流程閥門是石油化工、能源冶金和電力礦產(chǎn)等流程工業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。隨著流程工業(yè)的大型高端化發(fā)展，流程閥門常面臨高/低溫、高壓、易汽化、含固顆粒和強(qiáng)腐蝕等嚴(yán)苛工況，給流程閥門高端化自主研發(fā)及應(yīng)用帶來了極大的挑戰(zhàn)，其關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是沒有全面考慮高端流程閥門嚴(yán)苛工況帶來的多相多場耦合流動(dòng)特征，未能構(gòu)建多相多場耦合機(jī)制下的全流場流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法，無法獲得流程閥門內(nèi)部流動(dòng)特性及性能預(yù)測(cè)；二是沒有開展嚴(yán)苛工況下流程閥門流體動(dòng)力學(xué)特性及材料應(yīng)變分析，缺乏高端流程閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，未能形成適應(yīng)于嚴(yán)苛工況下高端流程閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；三是沒有形成嚴(yán)苛工況下的整體制造成型工藝技術(shù)，無法保證實(shí)際嚴(yán)苛工況下的優(yōu)越性能。目前，這些卡脖子關(guān)鍵技術(shù)一直未能得到很好解決，我國流程工業(yè)用高端流程閥門嚴(yán)重依賴國外進(jìn)口，制約著我國流程工業(yè)裝置的自主建設(shè)及現(xiàn)代化工業(yè)強(qiáng)國的發(fā)展進(jìn)程。

項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下：

（1）提出了嚴(yán)苛工況下氣相弱可壓、液相空化與顆粒碰撞的多相流動(dòng)數(shù)值計(jì)算模型及算法，解決了流程閥門內(nèi)部多相多場耦合機(jī)制下流動(dòng)特征的數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確性低問題，實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)苛工況下流程閥門性能的精確預(yù)測(cè)。

（2）提出了基于流場穩(wěn)定性控制、空化成形抑制、腐蝕速率緩和及顆粒軌跡控制等過流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，建立了硬質(zhì)加壓-彈簧預(yù)緊-填料補(bǔ)償?shù)恼w密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決了考慮流體載荷下材料應(yīng)變的結(jié)構(gòu)失效問題，保障了高端流程閥門的運(yùn)行可靠性。

（3）創(chuàng)立了基于斷續(xù)加工、全焊接及表面處理相結(jié)合的高端流程閥門制造加工成型技術(shù)，解決了嚴(yán)苛工況流程閥門的個(gè)性化加工工藝難題，保障了高端流程閥門的長期可靠穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了高溫超大口徑蝶閥、高壓全焊接球閥、超低溫截止閥、耐磨雙閘板閘閥、耐腐蝕旋塞閥等高端流程閥門的產(chǎn)業(yè)化及推廣應(yīng)用。

項(xiàng)目產(chǎn)品成功應(yīng)用于中石油、中海油、中國神華、中航發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)等國家重要企業(yè)，出口20多個(gè)國家和地區(qū)，主要性能指標(biāo)優(yōu)于國際知名公司高端流程閥門品牌。近三年累計(jì)新增銷售額超15億元，新增利潤1.5億元。獲授權(quán)發(fā)明專利26件和軟件著作權(quán)2件，發(fā)表SCI檢索論文12篇，出版著作1部，參與修制定國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。項(xiàng)目突破了國外對(duì)我國高端流程閥門產(chǎn)品壟斷，填補(bǔ)了我國高端流程閥門自主研發(fā)技術(shù)的空白，為我國流程工業(yè)裝置和能源戰(zhàn)略項(xiàng)目的自主建設(shè)和長效發(fā)展提供裝備支撐。

排名

姓名

行政
職務(wù)

技術(shù)
職稱

從事專業(yè)

工作
單位

二級(jí)
單位

完成
單位

對(duì)本項(xiàng)目主要科技創(chuàng)新的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)

1

朱祖超

國家地方聯(lián)合
工程實(shí)驗(yàn)室主
任

教授

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和協(xié)調(diào)人，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的總體方案和技術(shù)路線的制定和實(shí)施。對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1、2、3均做出貢獻(xiàn)，提出了考慮氣相弱可壓的多相流動(dòng)數(shù)值計(jì)算模型及算法，建立了基于流場穩(wěn)定性控制的過流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)立了基于斷續(xù)加工、全焊接及表面處理相結(jié)合的高端流程閥門制造加工成型技術(shù)。專著1的主編之一，發(fā)明專利1-4的主要完成人，論文1、3的作者之一。

