电技术 教学目的与要求： 使学生掌握核能发电技术的基本原理 教学重点和难点： 压水堆核电厂及其一般工作原理 教学组织（含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等） 教学内容、时间分配与板书设计： 压水堆核电厂及其一般工作原理 核反应堆 的控制原理 压水堆本体的基本结构和工作特点 压水堆核电厂的系统布置 核电厂的辐射防护与三废处理 核电厂的辐射防护 核电厂的三废处理 （ 1） 废水 ：储存衰变法，蒸发法，离子交换法 （ 2） 废气 （ 3） 放射性固体废物 核电厂乏燃料的处理 课堂答疑（ 5 分钟） 教学方法 ： 通过课件多媒体教学和在黑板上讲解 相结合，并通过图片理论联系实际进行讲解。 辅助手段：多媒体 演示。 师生互动：问题提问与回答，联系实际进行讲解 作业及课外训练： 通过网络和图书馆深入了解本节所学的发电技术。 参考资料（含参考书、文献等）： 《新能源发电技术》，王长贵，中国电力出版社， 2020 年 《中国能源 50 年》 周凤起主编 中国电力出版社， 2020 年 《中国新能源的开发与利用》 王长贵等编著 能源出版社， 1986 年 课后自我总结分析： 周 次 第 周，第 9 次课 编写时间 章节名称 第五章 垃圾发电技术 教学目的与要求： 使学生掌握垃圾发电技术的基本原理 教学重点 和难点： 垃圾卫生填埋场沼气发电技术 教学组织（含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等） 教学内容、时间分配与板书设计： 城市垃圾及其处理 近十年来，我国城市垃圾产生量大幅度增加。 自 1979 年以来，我国的城市垃圾平均以每年 % 的速度增长，少数城市如北京的增长率达 15－ 20%。 2020 年城市生活垃圾产生量已达 亿吨，预计到 2020 年将达到 亿吨。 我国城市生活垃圾构成拥有以下变化趋势： （ 1）有机物增加； （ 2）可燃物增多； （ 3）可回收利用物增多； （ 4）可利用价值增大。 垃圾发电技术及设备 垃圾焚烧发电技术 垃圾焚烧发电设备 垃圾卫生填埋场沼气发电技术 垃圾填埋气发电技术是一门专项应用技术，是随着社会发展而产生的，它的应用领域比较狭窄，但应用技术设计的学科跨度比大，面也较广，技术应用后带来的直接社会作用效果和影响面都很大，甚至可以说和每一个人的生活都息息相关，它在为每一个人提供一定程度的服务。 掌握这门技术，本身能提高学生多方面知识和工作技能，同时能让理解这项技术的人对社会、 生活产生更加深刻的理解，技术应用的外延富有哲理性 —— 在废、宝的相对性、社会发展的持续性和理性的社会发展观三个方面。 未来新趋势 —— 废弃物气化再生能源发电 垃圾焚烧发电的污染控制 垃圾发电技术的发展与现状 国外垃圾发电技术的发展与现状 垃圾焚烧处理方法是早在 1901 年由美国人提出的。 当初，主要任务是使垃圾减容，但由于当时垃圾燃烧的烟尘无法控制，一直未能得到广泛利用。 到 60 年代，随着烟气处理技术的进步，这种焚烧处理垃圾方法在欧洲得到了普及和发展。 日本最早的垃圾发电站 1965 年建于大阪市，目前有垃圾焚烧炉约 3000 座，垃圾发电站 131 座，总装机容量 650MW。 到 2020 年垃圾发电容量达到 2020MW。 垃圾日处理能力 1000t/d 以上 (最大为1800t/d)的垃圾发电站 8 座， 1995 年建成一座最大的垃圾电站，发电容量 24MW。 日本早期垃圾电站为防止炉管腐蚀，采用低参数，发电效率较低，仅为 10%15%，现正谋求提高到 30%。 美国垃圾焚烧厂发展很快，至 1990 年，已建 400 座，焚烧率达 18%，到 2020 年提高到 40%。 美国垃圾发电已达 2020MW，最近在建的有日处理垃圾 2020t/d、蒸汽温度达 430450℃ 、发电量为 85MW 的垃圾电站。 英国最大的垃圾电站位于伦敦，共有 5 台滚动炉排式锅炉，年处理垃圾 40 万吨。 法国现有垃圾焚烧锅炉 300 多台，可处理 40%城市垃圾，巴黎有 4 台日处理垃圾 450t/d 的马丁式锅炉。 德国拥有世界上最高效率的垃圾发电技术，至 1998 年有 75 台垃圾焚烧锅炉。 新加坡垃圾焚烧处理率达 100%， 1986 年建成一座 2700t/d 垃圾电站。 我国垃圾发电技术的现状与发展 国内若干大中城市已建成和在建的一些垃圾发电项目有： 深圳市已建成 3x150t/d 垃圾发电厂， 2 号机系日本进口三菱 马丁式炉排焚烧炉， 3 号机为采用 杭锅 与三菱合作的 150t/d 马丁式炉排焚烧炉，三台机组共发电 4000kW。 珠海已建成 3200t/d 焚烧炉， 1999 年投运。 北京计划 2020 年建成一座日处理垃圾 1272t/d 的大型现代化垃圾电站，采用国外进口设备，整个工程造价 亿元。 上海引进法国设备在浦东建造一座日处理垃圾 1000t/d 垃圾电站，带 2 台 8500kW 发电机，工程投资 亿元。 课堂答疑（ 5 分钟） 教学方法 ： 通过课件多媒体教学和在黑板上讲解 相结合，并通过 图片理论联系实际进行讲解 . 