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1 成果簡介我國水污染事故頻發(fā)， 以有機(jī)污染為主。現(xiàn)有技術(shù)不能迅速確定污染類型，因此事故發(fā)生后無法迅速采取恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對， 是產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失以及負(fù)面國際影響的主要原因。為維護(hù)水環(huán)境安全，保障人民生活和生產(chǎn)， 需要一種能迅速確定污染類型的、環(huán)境友好的水體有機(jī)污染預(yù)警技術(shù)。 水質(zhì)指紋與水樣唯一對應(yīng)， 簡稱水紋。課題組從 2003 年開始從事水紋研究，在清華大學(xué)基礎(chǔ)研究基金、教育部科技重點(diǎn)項(xiàng)目、教育部清華大學(xué)自主研究項(xiàng)目、國家十一五重大水專項(xiàng)等項(xiàng)目資助下， 掌握了上百種水紋，創(chuàng)新性開發(fā)出基于水紋比對的新型污染識別原理，并研發(fā)出有機(jī)污染溯源儀，填補(bǔ)了迅速確定污染類型的儀器的空白。該儀器由水紋采集儀、水紋比對軟件和豐富的水紋數(shù)據(jù)庫組成，可以識別數(shù)十種有機(jī)污染類型。儀器的特點(diǎn)如下：自動取樣，自動測量，自動比對；數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人性化，可以自動添加新指紋；數(shù)據(jù)自動保存；水紋采集儀性能穩(wěn)定，使用、維護(hù)簡便，當(dāng)儀器光源老化時，自動提示更換等。上述優(yōu)點(diǎn)表明該儀器既適合在線實(shí)時監(jiān)測，也可以作為監(jiān)測車和實(shí)驗(yàn)室的專用儀器。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器。 性能參數(shù)：靈敏度高，信噪比達(dá)到 250；完成一次溯源任務(wù)不足 15 分鐘，測量時間短，重現(xiàn)性好；工作溫度/濕度 15-350℃， 45-80%（不可有冷凝現(xiàn)象，350℃以上時濕度為 70%以下)；不加任何試劑，取樣量少，不產(chǎn)生二次污染；連續(xù) 24 小時使用耗電僅數(shù)度，成本低。 圖1 有機(jī)污染預(yù)警溯源儀2 應(yīng)用說明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水質(zhì)有機(jī)污染溯源預(yù)警儀在京杭運(yùn)河江蘇蘇州段進(jìn)行了為期 3 個月的實(shí)地連續(xù)測試運(yùn)行， 儀器檢測出數(shù)次水質(zhì)異常，并及時進(jìn)行了報(bào)警， 現(xiàn)場測試表明，該儀器能夠靈敏、及時地監(jiān)測到污染的發(fā)生和變化， 預(yù)警迅速，并能給污染類型的信息，對于快速確定有針對性的采取污染應(yīng)對措施大有益處。 目前正在太湖水源地進(jìn)行示范運(yùn)行。 儀器經(jīng)過了權(quán)威第三方的檢測。3 效益分析由于目前國內(nèi)外尚無同類產(chǎn)品，而污染預(yù)警和溯源的需求比較迫切，因此本儀器具有較大的推廣空間。本儀器價格每臺約 60 萬元。而本儀器運(yùn)行穩(wěn)定、靈敏。總體上，儀器成本低，維護(hù)省，快速，無二次污染， 24 小時連續(xù)使用，運(yùn)行費(fèi)每月在 3000 元左右，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢。

此技術(shù)不需要搭建井架，而是將鉆桿和配套設(shè)備水平放置在地面上進(jìn)行作業(yè)，可以節(jié)省搭建井架的時間和資金，還可以低成本、方便的實(shí)現(xiàn)鉆桿對接等操作的自動化。另外，使用無井架鉆井技術(shù)鉆得的井有利于接下來的油田服務(wù)，不僅可以用連續(xù)油管對此井進(jìn)行服務(wù)，還可以用非連續(xù)油管對此井進(jìn)行服務(wù)。與連續(xù)油管相比，非連續(xù)油管的儲存和運(yùn)輸更方便。非連續(xù)油管由一節(jié)一節(jié)圓柱管在地面連接而成，連接過程可以實(shí)現(xiàn)自動化，并且在把非連續(xù)油管注入井和從井中回收的過程中可以對非連續(xù)油管施加旋轉(zhuǎn)力，與鉆井時不能旋轉(zhuǎn)的連續(xù)油管相比，非連續(xù)油管受到旋轉(zhuǎn)

