本書以能源資源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、存儲及高效利用為主線，內(nèi)容包括緒論、常規(guī)化石能源及其利用、可再生能源及其利用、儲能材料與儲能技術(shù)、電能的生產(chǎn)及其裝備、航天航空與交通運(yùn)輸動力裝備、制冷與低溫工程、能源與環(huán)境、節(jié)能與能源安全、能源發(fā)展新紀(jì)元等，較為系統(tǒng)地介紹了能源動力工程領(lǐng)域的各分支學(xué)科知識，簡述了我國在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展歷程及未來趨勢。
本書兼顧專業(yè)性與通俗性，可作為高等學(xué)校能源與動力工程、新能源科學(xué)與工程、儲能科學(xué)與工程、環(huán)境科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)的教材使用，也可作為能源動力領(lǐng)域工程技術(shù)人員和科研人員的參考資料，還可供相關(guān)行業(yè)的技術(shù)管理人員借鑒學(xué)習(xí)。
楊其國，現(xiàn)任上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院院長、教授，博士生導(dǎo)師。2004年入選“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家人選，2009年獲“全國杰出專業(yè)技術(shù)人才”榮譽(yù)稱號。長期工作在設(shè)計、生產(chǎn)一線，致力于大型火電、核電、蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電汽輪機(jī)組及相關(guān)透平機(jī)械的科學(xué)研究和工程設(shè)計。獲國家科技進(jìn)步一等獎1項，國家科技進(jìn)步二等獎4項。
第1章緒論1
1.1能源概述1
1.1.1能源的分類1
1.1.2能源的轉(zhuǎn)換、輸送和儲存2
1.2能源與社會3
1.2.1能源與人類社會發(fā)展3
1.2.2能源與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展4
1.3能源資源5
1.3.1全球能源資源現(xiàn)狀6
1.3.2我國能源資源現(xiàn)狀6
1.4我國能源與動力工程發(fā)展前景7
1.4.1能源與動力工程概述7
1.4.2我國能源與動力發(fā)展趨勢與政策8
參考文獻(xiàn)10
第2章常規(guī)化石能源及其利用11
2.1煤炭及其利用11
2.1.1煤的形成與性質(zhì)12
2.1.2煤的清潔利用技術(shù)14
2.2石油及其利用30
2.2.1石油的形成及特性30
2.2.2石油資源與開采31
2.2.3石油煉制及產(chǎn)品37
2.2.4中國石油產(chǎn)能簡況39
2.3天然氣及其利用40
2.3.1天然氣的形成及特性40
2.3.2天然氣資源與開采41
2.3.3天然氣的利用44
2.3.4中國天然氣產(chǎn)能簡況46
參考文獻(xiàn)48
第3章可再生能源及其利用49
3.1太陽能51
3.1.1太陽能資源51
3.1.2太陽能分布51
3.1.3太陽能特點(diǎn)52
3.1.4太陽能應(yīng)用52
3.2風(fēng)能57
3.2.1風(fēng)能資源57
3.2.2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)59
3.2.3產(chǎn)業(yè)發(fā)展61
3.3生物質(zhì)能62
3.3.1生物質(zhì)的物理轉(zhuǎn)化和化學(xué)轉(zhuǎn)化63
3.3.2生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化65
3.4氫能66
3.4.1氫的制取66
3.4.2氫的儲存和運(yùn)輸68
3.5核能69
3.5.1概述69
3.5.2核能的優(yōu)勢70
3.5.3核燃料71
3.5.4海洋的核資源72
3.6地?zé)崮?3
3.6.1地?zé)豳Y源及其特點(diǎn)73
3.6.2地?zé)岚l(fā)電74
3.6.3地源熱泵75
3.7海洋能76
3.8水能77
3.8.1簡況77
3.8.2水力發(fā)電技術(shù)78
參考文獻(xiàn)81
第4章儲能材料與儲能技術(shù)83
4.1引言83
4.2機(jī)械儲能84
