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机械工程学科社会服务优秀案例
2020-07-02 15:20 文 胡良斌 

案例一:铀矿冶装备的研发与应用

本团队开展了铀矿冶装备的理论与应用研究,创新了系列环境友好大流量溶浸采铀技术,解决了我国低品位难处理呆矿铀资源回收等系统关键装备的技术难题,取得了一批实现工业应用的原创性科研成果,形成了国内领先的技术优势。

本团队承担了国家核能开发项目2项,承担了核工业北京化工冶金研究院等横向委托项目10余项,总经费2400余万元。主持研发了我国新一代高效、数字化的铀水冶回收系统3套,实现了固定床离子交换塔内树脂方便、快速转移的功能,有效避免了离子交换塔顶部树脂易板结的问题,大大提高了铀水冶回收效率,获发明专利授权9项。研发的铀水冶浸出液离子交换塔,沉淀搅拌槽和铀水冶注液孔口装置等非标设备50余台,已应用于我国中核通辽铀业-钱家店铀矿床地浸采铀试验现场、中核内蒙古矿业-巴彦乌拉铀矿床地浸采铀现场、中核东胜铀业-纳岭沟铀矿床地浸采铀现场和内蒙古苏尼特左旗巴润地浸试验现场等铀矿山现场,为铀矿山的工业化生产提供了工艺参数和技术支持,为铀矿床地浸采铀提供了试验条件和工业生产保障。经评估,采用本团队研发的新型高效铀水冶回收系统对铀矿浸出液进行处理,每年可多回收铀金属62吨,增收节支3084.08万元。

研发的“铀水冶离子交换塔出液装置技术”和“铀水冶关键装备与工艺技术”获得湖南省技术发明奖三等奖2项,参与的“CO2和O2原地浸出采铀工艺技术研究与工程应用”项目获得国家科技进步奖二等奖。

案例二:特种成形与表面技术研究与应用

本学科核能装备及其安全服役技术湖南省高校科技创新团队利用激光、等离子弧、离子束等开展特种成形与表面技术研究近三十年,突破了激光制备硬面层开裂、超高强不锈钢件强塑性倒置等技术难题,拥有高性能氧化物涂层、核燃料锆包壳容错涂层制备等优势技术,拓展了辐射屏蔽构件增材制造前沿研究。承担了国家自然科学基金重大研究计划、国家重点研发计划专项任务、国家科技重大专项任务等国家级项目10余项。主持获国防科工委科技进步二等奖1项,部级科技进步三等奖3项,发表高影响因子论文200余篇,出版著作2部,获发明专利授权5个。在核、海、空尖端武器及通用装备上获得工业应用,形成了从基础研究到工业应用的“材料设计-构件制造-装置研发”一体化研究体系。

研究成果在核电站、石化生产线组合泵零部件;中国铝业的混捏机大型关键零部件;钢铁与电缆行业轧辊、辊筒;电站汽轮机叶片等零部件上得到应用,替代了进口,增产节资效益每年在1000万元以上。开展的多功能屏蔽涂层材料与制备技术的研究,成果受到中国核动力研究设计院、二炮的重视,正试用于新型号装备。热喷涂—激光涂层复合制备技术与装备已应用于U235熔炼凝固净成型高精密模具生产,高性能不锈钢零件激光制备技术已应用于海空装备关键构件生产,并在中钢衡重建成了示范生产线,其生产的热钆卷板机已拓展到市场40%的市场份额。

案例三:核设施退役和核应急处理技术及装备研发与应用

本团队在第一代核电机组即将退役的当代核发展背景下,瞄准“后核电时代”退役战略需求,开展核设施退役和核应急处理技术及装备的研究,近年来通过国家国防科工局项目、湖南省重大科研专项等资助开展了高放环境核设施退役安全治理、应急救援工程装备和技术方面研发,取得了具有知识产权的研发成果,为核设施退役、应急救援等工程装备设计与制造提供了核心技术。

本团队承担了湖南省重大科技专项《核设施退役和核泄漏安全处理技术及装备的研发》等项目资助,并取得了以下成效:(1)成功研制了防辐射液压挖掘机。该装备具有辐射环境监测、抑尘、射线和气溶胶屏蔽、电控制单元屏蔽保护以及挖、装、卸等综合功能。(2)提出了高放射性环境下双层驾驶舱微正压密封技术,成功地解决了高放射性环境下安全作业工程装备驾驶舱的正压密封供气,保证了放射性环境下作业人员的安全。(3)研制了核设施退役和核泄漏环境下采样装置和复合型探测装置,实现环境辐射剂量率自动测量,污染空气(气溶胶)与土壤(含表面污染)放射性浓度自动采样测量。

研究成果现已在中核四〇四有限公司得到应用,为我国核设施退役及核应急和国家核应急医学救援分队提供技术及装备支持,并将得到进一步的推广应用。该研究成果被中国核能行业协会鉴定为“填补国内空白,国内领先,国际先进”。

案例四:乏燃料后处理技术及装备研发与应用

本学科团队面向核燃料循环技术与装备战略发展需求,结合机械工程学科特点,开展了乏燃料后处理技术及装备研发工作,为核反应堆乏燃料后处理提供了拥有自主知识产权技术和装备,培养了我国核工业设备研发的高素质技术人才。

本团队参与承担了国防基础科研项目和国家核能开发项目、甘肃省重点研发项目《用于核设施退役过程中的可搭载切割设备的移动式升降工装的研制》和中国原子能科学研究院委托开发《不锈钢组件激光剪切试验装置及剪切试验》(949.5万元)等科研任务并取得了以下成效:(1)构建了xxxx系统安全工程能力成熟度模型,获得了适用于xxxx的安全工程能力评价方法,开发了具有自主知识产权的安全工程能力成熟度评估软件。(2)研发了剪切机故障诊断与可靠性研究的实验室规模模拟剪切样机。(3)开发了基于剪切噪声信号特征识别的乏燃料剪切机故障诊断软件系统,研制了乏燃料剪切机故障监测系统样机1台。

研究成果乏燃料后处理系统安全技术已获得“湖南省科技进步二等奖”。 乏燃料后处理技术及装备研究成果现已在中核四〇四有限公司(我国规模最大的核工业联合生产科研基地、特大型联合企业)得到应用。

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