军用技术转民用推广目录(续)
2016-09-19工业和信息化部办公厅,国防科工局综合司
军用技术转民用推广目录(续)
(2015年度)
工业和信息化部办公厅国防科工局综合司
36 壳式一体化核供热堆技术
【技术开发单位】中国核建设集团公司中核能源科技有限公司、清华大学核能与新能源技术研究院
【技术简介】壳式一体化核供热堆技术是我国历时20余年自主研发,具有自主知识产权的新一代先进反应堆,曾获国际科技进步一等奖和国家技术发明二等奖。其在成熟的压水堆基础上,采用了先进的反应堆安全理念和一系列先进技术,具有良好的固有安全特性和非能动安全性。通过5 MW实验堆的建设运行和200 MW核供热堆关键技术攻关,充分验证了该技术的安全可靠性。壳式一体化核供热堆技术成熟,在提供安全、清洁、经济和高品质的工业蒸汽,城市集中供热及制冷,淡化海水和热电联供的同时,实现了对环境的零排放,具有良好的经济效益和环境效益,是国家鼓励发展的节能减排技术,已经具备商业示范和推广的条件,并被列入国家多个相关发展规划。
【主要技术指标】热功率:200 MW;反应堆设计寿期:60 a;主回路工作压力:7.0 MPa;主回路堆芯温度:入口230 ℃/出口278 ℃;中间回路工作压力:7.8 MPa;中间回路工作温度:入口203 ℃,出口243 ℃;蒸汽发生器出口压力:1.6 MPa;蒸汽发生器出口温度:201 ℃。
【预期效益】1座200 MW核供热堆用于集中供热,可以满足400~500万m2建筑面积供暖, 用于工业供汽每小时可以提供300 t的饱和工业蒸汽,用于大面积制冷可为200~300万m2的建筑面积进行制冷,用于海水淡化可为日产33~36万t淡水的淡化厂提供能源。目前,我国工业蒸汽和集中供暖主要热源为蒸汽锅炉,经济性分析表明,核能供热成本低于燃油锅炉供热成本,且接近于燃煤锅炉供热成本。与同等规模的燃煤锅炉相比,每年可减少25万t煤炭运输量,少排放38.5万t二氧化碳、0.6万t氧化硫、0.16万t氮氧化物、0.5万t烟尘和5万t灰渣。由此可见,其不仅具有明显的经济效益,而且具有显著环境效益,这对于改善我国能源结构,保障能源安全,实现可持续发现具有重大的战略意义。
37 HD—4002系列铀矿勘查综合测井仪
【技术开发单位】中国核工业集团公司北京地质研究院
【技术简介】HD—4002系列铀矿勘查综合测井仪是铀矿地质系统首次研制的针对铀矿勘查的一套体系完备、设备齐全的综合测井系统。该系统适用于各种铀矿类型和环境条件下的铀矿勘查工作,包括针对北方砂岩型铀矿勘查的HD—4002车载综合测井仪、针对南方热液型铀矿勘查的HD—4002A轻型综合测井仪和针对3 000 m超深度科学研究的HD—4002B深井综合测井仪。在研制过程中,突破和取得了多项关键技术和创新成果。
【主要技术指标】
1)测井参数技术指标见表3。
表3 测井参数技术指标
2)功耗:≤50 W。
3)测井深度:0~3 000 m。
【预期效益】随着国家核电的快速发展,铀资源需求大幅增长,铀矿勘探工作任务亦将保持较高增长,2015年铀矿勘探经费较2014年增加数亿元,铀矿勘探、地浸采矿测井工作任务量大幅增加; HD—4002系列铀矿勘查综合测井仪也适用于煤田地质勘探、水文、环境工程和有色地质勘探测井工作。截至2010年,国内需求20~50台套,预计技术服务年收入300万元,产品年销售1 000万元。
38 钛合金薄壁复杂精密铸造技术
【技术开发单位】中国航空工业集团公司北京百慕航材高科技股份有限公司
