流程閥門是石油化工、能源冶金和電力礦產等流程工業(yè)的關鍵設備。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、含固顆粒和強腐蝕等嚴苛工況，給流程閥門高端化自主研發(fā)及應用帶來了極大的挑戰(zhàn)，其關鍵技術難點主要體現(xiàn)在以下三個方面：一是沒有全面考慮高端流程閥門嚴苛工況帶來的多相多場耦合流動特征，未能構建多相多場耦合機制下的全流場流動數(shù)值計算方法，無法獲得流程閥門內部流動特性及性能預測；二是沒有開展嚴苛工況下流程閥門流體動力學特性及材料應變分析，缺乏高端流程閥門結構設計準則，未能形成適應于嚴苛工況下高端流程閥門結構設計技術；三是沒有形成嚴苛工況下的整體制造成型工藝技術，無法保證實際嚴苛工況下的優(yōu)越性能。目前，這些卡脖子關鍵技術一直未能得到很好解決，我國流程工業(yè)用高端流程閥門嚴重依賴國外進口，制約著我國流程工業(yè)裝置的自主建設及現(xiàn)代化工業(yè)強國的發(fā)展進程。

項目的主要創(chuàng)新成果如下：

（1）提出了嚴苛工況下氣相弱可壓、液相空化與顆粒碰撞的多相流動數(shù)值計算模型及算法，解決了流程閥門內部多相多場耦合機制下流動特征的數(shù)值計算準確性低問題，實現(xiàn)了嚴苛工況下流程閥門性能的精確預測。

（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構設計方法，建立了硬質加壓-彈簧預緊-填料補償?shù)恼w密封結構設計，解決了考慮流體載荷下材料應變的結構失效問題，保障了高端流程閥門的運行可靠性。

（3）創(chuàng)立了基于斷續(xù)加工、全焊接及表面處理相結合的高端流程閥門制造加工成型技術，解決了嚴苛工況流程閥門的個性化加工工藝難題，保障了高端流程閥門的長期可靠穩(wěn)定運行，實現(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業(yè)化及推廣應用。

項目產品成功應用于中石油、中海油、中國神華、中航發(fā)動機集團等國家重要企業(yè)，出口20多個國家和地區(qū)，主要性能指標優(yōu)于國際知名公司高端流程閥門品牌。近三年累計新增銷售額超15億元，新增利潤1.5億元。獲授權發(fā)明專利26件和軟件著作權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)標準7項。項目突破了國外對我國高端流程閥門產品壟斷，填補了我國高端流程閥門自主研發(fā)技術的空白，為我國流程工業(yè)裝置和能源戰(zhàn)略項目的自主建設和長效發(fā)展提供裝備支撐。

排名

姓名

行政
職務

技術
職稱

從事專業(yè)

工作
單位

二級
單位

完成
單位

對本項目主要科技創(chuàng)新的創(chuàng)造性貢獻

1

朱祖超

國家地方聯(lián)合
工程實驗室主
任

教授

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

項目負責人和協(xié)調人，負責項目的總體方案和技術路線的制定和實施。對創(chuàng)新點1、2、3均做出貢獻，提出了考慮氣相弱可壓的多相流動數(shù)值計算模型及算法，建立了基于流場穩(wěn)定性控制的過流結構設計方法，創(chuàng)立了基于斷續(xù)加工、全焊接及表面處理相結合的高端流程閥門制造加工成型技術。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

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

主要完成創(chuàng)新點1中考慮顆粒碰撞的多相流動數(shù)值計算方法，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數(shù)值計算模型，實現(xiàn)了對流程閥門內多相流動的準確預測。是本項目支撐課題之一“國家自然科學基金項目：流程閥門啟閉過程瞬態(tài)氣固兩相流動特性及磨損研究”的負責人。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

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

主要完成創(chuàng)新點1中考慮液相空化的多相流動數(shù)值計算方法，優(yōu)化了傳統(tǒng)空化數(shù)值計算模型，實現(xiàn)了對流程閥門內空化流動的準確預測，并開展空化實驗。發(fā)明專利1的主要完成人。

4

陳德勝

無

講師

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

主要完成創(chuàng)新點2中基于流場穩(wěn)定性控制的過流結構設計方法，優(yōu)化了流程閥門內流動穩(wěn)定性控制結構，提高了流程閥門穩(wěn)定運行可靠性，并開展流程閥門內部流場穩(wěn)定控制實驗。