2

林哲

無

副教授

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)1中考慮顆粒碰撞的多相流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法，建立顆粒與壁面碰撞模型，提出多相多場耦合作用下多相流動(dòng)數(shù)值計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流程閥門內(nèi)多相流動(dòng)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。是本項(xiàng)目支撐課題之一“國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：流程閥門啟閉過程瞬態(tài)氣固兩相流動(dòng)特性及磨損研究”的負(fù)責(zé)人。專著1的主編之一，發(fā)明專利1-3的主要完成人，論文3的通訊及第一作者，論文1的作者之一。

3

劉琦

無

講師

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)1中考慮液相空化的多相流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法，優(yōu)化了傳統(tǒng)空化數(shù)值計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流程閥門內(nèi)空化流動(dòng)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并開展空化實(shí)驗(yàn)。發(fā)明專利1的主要完成人。

4

陳德勝

無

講師

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中基于流場穩(wěn)定性控制的過流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化了流程閥門內(nèi)流動(dòng)穩(wěn)定性控制結(jié)構(gòu)，提高了流程閥門穩(wěn)定運(yùn)行可靠性，并開展流程閥門內(nèi)部流場穩(wěn)定控制實(shí)驗(yàn)。

5

張光

無

講師

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中基于顆粒軌跡控制的過流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，開展流程閥門內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)可視化實(shí)驗(yàn)，建立顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡與閥門關(guān)鍵壁面磨損之間的關(guān)聯(lián)，提出基于顆粒軌跡控制的流程閥門磨損防控設(shè)計(jì)方法。

6

王若暉

董事會(huì)秘書

中級(jí)工程師

閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五洲閥門股份有限公司

無

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2和3中密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和全焊接閥門工藝技術(shù)，建立硬質(zhì)加壓-彈簧預(yù)緊的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出全焊接閥門加工工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高壓全焊接流程閥門的可靠設(shè)計(jì)。

7

夏成銳

董事長/總經(jīng)理

高級(jí)工程師

耐腐蝕閥門設(shè)計(jì)開發(fā)

維都利閥門有限公司

無

維都利閥門有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)3中基于的高端流程閥門表面處理工藝技術(shù)，提出了稀有金屬合金閥門表面鈍性氧化膜增附、離子改性及陽極化處理技術(shù)，提高了流程閥高耐腐蝕性能和使用壽命。發(fā)明專利4的主要完成人。

8

張壽根

副總經(jīng)理

高級(jí)工程師

耐磨損閥門設(shè)計(jì)開發(fā)

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

無

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2和3中磨損防控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和閥門產(chǎn)業(yè)化及推廣應(yīng)用，提出高度差結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，有效減輕閥門關(guān)鍵壁面磨損，開發(fā)了耐磨損閥門系列產(chǎn)品，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用。發(fā)明專利6的主要完成人。

9

汪春臣

總工程師

高級(jí)工程師

閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五洲閥門股份有限公司

技術(shù)部

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中流程閥門流場穩(wěn)定控制方法，設(shè)計(jì)不同閥門流場穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，開展閥門流場可視化和壓力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，獲得最優(yōu)閥門過流部件結(jié)構(gòu)，并開發(fā)運(yùn)行穩(wěn)定可靠的流程閥門產(chǎn)品。

10

陳杰

總工程師

高級(jí)工程師

耐腐蝕閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

維都利閥門有限公司

技術(shù)部

維都利閥門有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)3中高端流程閥門制造加工工藝成型技術(shù)，分析不同的表面處理工藝技術(shù)對(duì)稀有金屬合金閥門耐腐蝕性能的影響，提出了高端流程閥門表面處理加工工藝技術(shù)，有效改善了流程閥門的耐腐蝕性能和使用壽命。

11

蕭亞兵

研發(fā)部副主任

高級(jí)工程師

耐磨損閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

研發(fā)部

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中流程閥門過流部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。開展顆粒碰撞磨損實(shí)驗(yàn)，獲得不同流動(dòng)及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)閥門磨損分布及極值的影響規(guī)律，揭示閥門磨損機(jī)理，并提出磨損預(yù)測(cè)公式和磨損防控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

12

鄭益豐

技術(shù)部部長

高級(jí)工程師

閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五洲閥門股份有限公司

技術(shù)部

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)3中基于斷續(xù)加工和全焊接的流程閥門制造加工工藝成型技術(shù)，提出斷續(xù)加工工藝技術(shù)，優(yōu)化了全焊接工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高端流程閥門的整理加工，開發(fā)了高性能流程閥門系列產(chǎn)品。發(fā)明專利5的主要完成人。

