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1、国家科技进步奖推荐公示材料一、项目名称：复杂工况减温减压装置关键技术及工程应用二、推荐单位（专家）意见：该项目针对国家重点工程和国防现代化海军装备中的复杂工况减温减压装置重大需求，围绕“调节技术、减振降噪技术、过程节能与安全技术”等关键技术，通过自主创新，取得了重大技术突破：（1）从设计理论上，创建了高温高压（P110MPa、t1540）、大流量（Q400t/h）可压缩气体能级匹配与能量系统优化节能理论及非稳态湍流模型，为多级减压能级分布、减振降噪优化设计、减温减压工艺优化奠定了重要的理论基础。（2）基于能级匹配优化理论，提出了大流量高压蒸汽快速多级减压及其变工况组合式温度调节技术，提高了大流
2、量瞬态工况下的压力和温度调节精度、扩大了流量调节范围。（3）基于非稳态湍流模型，建立了气动噪音分析方法及自平衡组合式减振降噪技术，降低了装置在振动颠簸工况下的振动烈度、加速度及噪声值。（4）基于能量系统优化节能理论，提出了先减压后减温的分体式减温减压工艺优化技术及安全保护与集成控制系统，降低了过程能耗，确保了减温减压装置的安全运行，提高了使用寿命。该项目关键技术及成套装置目前已成功应用于“第一艘某大型水面舰艇、002型水面舰艇、大型先进压水堆核电站、百万吨级乙烯工程、超超临界发电机组”等国家重点工程上，一致反映所有技术指标全面达到或部分领先国外著名公司的产品，打破了国外垄断，填补了国内空白，处
3、国际领先水平，并得到国内外学术界以及中国通用机械工业协会阀门分会、全国锅炉压力容器标准化技术委员会锅炉分技术委员会、全国阀门标准化技术委员会的高度评价，对提升我国重大装备的自主创新能力做出了重大贡献。推荐该项目为国家科学技术进步奖二等奖。三、项目简介：减温减压装置是超超临界发电机组、百万吨级乙烯工程、大型先进压水堆核电站、大型船舶、航空母舰等国家重点工程和国防现代化装备中的大型蒸汽热能参数（温度、压力、流量）调节装置，是实现能源合理分配、余热余压回收（节能）、保护系统设备与管路安全的核心装备。随着装置的高参数化和大型化，各种高温高压（P110MPa、t1540）、大流量（Q400t/h）、瞬态
4、（35s）、振动颠簸（如大型船舶的振动颠簸）等复杂工况不断出现，而目前我国减温减压装置的设计依据是小流量不可压缩流体理论和稳态湍流模型，采用一次能级分布结构形式，其进口蒸汽仅局限于小流量（Q200t/h）、中低压（P16.4MPa）和中温（t1450）工况，导致“调节技术、减振降噪技术、过程节能与安全技术”等关键技术性能不能满足复杂工况要求，目前完全依赖进口且受技术封锁，严重制约了我国重点工程和国防现代化建设的科技进步。为此国家重大技术装备自主创新指导目录明确指出减温减压装置是我国亟须重点突破并国产化的关键装备。本项目针对复杂工况减温减压装置关键技术，通过自主研发，取得如下创新成果：（1）从设
5、计理论上，创建了高温高压（P110MPa、t1540）、大流量（Q400t/h）可压缩气体能级匹配与能量系统优化节能理论及非稳态湍流模型，为多级减压能级分布、减振降噪优化设计、减温减压工艺优化奠定了重要的理论基础。（2）基于能级匹配优化理论，提出了大流量高压蒸汽快速多级减压及其变工况组合式温度调节技术，提高了大流量瞬态工况下（35s）的压力和温度调节精度（P20.04MPa、t23）、扩大了流量调节范围（10-100%Q）。（3）基于非稳态湍流模型，建立了气动噪音分析方法及自平衡组合式减振降噪技术，降低了装置在振动颠簸工况下（最大倾斜颠簸角度：150）的振动烈度（4.5mm/s）、加速度（15