辅助手段：多媒体演示。 师生互动：问题提问与回答，联系实 际进行讲解 作业及课外训练： 通过网络和图书馆深入了解本节所学的发电技术。 参考资料（含参考书、文献等）： 《新能源发电技术》，王长贵，中国电力出版社， 2020 年 《中国能源 50 年》 周凤起主编 中国电力出版社， 2020 年 《中国新能源的开发与利用》 王长贵等编著 能源出版社， 1986 年 课后自我总结分析： 周 次 第 周，第 10 次课 编写时间 章节名称 第六章 风力发电技术 教学目的与 要求： 使学生掌握垃圾发电技术的基本原理 教学重点和难点： 风的产生与特性 , 风力机的工作原理 教学组织（含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等） 教学内容、时间分配与板书设计： 风与风力资源 风的产生与特性 风与风能的形成成因： ，引起大气层中压力分布不均，空气沿水平方向运动，形成风。 风力资源 风能丰富区 东南沿海、山东半岛、辽东半岛 三北地区 松花江下游区 风能较丰富区 东南沿海内陆和渤海沿海区 三北的南部区 青藏高原 风能可利用区 两广沿海区 大小兴安岭地区 中部地区 风能贫乏区 川云贵和南岭山地区 雅鲁藏布江和昌都区 塔里木盆地西部区 风能计算与风力机原理 风能资源用风速、风级、风能密度等指标衡 风速定义：单位时间内空气在水平方向所移动的距离。 可用风速仪测量，单位为 m/s。 有效风速： 320m/s 风能的参数与测量 风能密度 通过截面积的风所含的能量，常以 W/m2 表示。 • 风能密度与空气密度有直接关系 • 一般，海 边地势地，气压高，空气密度大，风能密度就高。 高山气压低，空气稀薄，风能密度就小些。 • 如果高山风速大、气温低仍有相当大的风能潜力。 风能的计算 风能密度的计算公式： 风能 ω = 3A 风能密度 W=（ ρ ∑ Niν i3） /（ 2N） 式中 W—— 平均风能密度， W/m2 ν i—— 等级风速， m/s Ni—— 等级风速 ν i 出现的次数 N—— 各等级风速出现的总次数 ρ —— 空气密度， kg/m3 全国风能储量估算 – 指离地 10m 高度层上的风能资源量 – 在地图上画 10W/m2, 25W/m2, 50W/m2, 100W/m2, 200 W/m2 的风能密度等值线，根据风能密度和面积估算风能资源储量 – 中国陆地上 10m 高度层上可开发的风能储量为 亿千瓦 风力机的工作原理 风力发电的原理 风力发电机的组成 • 风轮（空气的动能 风轮旋转的机械能）空气动力学的升力、阻力 • 发电机（包括传动装置） • 调向器（尾翼） • 塔架 • 限速安全机构 • 储能装置 风力发电系统的种类 • 并网的风电系统 • 涡轮风机产生电力 进入交流变频系统 转换为交流电网频率的交流电 进入电网 • 由于风电的输出功率不稳定 风电场装机容量 占所接入电网的比例不宜超 5%10%， 且电网需配备一定的备用负荷 • 独立的风电系统 向用电负荷供电 风力发电 逆变器 直流电 蓄电池 • 混合型风电系统 • 风力发电 +柴油机发电 • 风力 +（水电解制氢 +氢能发电） 课堂 解答： （ 5 分钟） 教学方法 ： 通过课件多媒体教学和在黑板上讲解 相结合，并通过图片理论联系实际进行讲解。 辅助手段：多媒体演示。 师生互动：问题提问与回答，联系实际进行讲解 作业及课外训练： 通过网络和图书馆深入了解本节所学的发电技术。 参考资料（含参考书、文献等）： 《新能源 发电技术》，王长贵，中国电力出版社， 2020 年 《中国能源 50 年》 周凤起主编 中国电力出版社， 2020 年 《中国新能源的开发与利用》 王长贵等编著 能源出版社， 1986 年 课后自我总结分析： 周 次 第 周，第 11 次课 编写时间 章节名称 第六章 风力发电技术 风力发电原理及设备 教学目的与要求： 使学生掌握风力发电技术的基本原理 教学重点和难点： 风力发电原理及设备 教学组织（含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等） 教学内容、时间分配 与板书设计： 风力发电原理及设备 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。 依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。 小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。 风力发电机由机头、转体、尾 翼、叶片组成。 每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是 13～ 25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。 然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 2。