大跨拱桥关键技术研究团队经过多年的持续研究和实践，攻克了超大跨拱桥在关键结构设计、高精度施工技术与装备、管内混凝土灌注工艺以及新材料制备等在内的核心技术，形成了超大跨钢管混凝土拱桥和劲性骨架混凝土拱桥设计、施工与材料成套关键技术体系。 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化、促成重大科技创新突破的关键性、标志性事件或人物 二、成果简介 郑皆连院士长期致力于大跨拱桥建造关键技术的科技攻关和推广应用，带领“大跨拱桥关键技术研究团队”经过多年的持续研究和实践，攻克了超大跨拱桥在关键结构设计、高精度施工技术与装备、管内混凝土灌注工艺以及新材料制备等在内的核心技术，形成了超大跨钢管混凝土拱桥和劲性骨架混凝土拱桥设计、施工与材料成套关键技术体系。 在针对超大跨拱桥施工过程结构稳定控制难度大、河道地质条件复杂、管内混凝土脱粘脱空难克服等关键问题持续开展技术攻关，郑皆连带领团队攻克了超大跨拱桥高精度施工控制技术及装备、关键基础设计与处理、混凝土新材料制备等核心技术，创造了超大跨拱桥成套关键技术体系，实现了跨径、安全和质量的多重关键突破。 在高精度施工控制技术及装备方面，创建了吊塔扣塔一体化设计及施工过程高精度主动控制体系。以力主动控制代替刚度被动控制，实现吊塔扣塔一体化设计及塔架偏位高精度精确控制，发明了拱桥智能张拉位移高精度控制系统方法和基于影响矩阵原理的一次张拉施工优化方法与控制技术，解决了传统施工中吊塔扣塔分离为保障刚度设置巨型塔身难以保障塔架偏位的高精度控制施工过程不确定性风险高的缺陷难题。 在拱桥基础设计与处理方面，创建了“地连墙+卵石层注浆加固”的大跨拱桥基础设计和处理方法。采用圆形地连墙深入地基岩石，并对地连墙内的卵石层进行注浆加固，克服了传统技术难以在平缓河岸的卵石层地基架设大跨拱桥拱座基础的缺陷，实现了大跨拱桥从山区向平缓河道的扩展。 在混凝土新材料制备方面，研发了收缩补偿分时膨胀自密实管内高性能混凝土制备和检测关键技术。根据混凝土时变收缩特性研发了收缩补偿分时膨胀自密实管内高性能混凝土，提出了基于超声波传播精确路径的钢管混凝土灌注密实度超声定量分析方法。克服了传统技术下管内混凝土脱粘脱空难克服且难以无损定量分析的缺陷。

本成果是关于制冷与低温工程领域的环保与节能问题的前沿课题。提出采用混合工质HFC152a/HCFC22代替原制冷剂CFC12，环戊烷代替原发泡剂CFC11，生产环保型冰箱，并对该无公害冰箱生产的关键技术进行了深入的研究。本项目的小试于1990年12月通过省级鉴定，并获国家科委颁发的国家科技成果证书；中试被列入国家科委“八五”科技攻关项目和陕西省科技计划项目

项目简介 泵站的进出水流道对泵站整体的效率高低有较大影响，尤其是大型泵站。因此在设 计或改造泵站之前一定要对进出水流道进行性能测试，以优化设计结果。本项目采用多 场同步测试技术对泵站进出水流道进行内外特性测试，并进行 CFD 优化。例如：大中型 泵站进出水流道优化设计，大中型泵装置整体性优化匹配，大中型泵站模型泵装置试验， 大型泵站水机电耦合动力特性研究，大型泵站现场流量测试技术。在申请专利 1 项；已 授权专利 1 项，专利号：ZL201010520430.8 已为多个泵站提供了技术

钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中，根据钢种的不同，所采用的精炼工艺和设备也不同。其中，RH 真空精炼工艺具有高效、高洁净的生产特点，广泛应用于 IF 钢和硅钢为代表的冷轧钢种、管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此，提升RH 真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间，更好地与高拉速连铸相匹配，提升生产效率，另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物，提升产品质量，这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。 根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。利用 PIV 技术测量流场，示踪粒子选用空心 SiO 2 微球，获得了 RH 水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布，并根据速度场分布计算出对应的湍动能及其耗散率的分布；在 RH 水模型钢包内布置监测点，在加入示踪粒子（饱和 NaCl溶液）的同时开始测量监测点处电导率的变化，获得电导率变化曲线后，将电导率变化在±5%之内的时间为混匀时间，密集布置监测点并多次重复测量，得到整个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室压力、吹气孔数对 RH 内部流场特性及混匀状态的影响。 在原物理模型基础上改变浸渍管的形状，分别设计两浸渍管均为椭圆管 RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管 RH 以及标准圆管对比 RH 水模型，研究浸渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时，能够增大液体的循环流量，降低钢包整体的混匀时间；当只改变下降管形状，选用椭圆管作为下降管时，能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击的效果。 通过工业实验，对某超低碳钢 RH 全精炼过程进行密集取样，分别取圆管和椭圆管 RH 冶炼的钢样分析，检测钢中碳含量。对比得到，使用两椭圆形浸渍管对提高 RH 循环流量具有显著作用，能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程度，起到缩短冶炼时间的效果，提高了生产效率。RH 内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动，湍流速度在空间上存在随机涨落，从而形成了显著的速度梯度，在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能转化为分子运动的动能。湍动能（m2 /s 2 ）和湍动能耗散率（m 2 /s 3 ）是用来表征湍流的两个重要参数。 湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标，定义式为： 湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率，通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此，湍动能耗散率可以定义为：如图 2 所示，钢包内部湍流动能及其耗散率（即搅拌功率，两者单位不同，数值相差 1000 倍）的分布，集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散率较大。图3分别显示了PIV测量得到的钢包内流体的时均速度和某一时刻的瞬时速度分布。对比可知，由于湍流流动的本质，瞬时速度表现处一定的随机性。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术，并应用于首钢股份公司迁安钢铁公司 210t RH 精炼设备。与圆形浸渍管相比，达到了如下表所示指标。

本项目解决了重大突涌水灾害治理的注浆材料及其配套工艺与装备等一系 175 列关键技术难题。研发了高早强型膏状加固堵水注浆材料、强渗透型纳米级硅 胶注浆材料与高膨胀型充填堵水注浆材料，提出了配套工艺并研制了工程化系 列设备与装置。提出全寿命周期多类型突涌水治理设计方法，建立了富水断层 破碎带、节理裂隙、岩溶管道及孔隙微裂隙型突涌水治理的关键技术，实现了 隧道与地下工程重大突涌水灾害的有效治理。

已有样品/n工程项目立足湖北，辐射全国。规划、建设了武汉六湖水体生态修复、“大东湖”生态水网、北京奥林匹克森林公园人工湿地、杭州西湖水质改善与水生植被恢复等工程。在全国范围内推广建设工程500余项，其中湖北80余项；累计水处理规模231.19万吨/天，削减COD6.73万吨/年，实施水域面积187.3km2。受污染地表水经处理后出水主要水质指标均可提高1-2个等级，显著改善了区域生态环境。成果应用推广中形成了技术研发、工程设计、建设与运营管理结合的生态工程产业技术创新链和产业集群，引领了湖北乃至全国