13

肖翰

無

高級(jí)工程師

耐磨損閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

研發(fā)部

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)3中耐磨損閥門系列產(chǎn)品開發(fā)，開展不同結(jié)構(gòu)及流動(dòng)參數(shù)對(duì)閥門磨損的影響規(guī)律，獲得耐磨損閥門最優(yōu)結(jié)構(gòu)，有效提高了閥門的使用壽命，開發(fā)耐磨損閥門系列產(chǎn)品。發(fā)明專利6的主要完成人。

14

崔寶玲

無

教授

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)1中流程閥門內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值計(jì)算?；趪?yán)苛工況下氣相弱可壓、液相空化與顆粒碰撞的多相流動(dòng)數(shù)值計(jì)算模型，在不同工況下開展流程閥門內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬，獲得工況參數(shù)與內(nèi)部流動(dòng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。發(fā)明專利1、3、4的主要完成人，論文1的第一作者、論文3的作者之一。

15

金浩哲

無

副教授

流體機(jī)械及工程

浙江理工大學(xué)

機(jī)械與自動(dòng)控
制學(xué)院

浙江理工大學(xué)

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中流程閥門磨損機(jī)理研究。對(duì)流程閥門內(nèi)腐蝕分布及極值進(jìn)行數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，揭示閥門腐蝕機(jī)理，提出流程閥門腐蝕預(yù)測(cè)模型。論文2的第一作者。

16

王學(xué)豐

技術(shù)部經(jīng)理

工程師

耐腐蝕閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

維都利閥門有限公司

技術(shù)部

維都利閥門有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中流程閥門磨損防控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。基于閥門腐蝕預(yù)測(cè)模型，對(duì)流程閥內(nèi)腐蝕進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，獲得閥門結(jié)構(gòu)和介質(zhì)參數(shù)對(duì)腐蝕的影響，獲得流程閥門腐蝕防控最優(yōu)結(jié)構(gòu)，并開發(fā)耐腐蝕流程閥門系列產(chǎn)品。

17

陳錦法

董事長

高級(jí)工程師

閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五洲閥門股份有限公司

無

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)3中流程閥門制造加工成型技術(shù)開發(fā)。對(duì)流程閥門系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入剖析，制定針對(duì)性的斷續(xù)加工工藝、全焊接工藝及表面處理工藝，形成高端流程閥門整體制造加工成型工藝技術(shù)，并開發(fā)高端流程閥門系列產(chǎn)品。

18

夏崇茅

無

工程師

耐腐蝕閥門產(chǎn)品開發(fā)

維都利閥門有限公司

研發(fā)部

維都利閥門有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中基于腐蝕速率緩和的流程閥門過流部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。研究閥門內(nèi)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)流場分布，獲得結(jié)構(gòu)參數(shù)與流場剪切應(yīng)力之間的關(guān)聯(lián)，提出以減弱流場剪切應(yīng)力為目標(biāo)的腐蝕防控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

19

李來叢

無

工程師

耐磨損閥門產(chǎn)品開發(fā)

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

研發(fā)部

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)2中高端流程閥門整體密封設(shè)計(jì)。針對(duì)流程閥門長時(shí)間使用導(dǎo)致的泄露問題，開發(fā)設(shè)計(jì)整體密封結(jié)構(gòu)，建立了硬質(zhì)加壓-彈簧預(yù)緊-填料補(bǔ)償?shù)恼w密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)。

20

吳志強(qiáng)

無

工程師

閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五洲閥門股份有限公司

研發(fā)部

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點(diǎn)3中高端流程閥全焊接工藝技術(shù)。針對(duì)大口徑高壓閥門，深入進(jìn)行閥門結(jié)構(gòu)剖析，建立了全焊接高端流程閥門加工工藝技術(shù)。

排名

單位名稱

對(duì)本項(xiàng)目的支撐作用情況

1

浙江理工大學(xué)

浙江理工大學(xué)為本項(xiàng)目完成的牽頭單位，為本項(xiàng)目的完成提供了場地、人力、物力和財(cái)力，支持完成了本項(xiàng)目的核心內(nèi)容，對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1、2和3均做出了重要貢獻(xiàn)。基于國家自然科學(xué)基金、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目及校內(nèi)的學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)給予本項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持，通過“產(chǎn)學(xué)研用”合作模式，將科技創(chuàng)新及時(shí)推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2

