
近日,由上海市总工会、上海市知识产权局、共青团上海市委、上海市科学技术协会、上海发明协会等联合举办的“第三十五届上海市优秀发明选拔赛”结果揭晓,申能集团一举斩获四项殊荣,其中,申能集团旗下申能股份上海申能电力科技有限公司获1项优秀创新金奖,申能集团旗下上海电缆研究所获1项优秀创新金奖和2项优秀发明银奖。这些优秀成果技术先进、应用价值高、创新创效显著,充分展示了申能人的聪明才智和创造伟力。
奋楫者先,创新者强。创新是第一动力,也是申能与生俱来的基因。申能集团积极探索构建职工创新创效体系,持续推动职工创新创造和技能提升,涌现出一大批知识型、技能型、创新型人才。
向新而动,逐质前行。近年来,“申边人”不断跑出创新发明“加速度”,科技创新发明成果量质齐升,持续生成并向现实生产力转化,他们破解了一个个关键核心技术的“卡脖子”问题,极大提升了产业链供应链的韧性水平。未来,申能将以科技创新推动产业创新,加快发展新质生产力,助力能源行业绿色低碳转型和可持续高质量发展。
优秀创新金奖
世界首创技术为煤电碳减排补短板
项目名称:高温亚临界综合升级改造技术研究与应用
获奖单位:申能集团旗下申能股份上海申能电力科技有限公司
团队成员:冯伟忠、李励、王立群、裴宇、曹艳、张剑城、张帅博、赵鑫
“我国未来煤电低碳发展有两个主要方向:一是通过提效降低煤耗,实现自身碳减排;二是大幅提升负荷灵活性,腾出巨大的调峰容量支撑低碳新能源的发展,实现结构性碳减排。” 项目领衔人、上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠介绍。
据了解,我国仍有约3.5亿千瓦装机容量的亚临界机组,占煤电总装机近三分之一。亚临界机组目前已经成为我国煤电机组中效率相对最低、煤耗相对最高的类型,但总量巨大,已成为我国煤电行业碳减排的“短板”。
“高温亚临界综合升级改造技术”由申能电力科技冯伟忠技术团队研发而成,亚临界机组改造需求包括大幅提效、灵活性提升、保效延寿、较高性价比等方面,该技术属世界首创,具有自主知识产权,相关技术成果获得了国内外诸多奖项和荣誉。
2019年,该技术在徐州华润电厂3号320MW机组上率先成功应用,经国内和国际试验单位各自独立测试,机组额定工况下供电煤耗平均降幅高达35g/kWh,跨代升级至现役超超临界机组煤耗水平,碳减排和经济效益显著。技术改造同步实现了19%-100%深度调峰,提前11年实现了国家科技部拟定的煤电科技发展2030年三大目标之一。除了在煤耗水平和深调能力方面实现质的飞跃外,机组还显著优化了启动过程和速度,具备长期保效能力,具备大幅延寿的技术条件等。
在技术之外,该项技术综合经济效益亦十分显著。冯伟忠介绍,320MW机组改造总投资约3.5亿元,按节能35克/千瓦时计算,7年可回收静态投资。电厂还可获得可观的电网节能调度收益与深度调峰收益。
2020年6月12日,中国能源研究会组织“亚临界机组600℃升温改造关键技术”的研究与应用成果评审会。专家组一致认为,该技术突破了亚临界机组升温至600℃改造的技术瓶颈,具有高度的创新性、集成性和系统性,为我国亚临界机组高效、灵活性改造提供了一种可行的技术路径,具有显著的经济效益、社会效益和良好的推广应用前景,建议加强与国内研发和装备制造企业合作,尽快推广应用。2022年1月25日,国家能源局委托中电联在北京召开了“高温亚临界综合升级改造技术”成果评估会,与会院士、专家一致认为,该技术总体达到国际领先水平,在华润徐州电厂有限责任公司3号机组成功应用、成效显著,对我国电力行业实现“双碳目标”具有重要价值,建议制定计划,尽快推广应用。
“一般来说,从亚临界升级到超临界,再升级到超超临界,每一代技术升级,降低的供电煤耗为8-10克/千瓦时。相比之下,这项改造技术降低35克/千瓦时的成果是非常显著的。”业内评价道,高温亚临界机组综合改造升级技术使机组的调峰能力得到了大幅提升,最低的稳燃负荷可降到20%,可为以新能源为主体的新型电力系统发挥调峰调频作用。若未来二氧化碳的捕集利用技术能够在工程得到应用,燃煤发电完全可以做到高效、灵活、低碳甚至零碳,在以新能源为主体的电力系统中发挥重要作用。
