研究系統
新能源和海洋裝備聯合研發中心

   依托機器人與智能制造研究中心、先進結構材料與大型成形制造研究中心,聯合冰輪環境技術股份有限公司、中集來福士海洋工程有限公司共同建設“大型特種裝備聯合研發中心”。開展特殊氣體極限工況裝備、氫能產業重大裝備、大型海洋裝備的應用基礎研究及共性關鍵技術研究。針對我國海洋工程裝備前期設計核心技術短板、總裝建造技術不強等問題,面向深海資源開發、極地資源開發、礦產資源開發和深水海洋保障等四大領域的迫切需求,逐步完善海工裝備設計技術體系和產業體系。圍繞海洋工程裝備總體技術領域和前瞻性技術發展趨勢,突破裝備的總體研發設計技術、試驗驗證技術、系統集成技術和并行協同設計技術等十大共性關鍵技術,全面形成深海、極地油氣開采裝備、礦產開采裝備、海上保障裝備的自主設計能力,為海工裝備制造業提供全方位的技術支撐。

   具體聯合研發內容包括:

 (1)特殊氣體極限工況裝備

   ①氦氣壓縮機

   氦氣螺桿壓縮機主要應用于大科學工程等領域的低溫系統,是液氫溫區以下(-253.15℃)大型低溫裝備的核心設備之一,如超流氦的超導、磁懸浮、量子計算機、空間技術及液氫的制備系統。氫液化需要溫度低于-253℃,目前只能采用氦氣制冷,而氦氣屬于小分子量易泄漏的氣體,本身具有絕熱指數高的特性,目前只有英國豪頓公司能夠生產,目前我國各種大科學工程20K溫區以下的大型氦制冷機和氦液化裝置均為國外產品和技術的壟斷。

   將全面進行系列化氦氣螺桿壓縮機開發,掌握全型譜范圍內氦氣螺桿壓縮機研發制造的核心技術,具備全方位替代國外氦氣螺桿壓縮機的能力,打破國際大品牌在該領域的壟斷地位,促進國內氫能源技術更好的發展。

   ②大型壓縮機

   水蒸氣螺桿壓縮機主要應用在水蒸氣制取、增壓輸送,乏汽的增壓再利用、高壓差MVR 系統的增壓等領域,擁有廣闊的市場前景。系統COP 高,節能潛力大,螺桿式壓縮機能噴水冷卻,壓比高,變工況性能好,適用于飽和溫升較高、中小流量的系統。在國家清潔能源利用,關停小噸位燃煤鍋爐,同時,天然氣鍋爐運行費用高,燃氣能源緊張的形勢下,電驅動蒸汽熱泵、水蒸汽制取輸送機組更具有市場競爭力。

   將進行水蒸氣螺桿壓縮機的試制研發,試制成功亦可推廣到其它無油氣體增壓輸送場合,順應國家政策,對推動我國綠色能源發展具有積極的作用。

   ③MRC混合工質壓縮機

   MRC螺桿壓縮機具有安全可靠、零泄漏的特點,主要應用于MRC 自復疊液化輕烴系統中。該技術將解決我國天然氣、煤層氣分布相對分散,運輸不便的難題,加速了我國天然氣、煤層氣的深度開發利用,不僅可以實現資源綜合利用、保護環境,而且對帶動我國天然氣行業的技術進步,解決我國能源危機具有重要意義。此外,該壓縮機技術可移植到丙烷制冷系統中。

   將進行MRC 螺桿壓縮機的研發,小型天然氣、煤層氣液化裝置研發,有效補充國內液化天然氣市場的需求,緩解了能源的緊張問題,同時,避免了煤層氣、天然氣排放造成的大氣變暖問題。

 (2)氫能產業重大裝備

   ①燃料電池壓縮機

   六葉羅茨壓縮機是氫能源汽車中燃料電池動力系統的核心設備。目前國內相關產品全部采用進口,國際上最先進的氫能源汽車采用的六葉羅茨壓縮機是日本豐田公司研發的六齒扭葉羅茨壓縮機,壓縮機最大功耗20kW,最大壓縮比為3,效率在60%以上,吸入的空氣量能夠在6-300Nm3/h內快速響應,為目前世界上最為先進的空氣供給系統之一。