本项目核心技术获中国轻工业联合会科学技术进步奖二等奖。 1、项目简介 本项目所指复杂装备主要为复杂动力机械装备及其关键零部件，如汽轮机、压缩机等。 本项目针对复杂装备制造企业技术准备时间长、效率低、制造过程模式自动化程度低、协调能力差、信息共享度和集成度不高、信息孤岛现象等实际情况，研发了集数字化设计、制造和智能化监控管理为一体的设计制造管理系统。项目重点突破了复杂装备智能化制造过程和工艺参数优化、工艺工装设计自动化、数控机床生产的数字监控管理智能化、基于短距离无线通讯(Zigbee)技术的生产信息双向传输、自适应在线排产优化等关键技术，为研发设计制造集成管理系统提供了技术支撑。 2、创新要点 （1）将开放式装配建模技术应用于产品的研发中，创立了模型的 UML 表达方式、装配体特征、装配配合公差分析和系统的装配层次分析等，完成了产品的结构设计、零件与装配的联动设计、装配仿真分析，并建立了产品及其关键部件的数字样机。开放式装配建模方法更有效地指导产品由整体构思到样机设计的整个过程。 （2）提出了面向数字化预装配的分层干涉检测算法，该方法把干涉检测过程分为粗检测、半精检测、精确检测三层，通过逐层检测，大大加快了干涉检测的速度，提高了检测的精确度，有助于预装配中优化装配序列的快速生成。 （3）基于虚拟产品开发管理技术 VPDM，研究并解决了机械装备虚拟数字样机开发中的数据交叉、耦合和冗余问题； （4）基于工程知识和多视觉特征模型，提出了一种装配优化序列规划方法。利用直接装配关系图表达产品几何信息、设计信息、制造信息和装配信息等，通过产品特性和操作环境的评价因素，构建装配先后关系，从可行装配序列中选择最优装配序列，更好地帮助设计师完成装配设计并做出正确决定。缩短了产品研发时间，保证产品准时投放市场。 3、效益分析 目成果广泛应用于多家装备制造企业，其中 4 家企业利用该技术提高生产效率 20%~30%，按时交货率从 63％左右提高到 90％以上。近三年企业总计新增利润 6.1663 亿元，新增税收 3.3804 亿元，新增销售 28.058 亿元。减少了 80%以上的生产管理人员 4、推广情况（已推广企业） 本项目成果已在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司、江苏南方机电股份有限公司、无锡市安迈工程机械有限公司等生产企业得到成功应用。 授权专利： 1.数控机床刀具的在线管理方法 201010129780.1 2.车间加工设备群加工运行优化的方法 200910031198.9 3.数控机床监控方法 201110430626.2

本项目核心技术获中国轻工业联合会科学技术进步奖二等奖。 1、项目简介 本项目所指复杂装备主要为复杂动力机械装备及其关键零部件，如汽轮机、压缩机等。 本项目针对复杂装备制造企业技术准备时间长、效率低、制造过程模式自动化程度低、协调能力差、信息共享度和集成度不高、信息孤岛现象等实际情况，研发了集数字化设计、制造和智能化监控管理为一体的设计制造管理系统。项目重点突破了复杂装备智能化制造过程和工艺参数优化、工艺工装设计自动化、数控机床生产的数字监控管理智能化、基于短距离无线通讯(Zigbee)技术的生产信息双向传输、自适应在线排产优化等关键技术，为研发设计制造集成管理系统提供了技术支撑。 2、创新要点 （1）将开放式装配建模技术应用于产品的研发中，创立了模型的 UML 表达方式、装配体特征、装配配合公差分析和系统的装配层次分析等，完成了产品的结构设计、零件与装配的联动设计、装配仿真分析，并建立了产品及其关键部件的数字样机。开放式装配建模方法更有效地指导产品由整体构思到样机设计的整个过程。 （2）提出了面向数字化预装配的分层干涉检测算法，该方法把干涉检测过程分为粗检测、半精检测、精确检测三层，通过逐层检测，大大加快了干涉检测的速度，提高了检测的精确度，有助于预装配中优化装配序列的快速生成。 （3）基于虚拟产品开发管理技术 VPDM，研究并解决了机械装备虚拟数字样机开发中的数据交叉、耦合和冗余问题； （4）基于工程知识和多视觉特征模型，提出了一种装配优化序列规划方法。利用直接装配关系图表达产品几何信息、设计信息、制造信息和装配信息等，通过产品特性和操作环境的评价因素，构建装配先后关系，从可行装配序列中选择最优装配序列，更好地帮助设计师完成装配设计并做出正确决定。缩短了产品研发时间，保证产品准时投放市场。 3、效益分析 目成果广泛应用于多家装备制造企业，其中 4 家企业利用该技术提高生产效率 20%~30%，按时交货率从 63％左右提高到 90％以上。近三年企业总计新增利润 6.1663 亿元，新增税收 3.3804 亿元，新增销售 28.058 亿元。减少了 80%以上的生产管理人员 4、推广情况（已推广企业） 本项目成果已在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司、江苏南方机电股份有限公司、无锡市安迈工程机械有限公司等生产企业得到成功应用。 授权专利： 1.数控机床刀具的在线管理方法 201010129780.1 2.车间加工设备群加工运行优化的方法 200910031198.9 3.数控机床监控方法 201110430626.2 