五洲閥門股份有限公司

作為項(xiàng)目的主要完成單位，與浙江理工大學(xué)合作開展本項(xiàng)目的研發(fā)工作，主要貢獻(xiàn)為：（1）參與嚴(yán)苛工況下高端流程閥門整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造成型加工工藝的研究；（2）負(fù)責(zé)斷續(xù)加工及全焊接加工工藝技術(shù)研究；（3）共同合作完成高壓高溫閥門系列產(chǎn)品開發(fā)與制造；（4）負(fù)責(zé)大口徑高溫高壓閥門系列產(chǎn)品在能源、航空等領(lǐng)域的企業(yè)中推廣應(yīng)用。

3

維都利閥門有限公司

作為項(xiàng)目的主要完成單位，與浙江理工大學(xué)合作開展本項(xiàng)目的研發(fā)工作，主要貢獻(xiàn)為：（1）參與嚴(yán)苛工況下高端流程閥門整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造成型加工工藝的研究；（2）負(fù)責(zé)腐蝕及空蝕防控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及表面處理工藝技術(shù)的研究；（3）共同合作開發(fā)耐腐蝕及空蝕流程閥門系列產(chǎn)品；（4）負(fù)責(zé)耐腐蝕及空蝕閥門系列產(chǎn)品在化工、冶煉等領(lǐng)域的企業(yè)中推廣應(yīng)用。

4

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

作為項(xiàng)目的主要完成單位，與浙江理工大學(xué)合作開展本項(xiàng)目的研發(fā)工作，主要貢獻(xiàn)為：（1）參與嚴(yán)苛工況下高端流程閥門整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造成型加工工藝的研究；（2）負(fù)責(zé)磨損預(yù)測(cè)、磨損防控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及閥門整體密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究；（3）共同合作完成含固耐磨閥門系列產(chǎn)品開發(fā)與制造；（4）負(fù)責(zé)含固多相輸送閥門系列產(chǎn)品在電力、冶金等企業(yè)中的推廣應(yīng)用。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)類別

知識(shí)產(chǎn)權(quán)名稱

國 家

（地區(qū)）

授權(quán)號(hào)

授權(quán)日期

權(quán)利人

發(fā)明人

發(fā)明專利有效狀態(tài)

發(fā)明專利

一種新型磁控調(diào)節(jié)閥

中國

ZL201610708494.8

2018.12.04

浙江理工大學(xué)

林哲、馬傳京、劉琦、朱祖超

有效專利

發(fā)明專利

一種用于水煤漿輸送的球閥

中國

ZL201510922735.4

2018.01.12

浙江理工大學(xué)

林哲、張一帆、許本亮、朱祖超

有效專利

發(fā)明專利

用于稀相氣力輸送的平板閘閥

中國

ZL201510167711.2

2017.05.03

浙江理工大學(xué)

朱祖超、林哲、馬光飛、崔寶玲、徐洪光

有效專利

發(fā)明專利

一種多密封及分流減壓節(jié)流截止閥

中國

ZL201110077587.2

2012.07.11

浙江理工大學(xué)

崔寶玲、宋治偉、朱祖超、張玉良、夏成銳

有效專利

發(fā)明專利

一種高溫高壓硬密封球閥

中國

ZL201610429563.1

2018.01.12

五洲閥門股份有限公司

胡建田、陳星翰、閤享平、鄭益豐、李軍輝、陳長奔、葉凱強(qiáng)、姜義龍

有效專利

發(fā)明專利

一種耐磨閘閥結(jié)構(gòu)

中國

ZL201510685147.3

2017.11.24

浙江固特氣動(dòng)科技股份有限公司

張壽根、葉建山、肖翰、鄭汝生

有效專利

作者

論文/專著名稱

論文/專著刊物

卷期頁碼

發(fā)表時(shí)間

期刊類別

朱祖超、林哲

流程閥門流體動(dòng)力學(xué)

機(jī)械工業(yè)出版社

ISBN 978-111-62768-5

2019

專著

Baoling Cui、 Zhe Lin、 Zuchao Zhu、 Huijie Wang、 Guangfei Ma

Influence of opening and closing process of ball valve on external performance and internal flow characteristics

Experimental Thermal and Fluid Science

80:

193-202

2017

SCI

Haozhe Jin 、Zhijian Zheng 、 Guofu Ou、 Lite Zhang 、 Jie Rao、 Geping Shu、 Chao Wang

Failure analysis of a high pressure differential regulating valve in coal liquefaction

Engineering Failure Analysis

55:

115-130

2015

SCI

Zhe Lin、Huijie Wang、Zhaohui Shang、Baoling Cui、Chongxi Zhu、Zuchao Zhu

Effect of cone angle on the hydraulic

characteristics of globe control valve

Chinese Journal of Mechanical Engineering

28(3):

641-648

2015

SCI