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泥沙、核素、温排水耦合输移关键技术及在沿海核电工程中应用
近年来我国核电发展迅速，已有大亚湾、岭澳、秦山、田湾、福清、阳江、宁德、方家山、红沿河、防城港和昌江等 11 个滨海核电厂的 34 台机组投入商运，还有海阳、石岛湾、三门、台山等滨海核电厂的 22 台机组在建，核电滨海式布局已经形成。我国滨海地区泥沙构成在世界上最复杂，泥沙运动强度又大，占世界 5%的水量输运了 30%的泥沙，泥沙与核素的耦合关系复杂难解，影响到泥沙、核素、温排水的准确分布和核电工程的安全与环境安全。因此研究泥沙、核素、温排水耦合输移是确保核电工程安全和环境安全的关键技术，决定了核电工程立项和设计的可行性。该项目组在国家自然科学基金和核电企业的资助下，经多年研究和实践，取得如下创新成果：一是构建了全三维水沙两相流变密度湍流模型，解决了螺旋流输沙等真实三维水沙计算难题；提出了工程泥沙计算的斜对角笛卡尔坐标方法，克服了河口及海岸工程大尺度泥沙计算中复杂边界的困难。该技术全面提升了水沙模拟的准确性和可靠性，是解决核电工程取、排水口头部、取水泵房内部泥沙冲淤的关键，为核电工程的安全运行提供了保障。二是首次提出了包含泥沙颗粒表面形貌信息的数学泥沙概念，基于数学泥沙确定了泥沙颗粒表面非均匀电荷分布规律，量化了核素与泥沙表面形貌之间微观作用机制，建立了泥沙输移和床面变形过程中核素迁移转化的物理‐化学过程模式，使水‐沙‐核素‐床面之间的静态模型变为动态模型，该技术大幅提升了核素在海域分布和积累模拟结果极值包络范围的合理性，给出了保护环境敏感区域和生态红线的设定方法。为核电工程环境安全设定阈值和条件提供了保障。三是提出了采用比尺模型分析物理模型试验比尺和变态率的研究方法，使物理模型试验比尺和变态率的取值更加合理且具有可操作性；揭示出模型试验中水动力垂向和横向速度误差远大于纵向速度误差的规律；提出基于不同海域岸线、地形、潮动力特性及环境保护目标要求等综合因素的远排差位式、交错分列式和混合式等核电工程取排水工程布置原则，保证了核电工程的取排水安全和环境安全，且大幅度降低了工程投资及运行成本。
清华大学
2021-04-10
巨厚冲积层深、大井筒钻井法凿井关键技术 研究及工程应用
本项目创造了钻井法施工深(660m)、大（净 直径7.3m）井筒的新纪录，取得了井壁设计理 论和施工技术的重大创新，攻克了特厚冲积层 深大井筒钻井法凿井关键技术难关，并在板集 煤矿主、副、风三个井筒中得到了成功应用。
安徽建筑大学
2021-01-12
面向工程实际的复杂机械装备全数字化设计及工程装备开 发
虚拟设计与仿真、信息技术与机械工程的结合，是 21 世纪工程领域的重要发展方向 与战略制高点。机械工业发展水平的最重要标志是机型的自主开发、设计与制造能力。 实际工程应用对仿真环境提出的挑战，虚拟设计和仿真对计算机性能的要求十分苛刻。 一个典型的机械产品的装配有成千上万个零件装配，一个机械性能的仿真更需要进行几 十个工况每次若干小时的大量计算和接近实时的渲染。通过产品结构动态特性等全方位 的分析仿真，可实现面向实际产品原理、结构和性能的设计、分析、模拟和评测。运用 新技术，配合国家重大工程建设，完成了重大机械设备和施工装备的开发。如节段施工 架桥机；900t 运梁车、提梁机机电液一体化整机开发；大型开闭式屋顶建筑机械及控制 成套技术等。 技术指标 帮助提高创新产品研发的研发能力。提供大型机电液一体化机械装备全套技 术或开发
同济大学
2021-04-13
青藏高原冬虫夏草资源可持续利用研究