6、0dB）及噪声值（84.5dBA）。（4）基于能量系统优化节能理论，提出了先减压后减温的分体式减温减压工艺优化技术及安全保护与集成控制系统，降低了过程能耗（8%），确保了减温减压装置的安全运行，提高了使用寿命（30年）。本项目关键技术及成套装置目前已成功应用于我国中船集团、国家核电技术公司上海核工院、中石化等大型企业的“第一艘某大型水面舰艇、002型水面舰艇、大型先进压水堆核电站、百万吨级乙烯工程、超超临界发电机组”等国家重点工程上，一致反映所有技术指标全面达到或部分领先国外著名公司的产品，打破了国外垄断，填补了国内空白，处国际领先水平，并得到国内外学术界以及中国通用机械工业协会阀门分会、全国
7、锅炉压力容器标准化技术委员会锅炉分技术委员会、全国阀门标准化技术委员会的高度评价，对提升我国重大装备的自主创新能力做出了重要贡献。通过本项目研究，主持制定国家标准3部、行业标准3部，另参与制定国家标准5部、行业标准5部；获国家发明专利22项；编著过程节能技术与装备1部；发表SCI/EI论文25篇。近三年累计新增产值100多亿元、新增利润10多亿元，取得了显著的经济和社会效益，推广应用前景广阔。四、客观评价：1、学术评价：意大利Polytechnic University of Bari的Amirante Riccardo教授等对本项目提出的高温高压、大流量可压缩气体流动理论研究进行了引用，并给
8、出了肯定性评价，指出该理论对研究其流动特性有一定的理论指导意义。英国布里斯托尔大学A. R. Champneys教授等对本项目提出的基于非稳态湍流模型的气动噪音分析方法给予了充分的肯定，指出该方法为大型流体装备的减振降噪提供了一定的理论基础。塞尔维亚贝尔格莱德大学Marko Rakin教授、哈尔滨工业大学何玉荣教授等对本项目提出的高压蒸汽管道安全评定方法进行了高度评价，并直接采用本项目提出的等效应力计算公式用于结构的可靠性分析。2、技术评价（1）全国锅炉压力容器标准化技术委员会锅炉分技术委员会、全国阀门标准化技术委员会、中国通用机械工业协会阀门分会联合评价意见：浙江大学、杭州华惠阀门有限公司等
9、单位针对高温高压（P110MPa、t1540）、大流量（Q200t/h）、瞬态、振动颠簸等复杂工况，围绕减温减压装置的调节技术、减振降噪技术、节能与安全技术等关键技术，通过创建高温高压、大流量可压缩气体能级匹配与能量系统优化节能理论及非稳态湍流模型，提出了高压蒸汽快速多级减压及其变工况组合式温度调节技术、大流量非稳态蒸汽气动噪音分析方法及自平衡组合式减振降噪技术、先减压后减温优化工艺技术及其系统安全保护与集成控制技术等一系列具有国际先进水平的原创新技术，开发成功了具有完全自主知识产权的复杂工况减温减压装置系列产品，填补了国内空白，打破了国外技术封锁和价格垄断。经第一艘某大型水面舰艇、002型水
10、面舰艇、大型先进压水堆核电站、百万吨级乙烯工程、超超临界发电机组等国家重点工程上应用，其关键技术指标完全满足复杂工况要求，且达到或部分领先美国CCI、FISHER、德国ARCA以及瑞典BTG等国外著名公司产品的水平，处国际领先水平，标志着我国已具备独立设计、制造各种高参数、高性能减温减压装置的能力，跻身国际先进行列。该研究成果对推动国家重点工程和国防现代化建设的科技进步、提升自主创新能力具有重要的科学意义和工程价值。（2）国家和行业标准： 国家标准序号标准号标准名称单位排名1GB/T10868-2005 电站减温减压阀 12GB/T22652-2008 阀门密封面堆焊工艺评定 13GB/T24
