机械设计

成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右，达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与Kalina 系统相吻合。 技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ，蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前，地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片，各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现了设计规范化、标准化。 

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片，各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现了设计规范化、标准化。 

项目简介： 本成果提供了一种以光寻址电位传感器（LAPS）为核心、基于现代电子学的光电化学型生化分析平台，具有阵列式、光可寻址、无标 记等优点。同时，该成果作为一个测试平台，可将多种生物化学响应 过程移植于其上，具有应用灵活的优势，例如，与噬菌体展示技术结 合，将特异于转移肿瘤细胞的噬菌体固定于芯片表面，实现了对转移 乳腺癌肿瘤细胞（MDAMB231）无标记检测，如图 1 所示；与基于左 旋多巴（L-dopa）的表面仿生活化策略相结合，对免疫球蛋白（IgG） 探针固定、免疫响应进行了全程监测，并将其推广至甲胎蛋白（AFP）、 癌胚抗原（CEA199）、铁蛋白（Ferritin）等四种原发性肝癌相关肿瘤 标志物的联合检测，如图 2 所示；利用新材料——氧化石墨烯（GO， graphene oxide），构建了 GO 功能化光电化学型 DNA 检测体系，实 现对 ssDNA 探针固定、及其与三种不同长度 ssDNA 杂交的无标记检 测，如图 3 所示。 

CMOS成像芯片广泛应用于手机、相机、安保、工业、医疗、科学等众多应用领域。该领域的绝大部分市场和技术被国外厂商垄断。成像芯片大量依赖进口存在重大技术风险和政治风险。该项目通过产学研合作，从器件、电路及工艺等多层次突破了高性能CMOS成像芯片的关键技术，形成了一批国际、国内发明专利以及集成电路布图设计等知识产权，开发了国际首款128级TDI型CMOS图像传感器芯片，打破了国外在高端成像技术上的垄断。本项目技术成果达到国际领先水平，且相关成像技术已在产业界得到应用。

光梓科技是一家专业从事高速低功耗模拟光电子集成电路芯片的研发、生产和销售的高新技术企业。项目优势：1）高速低功耗模拟IC芯片在光模块的应用中有较大的成长空间且处于快速发展的阶段。2）公司拥有自己独特的多项专利技术，公司研发的CMOS全兼容高速低功耗光电子集成电路芯片目前处在全球领先水平，技术和产品的壁垒都很高。 3）与多个重量级客户已建立深度沟通与合作机制，未来3年光梓科技的业绩确定性较高，且每年保持高增速是大概率事件。4）国际化的团队。创始人史方博士和姜培教授长期在光电子集成电路领域耕耘多年，分别是成功企业家和技术领域内的国际级专家。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接！

随着机器学习与人工智能的发展，传统的CPU已经无法满足大规模神经网络训练的需要。在当前机器学习与神经网络的热潮下，美国互联网和IC巨头纷纷推出自己的神经网络/人工智能芯片，抢占这一未来市场。我们研发的神经网络/人工智能芯片可以验证多种深度学习算法及应用，具有完全自主知识产权，是将来可以挑战美国人工智能芯片领域的一个重要突破。

LED半导体照明由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点,已经成为主要的照明方式。LED一般只能在是2~3伏低电压工作,必须要设计复杂的电源转换电路,不同用途的LED灯配备不同的电源适配器。LED芯片和电源装在一起，一般空间狭小,散热条件差,驱动电源的质量直接影响半导体照明的使用寿命。对驱动电源的要求包括转换效率、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容等。实际应用过程中,因此必须要综合考虑这些因数。LED驱动电源面临几个挑战:首先是驱动电路寿命;其次是转换效率,尤其大功率应用中,可减少热耗散;再次是调光功能;最后是控制成本。

随着下一代无线通信技术的发展，迫切需要一种兼具可演进性（Evolvable）、可扩展性（Scalable）和高性能、低功耗特性的新型计算系统来满足成指数增长的计算性能的需求。 可重构计算（Reconfigurable Computing）近年来出现的一种将软件的灵活性和硬件的高效性结合在一起的计算方式，其基本思想是：计算机通过一个主处理器加上一组可重构硬件来组成，其中主处理器负责控制可重构硬件的行为，可重构硬件由配置信息流驱动，通过剪裁、重组大量计算资源，专注地加速执行某一特定任务。在灵活性方面，可重构计算系统具有与通用处理器相似的可编程性；在能量效率上，可重构计算接近专用计算电路。 研究内容： 1.  基于粗粒度可重构计算的计算密集型通信算法实现； 2.  粗粒度紧耦合多核可重构计算阵列硬件架构； 3.  高灵活性、高可扩展性的可重构片上存储阵列硬件架构； 4.  低功耗可重构处理器片上负载均衡和资源管理。