【技术简介】钛及钛合金具有一系列优异的特性,如密度小、比强度高、耐腐蚀和耐高温等,其工业化生产仅50多年就展示出强大的生命力,成为航空、航天、能源、船舶、化工及医疗领域不可缺少的材料。但钛的化学活性高,铸造难度大,常规铸造技术难以满足目前航空航天等领域对薄壁、异性、结构和功能统一钛合金精密铸件的需求。
该公司突破了合金研究与制备、铸件设计与制造、型壳材料与制造、铸件离心铸造成型、铸件热等静压处理与热处理、铸件酸洗、铸件补焊、铸件无损检测、铸件理化力学性能分析、国内外技术规范等与钛合金精密铸造相关的关键技术,拥有大型复杂薄壁钛合金精密铸造的成套技术和一系列独特的创新型技术。陶瓷型精密铸造、石墨加工型铸造和特种砂型铸造等工艺技术成熟;型壳制造技术化学稳定性高、耐火度高、强度高、精度高,居国内领先、国际先进水平。该公司拥有多项专利及自有技术,建立了国内规模最大的钛合金精密铸造生产线。
【主要技术指标】采用先进的钛合金铸造技术,能够制造大型、复杂、薄壁钛合金铸件,满足GB/T 6614《钛及钛合金铸件》、GJB 2896A《钛及钛合金熔模精密铸件规范》、HB 5448《钛及钛合金熔模精密铸件》、ASTM B367《钛及钛合金铸件标准》及AMS等标准要求。
铸件材料为ZTC4、ZTA15等各种铸造钛合金;铸件性能:Rm为450~950 MPa,δ为5%~10%;工作温度:室温350~500 ℃。
【预期效益】预期经济效益显著。
39 航空航天用特种高温电缆加工技术
【技术开发单位】中国电子科技集团公司第二十三研究所
【技术简介】该技术产品为航空航天用聚酰亚胺/聚四氟乙烯复合绝缘无缝绕包电线电缆(在国内称为FF47系列)以及乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆(在国内称为C55系列),其作为航空航天环境下使用的高温安装导线,主要依据美国标准SAE AS22759/180~/192系列和国军标GJB 773B。其中FF47系列电线电缆使用新型材料聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合绝缘(PTFE/PI)作为主要绝缘材料,具有质量轻、使用温度广、耐磨、耐化学试剂、耐切割和耐电弧等突出优点,其长期工作温度可达-65~+260 ℃,可广泛应用于军用飞机、民用飞机、卫星和武器等设备上作为机内连线。该类线对减轻航空航天飞行器自身质量,提高其综合性能具有很高的实用价值。C55系列电线电缆以镀银铜合金绞线为导体,以交联乙烯-四氟乙烯共聚物(X-ETFE)为绝缘材料,不仅具有优良的电气绝缘性能、质轻、低燃或不燃、耐高低温及优异的力学性能,同时还具备真空逸气少、耐紫外照射、耐辐照和耐原子氧等针对空间环境的特殊性能。可用于卫星、飞船的舱内外部件、空间战对接机构、宇航服、月球车和预警机等系统间连接以及信号与电力传输线,并且由于该类线缆可靠性高,在一些高可靠要求的场合也可以使用,如舰艇与战车关键部位的高温导线。
【技术指标】
1)FF47系列电缆。电缆使用新型材料聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合绝缘(PTFE/PI)作为主要绝缘材料,质量轻、使用温度广(温度等级:-65~260 ℃)、耐磨、耐化学试剂、耐切割、耐电弧。达到SAE AS22759/80~/92标准要求。
2)C55系列电缆。电缆以镀银铜合金绞线为导体,以交联乙烯-四氟乙烯共聚物(X-ETFE)为绝缘材料,不仅具有优良的电气绝缘性能、质轻、低燃或不燃、耐高低温及优异的力学性能,同时还具备真空逸气少、耐紫外照射、耐辐照和耐原子氧等针对空间环境的特殊性能。