4.2.1抽水儲能84
4.2.2壓縮空氣儲能85
4.2.3飛輪儲能86
4.3電化學(xué)儲能86
4.3.1鉛酸蓄電池86
4.3.2鋰離子電池88
4.3.3鎳基堿性二次電池90
4.3.4燃料電池91
4.3.5其他種類電池94
4.4熱質(zhì)儲能96
4.4.1顯熱儲熱技術(shù)96
4.4.2相變儲熱技術(shù)96
4.4.3相變儲熱材料97
4.4.4相變儲熱工程應(yīng)用100
4.4.5化學(xué)儲熱技術(shù)100
4.5電磁儲能101
4.5.1超導(dǎo)儲能技術(shù)102
4.5.2超級電容器儲能103
4.6儲氫104
4.6.1儲氫概述104
4.6.2壓力儲氫105
4.6.3低溫儲氫105
4.6.4固態(tài)儲氫106
4.7氣體水合物儲能技術(shù)107
4.7.1天然氣水合物儲氣107
4.7.2氣體水合物蓄冷108
4.8微網(wǎng)技術(shù)與儲能110
參考文獻(xiàn)111
第5章電能的生產(chǎn)及其裝備113
5.1我國電力發(fā)展簡況113
5.2燃煤發(fā)電設(shè)備117
5.2.1概述117
5.2.2鍋爐120
5.2.3汽輪機(jī)122
5.2.4輔機(jī)設(shè)備125
5.3燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備128
5.3.1用于發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)簡況128
5.3.2燃?xì)廨啓C(jī)129
5.3.3余熱鍋爐130
5.3.4示范工程131
5.4清潔高效發(fā)電技術(shù)133
5.4.1燃煤發(fā)電技術(shù)133
5.4.2電力環(huán)保技術(shù)137
5.4.3新型動力循環(huán)發(fā)電143
5.5核能發(fā)電144
5.5.1基本原理145
5.5.2主要設(shè)備145
5.5.3安全保障148
5.6智慧能源與新型電力系統(tǒng)151
5.6.1能源互聯(lián)網(wǎng)151
5.6.2綜合能源系統(tǒng)152
5.6.3虛擬電廠152
參考文獻(xiàn)154
第6章航天航空與交通運(yùn)輸動力裝備155
6.1航天動力裝置155
6.1.1航天器及火箭發(fā)動機(jī)簡況155
6.1.2固體火箭發(fā)動機(jī)159
6.1.3液體火箭發(fā)動機(jī)160
6.1.4電火箭發(fā)動機(jī)161
6.1.5核火箭發(fā)動機(jī)162
6.2航空動力裝置162
6.2.1航空發(fā)動機(jī)發(fā)展簡況162
6.2.2航空活塞式發(fā)動機(jī)166
6.2.3航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)167
6.3陸地交通工具動力裝備169
6.3.1汽車動力裝備發(fā)展簡況169
6.3.2軌道交通工具動力裝備發(fā)展簡況171
6.3.3汽車內(nèi)燃機(jī)173
6.3.4電動汽車動力裝備175
6.3.5軌道交通工具動力裝備176
6.4水上交通動力裝備177
6.4.1水上交通工具動力裝備發(fā)展簡況177
6.4.2船用蒸汽輪機(jī)182
6.4.3船用燃?xì)廨啓C(jī)183
6.4.4船用柴油機(jī)184
參考文獻(xiàn)185
第7章制冷與低溫工程186
7.1制冷與低溫技術(shù)發(fā)展簡況186
7.1.1制冷技術(shù)發(fā)展簡況186
7.1.2低溫技術(shù)發(fā)展簡況187
7.2制冷技術(shù)與環(huán)境問題188
7.2.1制冷劑對環(huán)境的影響188
7.2.2制冷空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)的節(jié)能問題189
7.3制冷技術(shù)與冷鏈190
7.3.1食品儲運(yùn)中的冷鏈技術(shù)190
7.3.2食品生產(chǎn)過程中的制冷技術(shù)和設(shè)備191
7.3.3冷庫193
7.3.4冷藏運(yùn)輸設(shè)備和裝置194
7.3.5輕型商用制冷技術(shù)與設(shè)備195
7.3.6冰箱196
7.4制冷技術(shù)與人工環(huán)境197
7.4.1空調(diào)技術(shù)及設(shè)備198
7.4.2熱泵技術(shù)及設(shè)備203
7.4.3制冷技術(shù)與冰雪運(yùn)動206
