A maior usina de armazenamento de energia por ar comprimido em caverna de sal do mundo entrou em operação plena este ano em Jiangsu. O repórter soube que, por trás do sucesso deste "carregador portátil" da super-rede elétrica, está o suporte técnico robusto da equipe de pesquisa da Universidade de Engenharia de Harbin. Através da tecnologia de simulação digital, foram evitados riscos para os equipamentos principais e economizados mais de cem milhões de yuans em custos de teste.

A usina utiliza cavernas de sal naturais a 1.500 metros de profundidade como "armazéns de eletricidade": durante períodos de baixa demanda, o excedente de eletricidade é usado para comprimir ar e armazená-lo na caverna; durante picos de demanda, o ar de alta pressão é liberado para acionar geradores e produzir eletricidade.

No sistema completo de armazenamento de energia, o trocador de calor de sal fundido é o "coração central", controlando toda a transferência de energia e determinando diretamente se a usina pode operar de forma segura, estável e eficiente.

Este "coração" gigante tem dimensões impressionantes: 16 metros de comprimento e 6 metros de altura, operando em condições extremamente rigorosas, suportando altas temperaturas e pressões por longos períodos, além de ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento. O custo de uma única unidade chega a centenas de milhões de yuans, e a margem de erro no projeto e operação do equipamento é extremamente baixa; qualquer problema pode resultar em perdas incalculáveis.

Para enfrentar este desafio central, a equipe de pesquisa de Engenharia de Reatores da Faculdade de Ciência e Tecnologia Nuclear da Universidade de Engenharia de Harbin utilizou tecnologia de simulação de alta precisão para realizar um diagnóstico digital completo e um exame virtual abrangente do trocador de calor de sal fundido gigante.

O equipamento de grande porte gerou uma quantidade massiva de cálculos de simulação, e a otimização de estruturas complexas foi extremamente desafiadora. Para superar o gargalo de capacidade computacional, a equipe, mantendo a precisão dos cálculos, inovou e otimizou o modelo de simulação de acoplamento fluido-térmico, construiu um modelo em escala reduzida, comparou e calculou repetidamente, e definiu o esquema ótimo de entrada de sal "entrada inferior, saída superior", conseguindo reduzir a queda de pressão do equipamento em 15%.

Simultaneamente, através da tecnologia de simulação de acoplamento térmico-estrutural, foram identificadas com precisão áreas de alto risco de tensão, como curvas em U, fornecendo suporte de dados preciso para o reforço estrutural e a seleção de materiais do equipamento, eliminando na raiz o risco de falha do equipamento sob condições de ciclos térmicos alternados.

Esta "prescrição digital" exclusiva não apenas permitiu que o trocador de calor gigante fosse desenvolvido e fabricado em uma única tentativa, adaptando-se perfeitamente às condições operacionais, evitando diretamente perdas de centenas de milhões de yuans com tentativas e erros, reduzindo significativamente o ciclo de desenvolvimento do equipamento, mas também garantiu a operação estável do equipamento principal sob condições rigorosas de alta temperatura e pressão, resolvendo os "riscos de fadiga" do equipamento, estabelecendo uma dupla garantia para a operação segura e de longo prazo da usina.