【预期效益】研制产品能为我国民用航空电线电缆研制线提供研制保障条件,并使研制线水平接近国际先进水平。产品能够替代美国Raychem公司SPEC55和法国Nexans公司SAE AS22759/80~/92系列航天航空专用电线电缆标准产品,为国产大飞机、民用客机等批量提供FF47及C55系列航空高温绝缘电线电缆产品,满足国产大型客机项目的配套需求和建设目标,实现关键线缆产品的国产化;建立和完善民用航空高温电线电缆工艺技术标准;项目完成后年产量达3 000 km,创造经济效益2 000万元/a。
40 耐高温抗氧化陶瓷材料
【技术开发单位】哈尔滨工业大学
【技术简介】硅硼碳氮(SiBCN)陶瓷材料具有优异的耐高温、抗氧化、抗热震和良好的抗蠕变性能,是新型高性能陶瓷复合材料之一,在无毒发动机、原子能反应堆壁和航空航天等领域有着广阔的应用前景。据报道,SiBCN多元陶瓷的耐高温可达2 000 ℃以上,因此,SiBCN材料非常适合用作无毒推力器喷管。其中,SiBCN陶瓷的抗氧化性能极其优异,具有非氧化物陶瓷中最低的氧化系数。
在德国等采用有机先驱体法合成SiBCN系非晶陶瓷,但关键原料依赖进口,不仅价格昂贵,而且存在有毒、污染环境、不适宜制备致密块体陶瓷等缺点,极大制约了其工程化应用,而有关该系陶瓷致密块体材料的力学、热学和烧蚀等性能数据也一直处于空白。因此,迫切需要寻找替代原料,开发新工艺。在国际上率先开辟了以无机粉代替有机前驱体原料,通过机械化学合成及后续烧结的固相法制备非晶/纳米晶硅硼碳氮(SiBCN)系亚稳态陶瓷新途径,发明了耐高温、抗氧化SiBCN系新型块体非晶/纳米复相陶瓷材料,填补了该系块体陶瓷力学、热物理和烧蚀等性能特性数据的国际空白。该技术具有制备工艺简单、成本低和周期短等优点。
采用该材料体系研制的耐高温部件,特别是小推力液体发动机用喷管等,满足了型号研制的要求。该材料可满足在高温有氧、惰性气体和真空等多种环境下的部件使用要求。
【主要技术指标】
1) 力学性能。密度>3.0 g/cm3;抗弯强度:≥200 MPa(室温),≥150 MPa(1 500 ℃,空气中);弹性模量≥100 GPa;断裂韧度≥5.0MPa·m1/2。
2) 高温抗氧化性能。1 500 ℃/50 h干燥空气中质量变化<10 mg/cm2;潮湿空气中质量变化<300 mg/cm2。
【预期效益】可满足航空航天、冶金等高温领域,对材料的使用温度要求达到1 400~1 600 ℃,包括有氧、惰性和真空等多种气氛环境。可有效提高设备的运行温度,进而提高生产效率,降低成本。
41 输油泵关键技术
【技术开发单位】中国航天科技集团公司西安航天泵业有限公司
【技术简介】技术开发单位与其他单位合作开发了长输管线高效串联原油输油泵机组,输油泵效率达到85%以上;输油泵总体结构采用API 610的BB1型式,叶轮设计保证叶轮满足高抗汽蚀、高效率和输送高黏度液体的要求;采用推力轴承承受剩余轴向力,保证泵可靠稳定运行,高强度主轴的设计与制造,壳体采用半螺旋形吸入室、双蜗壳压出室结构。这既可保证原油泵水力性能优良,高效率区宽,又可减小径向力,以免引起大的振动,产品设计有暖泵保温系统,确保低温下高黏度原油的正常输送,原油泵主要配套设备为高压无火花型防爆电动机。
