在973项目（2013CB733500）资助下，开发出针对沼液体系的高效换热器，具有高对流换热、抗堵塞和抑制结垢特性，性价比高，已申请两项PCT发明专利。装置已经在南京工业大学江浦300M3沼气工程和3500M3河南天冠沼气工程得到了示范性应用，实际的运行表明：在牛粪体系固含量TS8.8%或者秸秆体系13%下，换热面积4M2时，换热系数K大于1000W/m2.K（Re>1000），长期连续运行，无堵塞，无明显结垢现象，换热效率达到瑞典使用管壳式沼液换热器的2.5倍。

本发明公开了一种高效高精度复合增材制造方法及装置，采用 激光束与电子束复合实现。在高能束与金属粉末作用的过程中，激光 束扫描熔化表面轮廓的金属粉末，保证零件表面具有较好的表面质量； 电子束高速熔化内部粉末成形零件内腔，以达到最快的成形效率。装 置包括下部包括铺粉辊、工作台、送粉缸和工作缸；上部包括电子束 发生装置、激光束发生装置、底板、二根导轨、二根横梁、同步带轮 和伺服电机。电子束发生装置、激光束发生装置分别作为一

可对各类型换热器（油冷、水冷、风冷）进行传热性能试验、耐久试验、脉冲试验、振动试验等测试，能有效保证制造产品的质量，并为换热器产品的性能优化积累基础数据。其中，热冲击性能试验台，能模拟换热器使用工况，在短期内预测出热交换器的实际使用寿命，从而为产品的寿命设计提供依据。我们研究团队从 80 年代起，就开始为该行业服务，积累了几十年的经验，先后为国内多家企业和科研单位设计制造了各种换热器性能测试装置数十套。在该方面获取多项专利，并参与了《内燃机 机油冷却器 传热性能试验方法》《内燃机 换热器 风洞试验装

项目简介： 热管换热器虽然具有换热效率高、热量传输距离远等优点， 但常规热管换热器存在结构复杂，维护困难等问题。本产品不仅解决了这

本发明公开了一种适用于复杂零件的固熔复合增材成形方法， 该方法包括以下步骤：建立金属零件 CAD 几何模型，然后提取 STL 模型，利用分层切片软件以分层厚度为单位对 STL 模型进行合理分层 并提取各层的轮廓信息，由计算机根据这些轮廓信息生成控制指令； 通过切割装置用该层对应的数控指令沿该层的轮廓轨迹切割该层板 料；按照各层的排列次序通过焊料依次将各层板料进行粘合，以此完 成整个零件的粘合处理；粘合处理后的整个零件进行加热，以实现固 熔复合熔接成形，以此方式，完成复杂零件的增材成形。本发明与现 有

本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；

本发明公开了一种金属零件的增减材复合制造装备及方法。该装备包含增材制造组件、减材制造组件、气氛调控组件和控制系统。所述增材制造组件用于对待加工零件实施激光选区熔化；减材制造组·826·件用于对已熔化成形的金属零件切片层实施机械加工；气氛调控组件用于在零件制造过程中为激光辐照区域提供保护气体和清除激光辐照区域产生的金属烟尘；控制系统用于处理待成形金属零件 CAD 模型，生成增材制造组件与减材制造组件的加工

换热器是石化等工业生产装置设备中的重要设备，在生产运行中由于腐蚀、冲刷等作用，使换热器造到破坏，使用寿命缩短，不仅造成严重的经济损失，而且影响生产的正常进行。 目前，国内已发展了多种碳钢换热器的保护技术，但这些技术仍存在各种不足之处，限制了这些技术的推广应用，碳钢换热器的保护仍然是一有待于发展的问题。例如，采用牺牲阳极保护可以延长碳钢换热器的使用寿命，但牺牲阳极保护的作用尽限于管子入口处的有限长度内，管内深处无法实现阴极保护，所以牺牲阳极保护法在换热器上的应用受到很大限制。近年来渗铝碳钢管束换热器在国内得到发展，收到较好的效果，但是管束与管板连接处（或焊接处）的保护问题至今没有很好解决，是渗铝碳钢管束换热器的薄弱环节，影响到它的使用寿命。近年来碳钢换热器的另一发展是对换热器进行整体化学镀镍磷，但是镍磷化学镀层是阴极性镀层，只能起机械隔离腐蚀介质的作用，一旦镀层局部出现缺陷，将构成大阴极小阳极，加速缺陷处的腐蚀，使保护效果并不十分理想。国内还发展了各种用于换热器的涂料，但这些涂料在换热器的维修吹扫中，往往剥落，保护作用有限。   换热器整体渗锌可以提高换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高换热器的使用寿命，降低换热器的工业使用成本。 本技术针对换热器的具体结构特点研制的专门工艺，可减少投资，节约能源，降低成本。 换热器整体渗锌可以提高换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，特别是耐海水腐蚀性能，提高使用寿命3倍以上。