项目开展的背景及意义 当前，我国经济发展进入新常态，能源转型面临需求放缓、传统产能过剩、环境问题突出、整体效率较低等问题，传统能源系统又存在着各能源子系统规划协调不足、弃风弃光现象突出、对化石能源依赖严重等现象，推进国家能源转型、构建新型能源系统势在必行。 综合能源系统是能源互联网建设的物理载体，是支撑国网战略目标落地的重要形式。综合能源系统能够拓宽国网公司发展业务，培育业务增长点和盈利模式增长点，是实现国网公司业务可持续发展的重要手段。 综合能源系统规划建设是项目成立的开端，规划优化效果最优是项目最好的投资、更是最好的节约。综合能源系统规划问题涉及源、网、荷、储协同，需要多维能源数据信息支撑，包括不同设备动态运行特征信息、多元用户负荷特性等数据。而大数据技术能够为综合能源系统规划建设提供基础的数据服务。  有助于可再生能源开发规模进一步提升，促进社会能源可持续发展； 有利于能源的投入产出效率进一步提升，减少能源消耗总量； 有利于社会资源配置进一步优化，降低能源系统建设成本；  有利于推动能源互联网的进一步实施和落地，助力国网实现具有中国特色国际领先的能源互联网企业的战略目标； 有助于电网公司新型业务进一步推进，扩展业务和收入增长点；  综合能源系统中的大数据——应用 在能源革命和数字革命的推动下，大数据技术在综合能源系统的中的应用越来越广泛，助力解决综合能源系统规划优化或运行优化多因素设备建模、设备运行状态诊断、用户用能画像、用能场景生成、优化策略生成的问题。  项目研究内容 项目研究成果 主要成果 本项目的应用示范能够指导综合能源系统工程实际落地，服务基础设施建设；能够指导综合能源系统规划效果评估，提供规划决策工具；能够指导不同区域典型综合能源系统场景示范推广，打造可推广的样板工程；能够深化综合能源系统一体化服务，助力综合能源系统广泛推广。项目发表学术论文5篇、申请发明专利10项、软件著作权5项。 示范应用 本项目预计在山东省内落地应用，打造不同行业的综合能源应用示范项目，目前在前期项目应用实施阶段，预计2021年底完成项目应用实施。  

随着气田开发越来越多，天然气井运行压力大、温度高、时间长的特点也越来越突出。若生产过程中出现气体泄露，易导致气井环空带压或泄露事故。若泄露气体中含硫化氢等有毒有害气体，将对人身及财产安全造成巨大危害。气密封检测技术可以及时对入井油套管丝扣密封性进行预报，避免因丝扣密封失效造成重大事故及巨大经济损失。因此，在油套管入井前进行丝扣的密封性检测已成为国内很多陆地油气田的强制要求。 针对传统气密封检测系统存在的检测时间长、操作步骤繁杂、占地空间大、控压精度低、气体消耗快等问题，我们提出了全新的“油套管螺纹连接气密封自动检测系统”。 本系统采用气体直接连续增压技术，检测中持续增压稳压，解决了间歇水力增压技术检测时间长的问题，每个丝扣约节省45秒检测时间，一千米管道可节省70分钟。采用自动控制系统控制检测步骤自动执行，解决了人工成本高、步骤多、重复性差的问题。新增气体回收系统，回收率达到75%，每检测1000米套管，节省30瓶气源约1.2万元气源费用。全新撬装设计，集成度高、占地面积小，一车全装下。并有专为海洋平台设计的紧凑型撬装，功能不减、体积减半，更多的气源，更快的换装。目前，本系统及配套工具已在江苏金坛储气库、辽宁盘锦等地应用30余口井，现场反馈良好。 本系统已申请20余项发明专利，并已形成完备的知识产权保护群。