【主要技术指标】输油泵流量:Q=1 750 m3/h;扬程:H=280 m;汽蚀余量:NPSHr≤17 m;效率:η≥85%(水介质试验)。根据国家标准GB/T 13007-1991《离心泵 效率》可知,上述参数下的离心泵效率A线为η=83.4%,而与该项目产品串联使用的德国鲁尔泵投标效率为86%。
【预期效益】该项目产品通过技术改造和生产配套能力建设,形成年产30台大型输油泵的能力,按平均价格300万元/台计算,可实现销售收入9 000万元(含税价格)。
42 医疗用抗X射线CMOS图像传感器
【技术开发单位】中国航天科技集团公司北京微电子技术研究所
【技术简介】CMOS图像传感器本质上是数字、模拟混合超大规模集成电路系统,是信息获取与处理领域中图像处理技术的重要组成部分,在消费电子、工业生产、科学研究、空间探索、生物医学、汽车和个人移动产品等各个领域有着广泛的应用。该单位长期从事空间用CMOS图像传感器的研制,已突破了高灵敏度与高动态设计技术、高抗辐射性能设计技术、高精度低噪声读出电路设计技术、高速高精度片上模数转换器设计技术和智能窗口时序控制电路设计技术等关键技术,研制了我国首款百万像素抗辐射CMOS图像传感器,并进行了批量生产工作。
【主要技术指标】分辨率:1 024×1 024;像素尺寸:15 μm×15 μm;光谱范围:400~1 000 nm;灵敏度(@550 nm):2.7 V/lux·s ;动态范围:70 dB,85 dB(双斜);QE×FF:>45%;满阱容量:>200 Ke-;平均暗电流(@室温):100 pA/cm2(实测20 pA/cm2);FPN:< 0.8% of full well(Global);PRNU:<2% of full well (Global);输出帧频:10 帧/s (实测可达20 帧/s);抗辐射总剂量:100 krad(Si) (实测已达300 krad(Si));片上ADC:12位 ;ESD:1 500 V;功耗:350 mW;封装形式:JLCC84;外形尺寸:30.08 mm×30.08 mm×3.27 mm;工作温度:-40~85 ℃。
【预期效益】医疗等专业领域进行应用,市场应用规模在百亿以上。
43 高性能锂离子电池隔膜材料制备技术
【技术开发单位】中国航天科技集团公司中国乐凯集团有限公司
【技术简介】锂离子电池隔膜是锂离子电池中十分重要的原材料,是隔离电池正、负极以防止短路,同时允许锂离子通过的多孔绝缘膜,其成本约占整个锂离子电池材料成本的18%。目前,国内需求主要依赖进口,宇航用高性能锂离子电池隔膜全部依赖进口,技术主要掌握在日本、韩国和美国,国内近几年刚刚起步,主要集中在中低端市场,中高端市场仍以进口为主。涂层改性隔膜主要以日韩为主,国内的涂层隔膜大多数是直接购买涂布液进行涂覆,很少有自主开发的涂层配方技术,而且涂层隔膜存在的普遍问题是粘附性较差,涂覆改性后对基膜透气性影响较大。技术开发单位采用PE隔膜作为基膜,在其单面/双面涂覆自主开发的功能性涂层,在基膜发生熔融破膜的情况下,功能性涂层依然能够保持高性能锂离子电池隔膜的完整性,阻隔锂离子电池电极的直接接触,可提升隔膜的热稳定性。同时,功能性涂层能够增强高性能锂离子电池隔膜的保液性和吸液性能,从而延长电池循环寿命。目前,该技术正进行生产线一期建设阶段,具备小批量生产能力。
【主要技术指标】
1)PE隔膜(高性能锂离子电池隔膜基膜)。厚度:12~20 μm;厚度偏差:±1.0 μm;孔隙率:40%~50%;刺穿强度:≥0.29 N/μm;拉伸强度:MD≥150 MPa,TD≥140 MPa;热收缩率(90 ℃,1 h):MD≤3.0%,TD≤1.0%;透气性:180~240 s/100cc。