冬 虫 夏 草 O p h i o c o r d y c e p s sinensis青藏高原的特色传统名贵药材，目前面临分布区萎缩、资源量减少的问题，资源可持续利用引起了普遍关注。通过在西藏高寒灌丛及青海高寒草甸冬虫 夏草适生地建立研究基地，对冬虫夏草资源可持续利用关键技术进行了研究。
中山大学
2021-04-10
废弃生物质秸秆的微能源回收利用
日前，东南大学能源与环境学院肖睿教授领衔的清洁能源团队利用废弃生物质秸秆实现了在空气中高效的净水和产电，实现了废弃生物质的新型高效利用。通过对废弃玉米秸秆进行简单的预处理，实现了玉米秸秆在全湿度环境下从空
东南大学
2021-01-12
城市生活垃圾分选与综合利用
城市生活垃圾分选与综合利用技术的核心是利用机械等方法高效分选出垃圾不同成分，针对分选出的不同物质加以不同的资源化利用方式。垃圾分选及综合利用技术摈弃了传统上垃圾所有组分采用单一处理技术的思维模式，而是基于对生活垃圾基质组成、垃圾组份性质进行深入分析研究的基础上，通过一系列相互协作的分选设备将生活垃圾细分为有机质类、磁性物质、无机砖石类、塑料类、纸类、织物类等，并结合不同的资源化利用工艺①有机质制作有机肥工艺②废旧混合塑料制作塑木工艺③织物和纸等可燃物类制备衍生燃料（RDF）工艺等实现高值化利用。垃圾经分选综合利用之后只有少部分钝化物质需卫生填埋，减容率达90%以上。
西安交通大学
2021-04-11
利用鸡蛋壳高效环保制备丙酸钙
研发阶段/n禽蛋蛋壳与其它钙源如贝壳、骨骼和天然石灰石等相比，其形成的时间极短，几乎没有受到环境污染，其中含有丰富微量元素锶、硒及一定量的蛋白质，因此,是一种生物活性钙。丙酸钙是一种新型、安全、高效的防霉剂，使用蛋壳作为生产丙酸钙的钙源，可减少有机酸钙中的重金属含量，提高产品质量。本课题建立了以水为分离介质的壳膜高效分离技术，具有成本低、环保、不影响壳与膜的理化性质等优点。蛋壳得率达到94.47%，膜的残留率为0.27%；蛋壳膜的得率95%以上，蛋壳的残留率为3.34%。建立了利用鸡蛋壳制备丙酸钙的
华中农业大学
2021-01-12
纯化系统低温解吸余热回收利用新流程
氧气、氮气、氩气是钢铁企业生产重要能源介质，低温精馏法是钢铁行业广泛使用的气体制备方法。其中分子筛纯化系统的解吸环节能耗消耗了大量的电或蒸汽。纯化系统的解吸过程需要 170℃-180℃的氮气，并具有间歇性特点。解吸过程的尾气温度为 45℃-120℃，目前这部分尾气直接排放入环境。新空气预纯化流程，可实现 120℃低温余热的近极限回收；如果全面实施，仅钢铁企业每年最高可节电 21 亿度。
北京科技大学
2021-04-13
稀土二次资源的回收再利用
北京工业大学
2021-04-14
咖啡相关废弃物资源化利用
咖啡作为世界上消费量最大的饮品，在国内和国外均有广阔的市场。云南省作为我国最大的咖啡种植省份，其产量也逐渐在国际市场占有更大的比例。在种植、采收和生产咖啡的过程中也会产生大量的废弃物，目前基本上作为垃圾处理。
本项目瞄准农林废弃物的“无废”利用的资源化研究，通过对上述咖啡废弃物中所含有的有效功能成分的深入研究，并运用前沿的生物提取和分离技术，从咖啡废弃物获得咖啡油、葫芦巴碱、咖啡因、多种绿原酸衍生物、膳食纤维和植物基碳材料等多种高值功能成分，开发了成熟的工艺路线，获得了多项自主知识产权，取得了丰硕的成果。
本成果使咖啡废弃物变废为宝，减少了垃圾的排放，提供了降低碳排放的重要途径，建立了农林废弃物资源化利用的基本范式；提供了大量有效功能成分化合物，拓宽了其来源渠道；从多环节提升咖啡产业的附加价值，并具有极高的推广价值。
图1.本项目提取的咖啡油
北京理工大学
2023-04-23