5

張光

無

講師

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

主要完成創(chuàng)新點2中基于顆粒軌跡控制的過流結構設計方法，開展流程閥門內顆粒運動可視化實驗，建立顆粒運動軌跡與閥門關鍵壁面磨損之間的關聯(lián)，提出基于顆粒軌跡控制的流程閥門磨損防控設計方法。

6

王若暉

董事會秘書

中級工程師

閥門結構設計

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2和3中密封結構設計和全焊接閥門工藝技術，建立硬質加壓-彈簧預緊的密封結構設計，提出全焊接閥門加工工藝技術，實現(xiàn)了高壓全焊接流程閥門的可靠設計。

7

夏成銳

董事長/總經理

高級工程師

耐腐蝕閥門設計開發(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3中基于的高端流程閥門表面處理工藝技術，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，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

副總經理

高級工程師

耐磨損閥門設計開發(fā)

浙江固特氣動科技股份有限公司

無

浙江固特氣動科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點2和3中磨損防控結構設計和閥門產業(yè)化及推廣應用，提出高度差結構設計技術，有效減輕閥門關鍵壁面磨損，開發(fā)了耐磨損閥門系列產品，并進行產業(yè)化和推廣應用。發(fā)明專利6的主要完成人。

9

汪春臣

總工程師

高級工程師

閥門結構設計

五洲閥門股份有限公司

技術部

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點2中流程閥門流場穩(wěn)定控制方法，設計不同閥門流場穩(wěn)定結構，開展閥門流場可視化和壓力測試實驗，獲得最優(yōu)閥門過流部件結構，并開發(fā)運行穩(wěn)定可靠的流程閥門產品。

10

陳杰

總工程師

高級工程師

耐腐蝕閥門結構設計

維都利閥門有限公司

技術部

維都利閥門有限公司

主要完成創(chuàng)新點3中高端流程閥門制造加工工藝成型技術，分析不同的表面處理工藝技術對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，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

高級工程師

耐磨損閥門結構設計

浙江固特氣動科技股份有限公司

研發(fā)部

浙江固特氣動科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點2中流程閥門過流部件結構設計方法。開展顆粒碰撞磨損實驗，獲得不同流動及結構參數(shù)對閥門磨損分布及極值的影響規(guī)律，揭示閥門磨損機理，并提出磨損預測公式和磨損防控結構設計方法。

12

鄭益豐

技術部部長

高級工程師

閥門結構設計

五洲閥門股份有限公司

技術部

五洲閥門股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點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，提出斷續(xù)加工工藝技術，優(yōu)化了全焊接工藝技術，實現(xiàn)了對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品。發(fā)明專利5的主要完成人。

13

肖翰

無

高級工程師

耐磨損閥門結構設計

浙江固特氣動科技股份有限公司

研發(fā)部

浙江固特氣動科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點3中耐磨損閥門系列產品開發(fā)，開展不同結構及流動參數(shù)對閥門磨損的影響規(guī)律，獲得耐磨損閥門最優(yōu)結構，有效提高了閥門的使用壽命，開發(fā)耐磨損閥門系列產品。發(fā)明專利6的主要完成人。

14

崔寶玲

無

教授

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

主要完成創(chuàng)新點1中流程閥門內部流動數(shù)值計算?；趪揽凉r下氣相弱可壓、液相空化與顆粒碰撞的多相流動數(shù)值計算模型，在不同工況下開展流程閥門內部流動數(shù)值模擬，獲得工況參數(shù)與內部流動之間的對應關系。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

流體機械及工程

浙江理工大學

機械與自動控
制學院

浙江理工大學

主要完成創(chuàng)新點2中流程閥門磨損機理研究。對流程閥門內腐蝕分布及極值進行數(shù)值模擬和實驗研究，揭示閥門腐蝕機理，提出流程閥門腐蝕預測模型。論文2的第一作者。

16

王學豐

技術部經理

工程師

耐腐蝕閥門結構設計

維都利閥門有限公司

技術部

維都利閥門有限公司

主要完成創(chuàng)新點2中流程閥門磨損防控結構設計?；陂y門腐蝕預測模型，對流程閥內腐蝕進行數(shù)值模擬分析，并結合實驗研究，獲得閥門結構和介質參數(shù)對腐蝕的影響，獲得流程閥門腐蝕防控最優(yōu)結構，并開發(fā)耐腐蝕流程閥門系列產品。