7.5制冷低溫技術(shù)與氣體液化分離206
7.5.1低溫空分系統(tǒng)和裝置207
7.5.2天然氣液化系統(tǒng)和裝置210
7.6制冷低溫技術(shù)與生命科學(xué)213
7.6.1生物樣本低溫保存及樣本庫建設(shè)與管理213
7.6.2食品、藥品及生物制品的冷凍干燥215
7.6.3低溫醫(yī)療裝備216
7.7制冷低溫技術(shù)與國防航天217
7.7.1飛機(jī)環(huán)境控制及地面保障裝備217
7.7.2低溫火箭燃料218
7.7.3紅外探測器的低溫制冷裝置219
7.7.4低溫環(huán)境實驗裝置220
7.8制冷低溫與高科技222
7.8.1基礎(chǔ)前沿科學(xué)對制冷低溫的需求222
7.8.2大科學(xué)裝置中的低溫制冷技術(shù)223
7.9中國制冷低溫行業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)224
7.9.1節(jié)能減排與低碳發(fā)展225
7.9.2新型城鎮(zhèn)化和基礎(chǔ)設(shè)施225
7.9.3保障民生建設(shè)，提高人民生活水平226
7.9.4制造業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型227
參考文獻(xiàn)228
第8章能源與環(huán)境229
8.1常規(guī)化石能源開采利用過程引發(fā)的環(huán)境問題229
8.1.1煤炭開采過程引發(fā)的環(huán)境問題229
8.1.2石油和天然氣開采利用過程引發(fā)的環(huán)境問題230
8.2能源利用與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展231
8.2.1我國全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家之路232
8.2.2推動經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境協(xié)同是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路232
8.2.3經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境三者之間相輔相成233
參考文獻(xiàn)234
第9章節(jié)能與能源安全235
9.1煤炭安全235
9.1.1我國煤炭供給安全的現(xiàn)狀235
9.1.2保障我國煤炭供應(yīng)安全的措施236
9.2石油安全237
9.2.1我國石油供給安全的現(xiàn)狀237
9.2.2我國石油供給安全存在的問題238
9.2.3我國石油供給安全問題的對策239
9.3天然氣安全239
9.3.1我國天然氣供給現(xiàn)狀239
9.3.2對天然氣供應(yīng)安全擔(dān)憂的原因240
9.3.3保障我國天然氣供應(yīng)安全的建議241
9.4“雙碳”目標(biāo)背景下的能源安全242
9.5我國工業(yè)節(jié)能技術(shù)與余熱利用244
9.5.1我國工業(yè)節(jié)能技術(shù)244
9.5.2工業(yè)余熱利用技術(shù)244
9.5.3典型工業(yè)余熱回收系統(tǒng)245
參考文獻(xiàn)246
第10章能源發(fā)展新紀(jì)元247
10.1構(gòu)建多元清潔的能源供應(yīng)體系247
10.1.1優(yōu)先發(fā)展非化石能源247
10.1.2清潔高效發(fā)展化石能源249
10.1.3加快建設(shè)儲運(yùn)調(diào)峰體系249
10.2推動能源技術(shù)創(chuàng)新250
10.2.1創(chuàng)新能源技術(shù)250
10.2.2發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源253
10.3共建“一帶一路”能源綠色可持續(xù)發(fā)展255
10.3.1能源國際合作面臨的機(jī)遇與安全的思考256
10.3.2構(gòu)建人類能源命運(yùn)共同體256
10.4中國碳中和計劃的機(jī)遇與挑戰(zhàn)257
10.4.1碳中和的概念與挑戰(zhàn)258
10.4.2碳中和背景下我國能源動力學(xué)科建設(shè)259
參考文獻(xiàn)260
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