复杂工况减温减压装置关键技术及工程应用-浙江大学科学技术研究院.docVIP

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（P1≥10MPa、t1≥540℃）、大流量（Q≥400t/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（P1≥10MPa、t1≥540℃）、大流量（Q≥400t/h）、瞬态（3~5s）、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（Q≤200t/h）、中低压（P1≤6.4MPa）和中温（t1≤450℃）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）从设计理论上，创建了高温高压（P1≥10MPa、t1≥540℃）、大流量（Q≥400t/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（3~5s）的压力和温度调节精度（P2±0.04MPa、t2±3℃）、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（≤150dB）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10