优秀创新金奖
创新应用智慧互联助力中国制造
项目名称:智慧能源用光电复合缆及其附件装置关键技术与应用
获奖单位:申能集团旗下上海电缆研究所、上海国缆检测股份有限公司及行业内相关企业
团队成员:伏丽娜、于晶、郭栋、吴明埝、徐晨、唱一鸣、葛永新、陈晓阳、赵苑竹、黄宇、王琪
智慧能源用光电复合缆及其附件装置关键技术与应用,由国家重点研发计划“智能电网技术与装备”项目中的子课题“OPLC 缆中光纤耐热特性研究”和“OPLC 中间接续和终端接入技术及其配套专用附件研制”两个部分组成。
智慧能源被列入国家“十三五”规划纲要,作为高端装备应用系统的核心动源和关键系统组件,智慧能源相关关键技术的研究突破为促进我国全领域多环节的高端装备系统智慧化发展、实现能源的可持续开发利用,提供了切实可行的路径。针对智慧能源在能源管理、网络架构、复合缆应用、系统运行等日常优化调度中所面临的复杂风险状况,项目组从主要围绕智慧能源用光电复合缆及其附件装置的关键技术与应用开展工作,以面向城市建设的智慧能源系统用光电复合缆附件装置为核心,开展了一系列共性、关键测试技术的研发。
“现有的智慧能源用光电复合缆专用中间接续附件,外形体积大,无法满足狭小应用场景的安全布放,内部光电同舱混合接续而导致安装维护的简便性和安全性较差。现有的产品采用光接光配箱、电接配电箱的两箱分离式接入和接续,导致光纤单元和绝缘电力线芯裸露缺乏保护、占用空间大及电力线芯损耗大等问题。”团队负责人表示,在测试方法和运行维护中,国内外缺少有效的光电一体化测试技术和试验规范,存在技术空白。这些问题大大增加了研究工作的难度,也制约了以智慧能源用光电复合缆为主体的智慧能源的建设和推广。
项目团队基于试验模拟、动态仿真等多种技术手段,分析OPLC缆中光纤耐热特性及其接续附件的特性,揭示了热场环境下OPLC缆中光纤衰减变化的物理机理,提出了克服电缆短暂高温对光纤影响的技术方案,改善了OPLC中间接续及终端接入附件的电气安全性和可维护性,成功建立了国内第一个专业的具备智慧能源用光电复合缆及其附件装置测试能力的检测实验室,突破性地提出了一套针对电缆短暂高温的解决方案,取得授权发明专利7项,授权实用新型专利3项,发布企业标准2项,发表论文5篇,形成试验规范1项。上海科学技术情报研究所查新检索显示,该项目研究成果具有新颖性,达到国际先进水平。
该项目研制的OPLC 光电一体化接续和接入附件等产品,在江苏中天、江苏亨通等公司进行了规模化制造,光电一体化附件产品供货超 10000 台(套),在辽宁、北京、上海、江苏等 10 余个省市实现产业化应用,同时该项目产品和技术实现了从电力行业到电信、建筑等行业的推广应用。
由该项目研制的智慧能源用光电复合缆、附件装置、状态监测系统的成功应用,形成高集成度、高安全性和易维护性的新型技术解决方案,应用前景广阔,将有力推动“互联网+智慧能源”的资源整合和应用创新,全面引领未来高端装备的能源革命与技术创新,助力中国制造。
发明银奖
核级特殊电缆打破国外技术封锁
项目名称:国产自主化大型先进压水堆核电站壳内长寿命高温电缆技术
获奖单位:申能集团旗下上海电缆研究所
团队成员:刘旌平、洪宁宁、倪勇、张兆、韩永进、李福、谢利娜、顾文娟、胡诚成、桂观群
国产自主化大型先进压水堆核电站壳内长寿命高温电缆技术,由国家科技重大专项“大型先进压水堆核电站CAP系列核电厂核级特殊电缆和电缆连接器组件自主化研制”项目中的子课题“氢点火器高温电缆研制”和“稳压器电加热器高温电缆研制”两个部分组成。
CAP1400是在AP1000三代核电技术引进、消化和吸收的基础上,通过重大专项自主创新研发所形成的具有自主知识产权和独立出口权的大型先进非能动压水堆核电技术,属于国产自主知识产权品牌。申能集团旗下上海电缆研究所开展关键核电设备及材料研制,以提高我国装备制造业水平,促进装备制造行业转型升级。自2017年专项实施以来,上缆所团队围绕AP1000型号的国产化和CAP1400型号的自主研发,充分发挥市场机制的作用,组织国内装备制造企业积极开展关键设备国产化和自主化的攻关,将其作为实施大型先进压水堆核电站重大专项的一项重要任务。