負(fù)極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲作用。負(fù)極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環(huán)性能。目前商用化的負(fù)極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無法滿足鋰離子電池能量密度的持續(xù)發(fā)展。硅材料由于其高儲鋰容量、適中的對鋰電位等性能優(yōu)勢和資源豐富、成本低等商業(yè)優(yōu)勢，受到鋰電行業(yè)追捧。經(jīng)過長期的開發(fā)，硅負(fù)極已部分應(yīng)用到高能量電池負(fù)極中。目前鋰電行業(yè)中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負(fù)極與碳復(fù)合后，再與石墨混合使用，貢獻(xiàn)較低，且循環(huán)性能差，未能全

由材料科學(xué)與工程學(xué)院姚曉教授主持承擔(dān)的國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目——“油田固井用水泥基多功能復(fù)合材料”，在油田固井用水泥基多功能復(fù)合材料的制備技術(shù)、生產(chǎn)工藝、過程控制方法和應(yīng)用技術(shù)方面取得了突破性的創(chuàng)新成果，所開發(fā)的油井水泥晶體膨脹劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094588.2），擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環(huán)的抗裂性能，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。研究成果打破了國內(nèi)油田固井材料的傳統(tǒng)觀念和產(chǎn)品格局，成為油田固井材料的更新?lián)Q代產(chǎn)品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質(zhì)勘探井、調(diào)整井、水平井、小間隙側(cè)鉆井、欠平衡井和開發(fā)井等不同類型的油氣井中得到推廣應(yīng)用，解決了老油田調(diào)整井和國家發(fā)改委“十五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區(qū)）長期存在的固井竄、漏技術(shù)難題，固井質(zhì)量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發(fā)壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益2000多萬元，間接經(jīng)濟(jì)效益5億多元，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

首先設(shè)計(jì)合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)電的 Fe 主體網(wǎng)絡(luò)，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學(xué)性質(zhì)， 1400 次循環(huán)后基于 B 計(jì)算的容量可達(dá) 10700 mA h/g 。高導(dǎo)電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結(jié)構(gòu)首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環(huán)反應(yīng)過程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子，從而實(shí)現(xiàn)了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過低，材料整體容量不符合實(shí)際需求。研究者隨后通過熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應(yīng)的逆反應(yīng)發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠(yuǎn)小于可逆負(fù)極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

本產(chǎn)品主要應(yīng)用于換熱器中(如壓縮機(jī)中冷器)，可應(yīng)用于能源、動力、石油、化工、制冷和空調(diào)等國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。本成果基于傳熱學(xué)基本原理，并結(jié)合傳熱與流動的數(shù)值模擬方法，對提高換熱器效率進(jìn)行了深入研究，從強(qiáng)化換熱的機(jī)理出發(fā)，提出了新型結(jié)構(gòu)的高效傳熱管。所提出的傳熱管在強(qiáng)化傳熱時，可以實(shí)現(xiàn)傳熱增加的倍數(shù)大于阻力增加的倍數(shù)。 該成果已于2004年12月通過教育部組織的專家鑒定，鑒定委員會一致認(rèn)為，該成果發(fā)展了強(qiáng)化傳熱的原理，在管內(nèi)強(qiáng)化傳熱的設(shè)計(jì)原理和準(zhǔn)則上有所突破，已形成的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新型換熱技術(shù)。該項(xiàng)成果總體上達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

本實(shí)用新型提供一種新型智能護(hù)理用收納車，包括車體、垃圾放置區(qū)及藥品放置區(qū)，車體內(nèi)還設(shè)有存儲柜，垃圾放置區(qū)與存儲柜之間設(shè)有隔板，垃圾放置區(qū)內(nèi)設(shè)有兩個垃圾箱，垃圾箱上設(shè)有第一傳感器，垃圾箱下端設(shè)有齒輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動垃圾箱伸出或收回車體；存儲柜內(nèi)壁上環(huán)設(shè)有若干圈滅菌裝置；藥品放置區(qū)包括若干常用藥品區(qū)和特殊藥品區(qū)，各常用藥品區(qū)上分別設(shè)有第二傳感器和提醒裝置，車體上還設(shè)有控制單元；本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能區(qū)分類更合理，通過過垃圾放置區(qū)的優(yōu)化設(shè)計(jì)大大節(jié)省了垃圾箱放置區(qū)占用的空間，提高收納車的空間利用率，并且實(shí)現(xiàn)了智能操控，豐富了收納車的功能性。