2)高性能锂离子电池隔膜。厚度:12~25 μm;厚度偏差:±1.0 μm;孔隙率:40%~50%;刺穿强度:≥0.25 N/μm;拉伸强度:MD≥120 MPa,TD≥100 MPa;热收缩(120℃,1 h):MD≤2.0%,TD≤1.0%;透气性:200~300 s/100cc。
【预期效益】高性能锂离子电池隔膜在满足卫星用锂离子电池和电池组需求的同时,可以广泛地应用到各种军民两用的高比能、高比功率锂离子电池产品中,以取代目前使用的普通隔膜材料,提高电池比能量的同时,提高锂离子电池的安全性能。高性能锂离子电池隔膜实施过程中形成的一系列技术开发成果,对发展我国高性能锂离子电池隔膜,改变目前依赖进口的局面,打破国外公司对该类产品和技术的垄断,全面实现进口产品的替代,实现自主可控,具有十分重要的意义。
44 磁性液体密封的关键技术
【技术开发单位】北京交通大学
【技术简介】磁性液体密封是一种新型的密封方式,具有零泄漏、长寿命和高可靠性等优点。磁性液体是由直径为纳米量级的磁性固体颗粒均匀分散在基载液中而形成的一种稳定的胶体溶液,这种溶液即使在重力场、电场和磁场作用下也能长期稳定地存在,不产生沉淀与分离。磁性液体既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性,因此有着广泛的应用价值和很高的学术价值。利用磁性液体对磁场的响应特性,把磁性液体注入到由高性能的永磁体、导磁良好的极靴和转轴所构成的导磁回路的间隙中,会形成数个磁性液体O型圈,当磁性液体受压差作用时,会在非均匀磁场中移动,不均匀磁场就会使磁性液体产生对抗压差的磁力,进而达到新的平衡,这样就起到了密封的作用。磁性液体密封的应用范围极其广泛,密封适应性强,无论是静态密封还是动态密封,无论是旋转密封还是往复密封,都可以应用。在某些方面,它的优点是传统密封方式无法比拟的。
因而包括美国航空航天局NASA公司在内的世界各国的军工单位一直以来都非常重视磁性液体密封的发展和应用。美国航空航天局(NASA)2011年在其官方网站上指出,磁性液体密封是今后十年内重点研究的领域之一。
磁性液体密封方面已建设中试生产线,全面验证了核心技术、工艺和设备,准备进入规模化生产线建设阶段。
【主要技术指标】泄漏率<10-12Pa·m3/s;密封寿命>10 a;线速度>20 m/s。
【预期效益】磁性液体密封广泛应用于能源、军工和石化等行业,预计到2020年,磁性液体密封的产业化在全国市场容量可达720亿元,其中北京市市场容量可达到147亿元。
45 Z—5型无人直升机的关键技术
【技术开发单位】中国人民解放军总参谋部第六十研究所
【技术简介】Z—5型无人直升机总体设计优良,技术含量高,在旋翼设计、飞行控制、气动设计、余度设计、可靠性和安全性设计等技术方面国内领先。该飞机具有遥控、GPS自主导航两种飞行模式和一定的容错控制功能,可以实现自主起降、定点悬停、三维程控和在线任务规划等,同时具备抗过载能力强、灵活机动和安全可靠等特点,在国内同级别飞机中处于领先地位。目前,国内能够自主生产无人直升机的企业并不多,已经建立了小批试制生产线,全面验证了核心技术、工艺和设备,准备进入规模化生产线建设和大批量生产阶段。
【主要技术指标】1)最大起飞质量:450 kg;2)任务载荷:50~80 kg;3)续航时间:4~6 h;4)无地效悬停升限:2 500 m;5)实用升限:3 500 m;6)最大巡航速度:160 km/h;7)抗风能力:6级;8)测控半径:100 km。