17

陳錦法

董事長

高級工程師

閥門結構設計

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3中流程閥門制造加工成型技術開發(fā)。對流程閥門系列產品結構進行深入剖析，制定針對性的斷續(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，并開發(fā)高端流程閥門系列產品。

18

夏崇茅

無

工程師

耐腐蝕閥門產品開發(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2中基于腐蝕速率緩和的流程閥門過流部件結構設計方法。研究閥門內強腐蝕介質流場分布，獲得結構參數(shù)與流場剪切應力之間的關聯(lián)，提出以減弱流場剪切應力為目標的腐蝕防控結構設計方法。

19

李來叢

無

工程師

耐磨損閥門產品開發(fā)

浙江固特氣動科技股份有限公司

研發(fā)部

浙江固特氣動科技股份有限公司

主要完成創(chuàng)新點2中高端流程閥門整體密封設計。針對流程閥門長時間使用導致的泄露問題，開發(fā)設計整體密封結構，建立了硬質加壓-彈簧預緊-填料補償?shù)恼w密封結構設計技術。

20

吳志強

無

工程師

閥門結構設計

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3中高端流程閥全焊接工藝技術。針對大口徑高壓閥門，深入進行閥門結構剖析，建立了全焊接高端流程閥門加工工藝技術。

排名

單位名稱

對本項目的支撐作用情況

1

浙江理工大學

浙江理工大學為本項目完成的牽頭單位，為本項目的完成提供了場地、人力、物力和財力，支持完成了本項目的核心內容，對創(chuàng)新點1、2和3均做出了重要貢獻?；趪易匀豢茖W基金、浙江省重點研發(fā)計劃項目及校內的學科建設經費給予本項目的經費支持，通過“產學研用”合作模式，將科技創(chuàng)新及時推廣應用，取得了顯著的經濟和社會效益。

2

五洲閥門股份有限公司

作為項目的主要完成單位，與浙江理工大學合作開展本項目的研發(fā)工作，主要貢獻為：（1）參與嚴苛工況下高端流程閥門整體結構設計及制造成型加工工藝的研究；（2）負責斷續(xù)加工及全焊接加工工藝技術研究；（3）共同合作完成高壓高溫閥門系列產品開發(fā)與制造；（4）負責大口徑高溫高壓閥門系列產品在能源、航空等領域的企業(yè)中推廣應用。

3

維都利閥門有限公司

作為項目的主要完成單位，與浙江理工大學合作開展本項目的研發(fā)工作，主要貢獻為：（1）參與嚴苛工況下高端流程閥門整體結構設計及制造成型加工工藝的研究；（2）負責腐蝕及空蝕防控結構設計及表面處理工藝技術的研究；（3）共同合作開發(fā)耐腐蝕及空蝕流程閥門系列產品；（4）負責耐腐蝕及空蝕閥門系列產品在化工、冶煉等領域的企業(yè)中推廣應用。

4

浙江固特氣動科技股份有限公司

作為項目的主要完成單位，與浙江理工大學合作開展本項目的研發(fā)工作，主要貢獻為：（1）參與嚴苛工況下高端流程閥門整體結構設計及制造成型加工工藝的研究；（2）負責磨損預測、磨損防控結構設計及閥門整體密封結構設計方法的研究；（3）共同合作完成含固耐磨閥門系列產品開發(fā)與制造；（4）負責含固多相輸送閥門系列產品在電力、冶金等企業(yè)中的推廣應用。

知識產權類別

知識產權名稱

國 家

（地區(qū)）

授權號

授權日期

權利人

發(fā)明人

發(fā)明專利有效狀態(tài)

發(fā)明專利

一種新型磁控調節(jié)閥

中國

ZL201610708494.8

2018.12.04

浙江理工大學

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

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

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

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、姜義龍

有效專利

發(fā)明專利

一種耐磨閘閥結構

中國

ZL201510685147.3

2017.11.24

浙江固特氣動科技股份有限公司

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)表時間

期刊類別

朱祖超、林哲

流程閥門流體動力學

機械工業(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