   將對標豐田六葉羅茨壓縮機的性能,開發出具有自主知識產權的六葉羅茨空壓機,在脈動與振動噪音控制技術、復雜空間曲面間的高效密封技術、無油環境下的壓縮熱高效導出技術、輕量化等關鍵指標方面展開攻關研發,立足成為中國最大的氫能源汽車空氣供給羅茨壓縮機的最大生產基地。

   ②車用燃料電池氫氣再循環泵

   氫氣再循環泵(即含濕氫氣壓縮機)是質子交換膜燃料電池系統提升壽命和氫氣利用率的核心部件。主要研究氫氣再循環泵全工況復雜多相介質環境下引發的一系列問題,突破多因素關聯的氫氣泵再循環全工況協同總體設計技術瓶頸,開發先進的氫氣再循環泵小批量制造工藝和配套應用技術,為氫氣再循環泵產業化應用提供支撐。

   將開發適應復雜介質環境的氫氣再循環泵總體設計技術,研制兩種具有參數互補特點的氫泵結構,完善高精度加工和批量制造工藝,實現與燃料電池發動機車的配套應用,促進我國車用燃料電池技術的發展。

 (3)“夢想號”海底鉆探船

   目前全球僅有美國“決心號”和日本“地球號”兩艘深海鉆探船,牢牢掌握著深海鉆探的主導權。后疫情時代,關鍵產業鏈和供應鏈的安全問題將更加突出,突破卡脖子核心技術,將成為海洋產業可持續發展的戰略舉措。中心與青島海洋科學與技術試點國家實驗室聯合發起了“夢想號”海底鉆探船項目,希望打造海洋地質創新聯盟,實施由我國主導的海洋大科學計劃,探索出一條龍頭企業參與重大科技創新的模式,為山東建設海洋強省做出貢獻。該項目總體裝備和綜合作業能力位于國際領先水平,將取代2028年退役的美國“決心號”的現有國際地位。

 (4)“百箱計劃”深遠海智能網箱海洋牧場

   我國是全球最大的漁業生產和消費國家之一,尤其是今年以來隨著全球新冠疫情的蔓延,人們對優質蛋白的需求將大幅提升。中心計劃實施“百箱計劃”深遠海智能網箱海洋牧場項目,擬投放100座深水智能網箱,預計年產魚類產品10萬噸,年產值60億元。該項目將在煙臺海域建設亞洲規模最大、裝備水平最高、綜合效益最好的海洋牧場。同時,該模式可以結合各地海域特色進行復制推廣,形成規模效應,打造中國一條魚的產業模式?!鞍傧溆媱潯睂ㄔO海上糧倉、做大做強漁業產業鏈、帶動傳統漁民轉型轉業等影響深夜,同時通過牧海戍邊推進軍民融合具有重要戰略意義。

 (5)海上風電高速公路

   借鑒歐洲海上風電發展成功經驗,統籌建設山東海上風電基地,統一建設海上升壓站、換流站、上岸電網接入設施等海上風電基礎設施,形成標準化、批量化和規?;?,減少開發商各自為政分散重復建設的低效和浪費,并有利于形成海上風電產業鏈聚集。

 (6)海上海水淡化平臺

   山東水資源總量僅占全國1.09%,需要向浩瀚的海洋要淡水。針對山東淡水資源緊張問題,中心將與國電投、天津海淡所合作,設計10-30萬噸級的海上海水淡化平臺技術方案,這是具有全球標志性的示范項目,可以在省內推廣應用。

 (7)海洋綜合能源島

   海洋綜合能源島以海上居住、海上旅游等功能為中心,兼顧能源自給、海上養殖、海上基地、能源自給自足及環保處理等配置,構建以綜合清潔能源為基礎的人工島/海上城市,基本實現能源自給自足良性循環利用,實現人與海洋自然和諧生態發展,進而推進能源發展與人文自然有機融合,促進經濟效益、社會效益與生態效益有機統一。聚集海上風電大基地、海上LNG集輸中心、海上核電平臺、波浪能發電等海上新能源項目,配套發展海上風電制氫、海上休閑綜合體等項目,建設海上數據中心、分布式智能電網,打造海上新基建標桿項目。


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