团队负责人表示,对于氢气点火器、稳压器电加热器等关键设备来说,特种电缆是其信号和能量传输的重要元器件,但在AP1000技术引进时,由于涉及第三方知识产权,国外公司不提供相关技术转让,国内企业在境外采购时难以规避国外严苛的知识产权条款,无法或较难采购到满足要求的特种电缆及电气连接器组件。同时,这些组件技术要求高、功能特殊、研制难度大、用量小,国内缺乏相应的技术积累,不具备供货配套能力。这些都严重制约了氢气点火器、稳压器电加热器等关键设备的全面国产化。
大型先进压水堆核电站壳内长寿命高温系列电缆解决了进口核电用氢点火器电缆价格昂贵、采购周期长等难题,打破了国外的技术垄断,直接降低了相关核电站的建设成本。同时,推动了有机无机复合绝缘电缆在核电项目中的应用,为未来核电装备技术进步提供了基础材料。它的成功研制提供了符合CAP系列核电厂需求的特种长寿命高温电缆,有助于提高CAP1400型压水堆核电机组的国产化率,极大地推动了国产化进程。该技术研制过程中取得授权发明专利6项、实用新型专利3项,发表学术论文11篇。
该系列电缆可用于第三代大型先进压水堆核电站工程,自2020年5月起,已在CAP示范工程项目中得到初步应用,销售高温电缆及相关衍生产品累计逾亿元。以此为基础,团队正与核电设计院和产品应用单位开展联合攻关,为包括空间堆、四代核电装备等更高耐热需求的核电装备开发新的耐高温电缆。
发明银奖
光纤几何参数高精度测试填补国内空白
项目名称:光纤几何参数测试系统
获奖单位:申能集团旗下上海电缆研究所
团队成员:依晓春、夏于生、及少勇、张成、黄琦凯、陈程、朱丰、于龙福
作为全球光纤光缆需求量的主要推动力,国内市场基于5G建设、“东数西算”、物联网、云服务等国家战略需求,近年来持续推动国内光纤光缆行业的发展。光纤几何性能是光纤最基本的参数,但在该项目完成前,只有美国和英国具有相关的测试设备,国内外众多光纤光缆生产、检测、研究机构,只能依赖国外公司,这制约了我国光纤光缆产品技术与质量性能的提升,严重影响我国由光纤光缆制造大国向制造强国的跨越式发展。
本项目具有五大科技创新亮点:
第一、完成光纤几何性能测试技术研究,团队负责人解释,目前相关标准对特种光纤几何尺寸的测试能力不足以满足实际需求,且大部分特种光纤无统一标准。项目在充分研究光纤结构、性能及材料的基础上,通过技术创新与优化,实现对光纤几何参数的高精度测试。
第二、研制完成60-1200um光纤测试系统,实现快速自动多镜头切换,满足大范围、高精度的测试需求。
第三、通过不同照明方式组合、高精度定位技术、图像处理技术等,实现各类光纤高精度测试。
第四、研制完成光纤涂覆层测试模块,采用自主知识产权技术实现涂覆层端面的处理及测试,并可实现光纤包层和涂覆层参数的同机测试。
第五、建立了多种数学模型及算法研究,“光纤种类繁多,每种光纤要测试的参数不同,且大多数特种光纤无统一标准,系统建立不同的数学模型,优化了算法,并且可以满足定制化需求。”
该项目获授权专利10项,其中发明专利8项。据上海科学技术情报研究所的水平检索表明:该成果达到国际同类产品的先进水平;中国机械工业联合会组织给出的鉴定结论表明:该项目达到国际先进水平,部分性能达到国际领先水平。该项目的研制成功填补了国内空白,结束了国外产品长期垄断中国市场的局面,使我国成为除英美之外仅有的既可测试常规光纤又可测试特种光纤设备的国家之一。该项目可广泛应用于光纤生产制造、应用及检测领域,并已实现出口,三年累计产生经济效益5000多万元。
值得一提的是,该项目积极开展产学研合作,和上海理工大学建立产业技术学院“光电智能检测实验室”,提升了光纤几何参数测试的技术研发能力,将为通信行业联合培养、输送大量高端测试技术研究人才与应用人才。
技术攻关的道路辛苦曲折,由于特种光纤价格昂贵,且大部分的特种光纤属于各厂家的特殊研发产品,不对外销售,要实现研发测试就必须要有类型齐全的光纤样品。武汉是我国光纤产业的研发中心,研发人员与武汉数家特种光纤生产厂家签订了合作计划,他们带着测试样机常驻武汉,在各厂家的生产线及实验室学习并采集样品模型,既为用户提供必要参数,又实现了设备样机功能的完善,达到双赢的效果,为后续产品销售打下了良好基础。