表面多孔高通量管是一种高效换热管，采用粉末冶金方法在光管 (沸腾侧) 内表面或者外 表面烧结一薄层多孔层，显著强化沸腾传热，对烷烃、烯烃、芳烃类、醇类、水、氟利昂、液 氮等多种工质均适用。沸腾传热系数可比光管提高一个数量级。 目前世界上主要由美国UOP公司实现技术与产品垄断，近3年国内进口约76台高通量管换 热器，约值人民币5亿元。 华东理工大学从1999年起开始研发烧结型表面多孔高通量管及其换热器，2003年成功申请 获得批准，联合中国石化扬子石油化工股份有限公司承担了中国石油化工股份有限公司科技开 发项目“高通量换热器国产化研制”。成功开发具有我国自主知识产权的烧结型外表面多孔换 热管，并制成高通量高效换热器，填补了国内空白。高效换热元件技术指标达到国际同类产 品技术水平，多孔表面管的换热效果最高可达光管的15.6倍，能显著提高换热管的强化传热效 率。 项目获得国家“十一五”863课题、国家高等学校博士点基金赞助和中国石化重大装备国 产化研制项目进行研究与技术开发，已经实现铜基粉末、铁基粉末、铜镍合金粉末表面多孔管 烧结工业化生产。建成世界第二 (国内唯一) 的产业化基地，具备年产1000吨烧结型表面多孔管 和制造100台高通量换热器的生产能力；产品达到国外同类产品先进水平，荣获“国家重点新 产品”和江苏“高新技术产品”证书。 目前华东理工大学已开发成功碳钢管、合金钢管、铜镍合金管内外表面烧结铁基合金 粉末、铜基合金粉末、铜镍合金粉末工艺技术，完成工业化烧结系统建设及批量生产。外表 面铜基粉末多孔管高通量换热器在扬子炼油装置气体分馏脱乙烷塔再沸器上成功应用。采用 93.4M2的高通量换热管替代了原122.7M2的光滑管，换热面积减少了27.5%，总传热系数从光滑 管的230W/M2℃升高到434 W/M2℃，提高了89%，设备负荷提高了16%，所需蒸汽温度降低了 23.7℃，节能效果显著。 内表面铁基合金粉末多孔管高通量换热器在扬子芳烃重整加氢预分馏塔再沸器上成功应 用。外表面铁基合金粉末多孔U形管高通量换热器在扬子芳烃歧化单元甲苯塔再沸器上成功应 用。 中国石油乌鲁木齐石化分公司100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置高通量管重沸器6台。 其中苯塔重沸器、抽余液塔重沸器A/B、抽出液塔重沸器、脱庚烷塔重沸器计5台重沸器 (直 径φ1800～2200mm、单台换热面积大于1000mm2) 为立式虹吸式固定管板结构，管内塔釜液再 沸，管外热流体冷凝。采用φ32×3mm外表面刻槽、内表面烧结铁基合金粉末表面多孔高通量 管，4m长管2500根、5m长管9000根。抽余液塔蒸汽重沸器为卧式U形管结构 (直径φ2000mm、 换热面积1470mm2) ，管外塔釜液再沸，管内蒸汽冷凝，采用φ19×2mm外表面烧结铁基合金粉 末表面多孔高通量U形管2100根。