國外壓力能回收裝置發(fā)展較成熟，產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；相比而言我國研究起步晚、差距大，關(guān)鍵  技術(shù)被國外掌握并受到技術(shù)封鎖，此外，國內(nèi)研究局限于重復(fù)、效仿國外產(chǎn)品，尚未提出創(chuàng)新性產(chǎn)品。 目前國內(nèi)仍依靠進(jìn)口價格高昂的國外裝置。在分析已商業(yè)化產(chǎn)品缺點(diǎn)后，成功研發(fā)了一款新型液體壓   力能回收裝置，并對其進(jìn)行了性能測試。本產(chǎn)品不但可實(shí)現(xiàn)壓力能回收功能，突破國外技術(shù)封鎖，而   且關(guān)鍵性能達(dá)到甚至超越了國外先進(jìn)產(chǎn)品水平。產(chǎn)品優(yōu)勢如下：1）回收系統(tǒng)緊湊，運(yùn)行時不需要輔   助設(shè)備；2）密封性能優(yōu)異，超越國際平均水平，消除了泄漏對目前產(chǎn)品性能的影響；3）裝置壓力損    失低，回收效率高于國際平均水平；4）初投資低。

電抗器在電力系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。串聯(lián)電抗器可限制短路電流；并聯(lián)電 抗器可限制過電壓；電抗器與電容聯(lián)合可構(gòu)成濾波電路。在一部分應(yīng)用領(lǐng)域， 電抗器的電抗值固定不變；在許多應(yīng)用領(lǐng)域，需要電抗值能隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行 方式的變化而改變。磁控電抗器(magnetically controllable reactor，MCR)是一種 電抗值可以連續(xù)調(diào)節(jié)的電抗器。磁控電抗器通過連續(xù)調(diào)節(jié)閉環(huán)鐵芯上直流線圈 中直流電流的大小，連續(xù)調(diào)節(jié)閉環(huán)鐵芯的飽和程度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)閉環(huán)鐵芯上 交流線圈（電抗線圈）電抗值的大小。磁控電抗器應(yīng)用于電力系統(tǒng)無功潮流連 續(xù)調(diào)節(jié)與控制，工頻過電壓抑制，消弧線圈電抗值連續(xù)自動調(diào)節(jié)等領(lǐng)域。現(xiàn)有 的自勵式磁控電抗器只能用于 110kV 以下電力系統(tǒng)，110kV 及其以上電力系統(tǒng) 的磁控電抗器都是它勵式磁控電抗器。它勵式磁控電抗器的運(yùn)行管理不方便。 且現(xiàn)有自勵式磁控電抗器存在以下缺點(diǎn)：（1）自勵式磁控電抗器需要四個 線圈，其中兩個線圈還有抽頭；制造工藝復(fù)雜。（2）輸出電流波形不穩(wěn)定，在 平均值周圍隨機(jī)變化；即存在有界不確定現(xiàn)象。（3）晶閘管連接在交流線圈中 部，晶閘管對地電壓等于磁控電抗器額定電壓的一半，耐壓要求高；制造成本 高。（4）現(xiàn)有磁控電抗器只能在最小電抗值與最大電抗值這兩個特定電抗值跳 躍調(diào)節(jié)時，暫態(tài)響應(yīng)時間比較小。其他任意不同兩點(diǎn)電抗值的調(diào)節(jié)暫態(tài)響應(yīng)時 間很長。

電力設(shè)備輸入電壓不穩(wěn)定，將造成電力設(shè)備使用壽命縮短。電力系統(tǒng)電壓 可能偏離額定值，過高的電壓將造成電能損耗加大、效率降低。改變電力變壓 器分接頭的方式進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)是電力部門廣泛采用的調(diào)壓措施。在變壓器有負(fù) 荷電流（有載）的條件下，把變壓器某一個電壓的分接頭切換為另一個電壓的 分接頭，且保證切換過程電力用戶不停電，需要使用高技術(shù)含量的有載分接開 關(guān)來實(shí)現(xiàn)。 目前，現(xiàn)有的有載分接開關(guān)切換器中的兩個開關(guān)都采用先合后開的切換次 序，采用電阻過渡的方式實(shí)現(xiàn)兩個開關(guān)的無縫切換過程。該方式的缺點(diǎn)是：為 了保證兩個開關(guān)先跳后合之間的時間足夠短，以免燒毀電阻，需要復(fù)雜的機(jī)械 凸輪滑動機(jī)構(gòu)和壓縮儲能機(jī)構(gòu)，操作振動大、噪音大、可靠性差；開關(guān)切換過 程有電弧；整體切換時間長（4 秒）；復(fù)雜機(jī)械機(jī)構(gòu)決定有載分接開關(guān)不允許 頻繁切換。