【预期效益】转为电力行业民用产品后,能够大大减少以往巡线要雇佣的大量员工,无人直升机可以平地起降,能够快速起飞,快速响应,对自然灾害和线路故障及时反馈,大大节约了企业成本,而且也大大提高了效率。在治安巡查、公路巡检和石油管道巡检方面同样可以发挥重要作用。
有人机成本约为2万元/h,而无人机成本仅为2 000元/h,经济成本大大减少,同时,人员安全风险也得到了保证。
46 多传感器融合的水上智能交通管理系统
【技术开发单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所
【技术简介】目前,国际上VTS系统普遍通过对岸基雷达、AIS、VHF、VHF-DF、CCTV、GPS/北斗和水文气象等多元异类信息进行综合处理,利用统一计算平台架构及多任务综合管理等技术,构建VTS系统技术与应用体系。
该单位从2002年从事VTS相关技术的研发,经过10余年的技术积累,完成了国内首套VTS系统的研制,形成了成套的VTS系统技术体系。2014年3月18日,VTS系统通过了中国航海学会的科技成果鉴定,鉴定委员会认为系统整体技术水平达到了国际先进水平,部分技术指标达到了国际领先水平。
【主要技术指标】
1)系统技术指标。
a.检测能力。最大作用距离:≥4.5 nm(1 m2测试球);条件:晴天,3级以下海况,发现概率90%。
b.分辨力。距离分辨力:≤20 m(最小脉宽,3 nm量程);方位分辨力:≤0.5°(18 ft雷达天线,3 nm量程)。
c.定位精度。距离精度:≤14 m(|a|+3σ)(动目标)(a为平均误差,σ为均方根误差),≤10 m(|a|+3σ)(静目标);方位精度:≤0.2°(|a|+3σ)(动目标),≤0.1°(|a|+3σ)(静目标)。
d.系统跟踪能力。跟踪目标:≥10 000个;接入传感器类型:雷达、AIS、VHF、VHF—DF、CCTV、GPS/北斗和气象水文;最大接入雷达数量:10;跟踪处理范围:≥32 nm;跟踪精度(目标速度12节):速度≤0.8 kn(|a|+3σ),航向≤2°(|a|+3σ);跟踪速度:直线速度≥50 kn,匀加/匀减≥0.38 m/s2。
2)岸基监管雷达技术指标。
a.总体性能。工作频率:X波段((9 410±30) MHz);对海探测距离:视距;方位分辨率:≤0.45°;距离分辨率:30 m或量程的1%(两者取大);监管能力:200批。
b.天线性能。天线形式:波导裂缝线源赋形天线;天线口径尺寸:18 ft;天线波束宽度:水平≤0.45°,俯仰≤22°;天线极化方式:水平/垂直可选;天线增益:≥30 dBi;天线副瓣电平:≤-30 dB。
c.伺服转台性能。转台转速:24 rpm/36 rpm可变;伺服转台承载:最大19 ft天线;连续工作时间:≥100 h。
d.发射机性能。发射机类型:磁控管;发射峰值功率:≥25 kW。
e.接收机性能。中频频率:60 MHz;接收机噪声系数:3.5 dB。
f.环境适应能力。工作温度:-25~+55 ℃;抗凝露、盐雾腐蚀;抗风能力:风速45 m/s下正常工作,60 m/s下不损坏。
g.可靠性。MTBF:≥1 500 h,MTTR:≤30 min。
【预期效益】该项目实施结束时将建成年产系统4~6套、系统专用岸基雷达20~30套生产能力。通过在国家海事、地方海事、海洋渔业、石油平台等行业的推广应用,预计 2017年实现年销售收入6 100万元。降低VTS建设单位成本20%~30%,降低系统使用维护成本约30%。