11、921.2-2010 释放阀的尺寸确定、选型和安装 第2部分：安装 14GB/T24920-2010 石化工业用钢制压力释放阀 25GB/T24921.1-2010 释放阀的尺寸确定、选型和安装 第1部分：尺寸确定与选型 26GB/T29462-2012 电站堵阀 27GB/T21465-2008 阀门术语 68GB/T28778-2012 先导式安全阀 6行业标准序号标准号标准名称制定单位排名1NB/T47033-2013 减温减压装置 12JB/T11489-2013 放料用截止阀 13JB/T12955-2016氧气用阀门 技术条件14JB/T10530-2005 氧气用截止阀 25NB
12、/T47037-2013 电站阀门型号编制方法 46NB/T47044-2014 电站阀门 57JB/T12000-2014 火电超临界及超超临界参数阀门用承压锻钢件技术条件 58JB/T12001-2014 火电超临界及超超临界参数阀门 一般要求 4（3）技术检测报告：受检产品在高参数（P1=25.5MPa、t1=576）、大流量（Q=410t/h）、高减压比、振动颠簸度等复杂工况下，所检调节速度、精度、范围，振动速度烈度、振动加速度总级、噪音，过程能耗等关键技术指标均符合本项目要求，且远高于国家标准规定值。（4）专家鉴定意见：浙江省技术经纪人协会组织的专家委员会鉴定意见认为：产品具有泄漏量
13、小、噪声低、快速调节和安全可靠等特点，满足高温高压和变工况条件，技术处国际先进水平。（5）重要科技奖励：（A）浙江省科技进步一等奖：复杂工况减温减压关键技术及应用，获奖人员：金志江、陈立龙、张明、刘宝庆、陈荣斌、魏琳、刘儒亚、钱锦远、王生根、陈卫平，获奖时间：2014年。（B）浙江省科技进步二等奖：高性能高参数减温减压装置，获奖人员：陈立龙、金志江、张明、张志新、陈荣斌、王生根、许忠斌，获奖时间：2011年。五、推广应用情况：项目关键技术及成套装置已成功应用于我国中船集团公司、中石化、国家核电技术公司上海核工院等国家大型企业的“第一艘某大型水面舰艇、002型水面舰艇、大型先进压水堆核电站、百万
14、吨级乙烯工程、超超临界发电机组”等国家重点工程上，一致反映所有技术指标全面达到或部分领先国外著名公司的产品，打破了国外垄断，填补了国内空白，处国际领先水平。六、主要知识产权证明目录（不超过10件）：知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态发明专利受内弯扭复杂载荷的含未焊透缺陷压力管道安全控制法中国ZL0569.12012.07.11999376浙江大学金志江、蒋成航有效发明专利一种立式减温系统中国ZL8309.72013.08.071250037杭州华惠阀门有限公司陈立龙、陈荣斌、张明、刘儒亚、王晖、杨贺有效发明专利一种蒸汽减温系统中国ZL21
15、71.42016.08.172188500杭州华惠阀门有限公司陈立龙有效发明专利自平衡活塞式阀芯暗杆截止阀中国ZL5464.92011.09.28847876浙江大学金志江、王建凯、张含、钱锦远有效发明适于快速启闭的高压容器开孔接管结构中国ZL1043.22016.10.18204浙江大学刘宝庆、郑毅骏、王曼曼、金志江、张义堃有效发明一种钢管自动下料设备中国ZL3005.42013.4.101182887浙江金洲管道科技股份有限公司张学平、顾苏民、杨伟芳、熊俊波、陈云明有效发明一种焊管挤压辊座的改进结构中国ZL5188.02015.9.161787133浙江金洲管道科技股份有限公司沈淦荣、费建芳、沈百方、徐志茹、王爱平、郝茂德、李同明有效发明一种钢塑复合管材加工用中频加热装置的行走机构中国ZL3053.42012.2.8908366浙江金洲管道科技股份有限公司徐志茹、沈阳、魏安家、李同明、董国华
