中国研究生能源装备创新设计大赛·2025

团队成员：杨显赵、张越、姚斡维、马佳乐、任家辉
指导教师：刘高文、孔晓治
参赛单位：西北工业大学

助力高温中的舞者一燃气轮机涡轮动叶高效冷却供气技术

项目简介

在“双碳”战略背景下，我国能源装备面临能效提升与深度减排的双重挑战。航空发动机与燃气轮机作为典型的高能耗装备，其核心部件一涡轮冷却系统所导致的能效损失是制约系统性能提升的关键因素。针对传统冷却方式需抽取高压冷气、核心机效率损失高达 20 % 以上、严重影响碳中和目标实现等亟待解决的技术难题，开发高效、低损的冷却供气系统已成为提升发动机热效率的关键路径。

本项目聚焦于“预旋供气系统”，首次提出功热转换理论与熵分析方法，构建了完整的正向设计体系，并创新性研制出具备叶型喷嘴与接受孔匹配优化的新型预旋结构，填补了国内该领域自主设计理论的空白，解决了转静部件性能降/温降协同优化难题，样机试车实现了冷气相对总温降低100K、温降效率提升5 3 . 8 % 的突破性成果。项目有望为我国新一代低碳航空动力装备提供坚实技术支撑助力实现能源装备的高效绿色升级。

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团队成员：易泽川姚弈枫刘琪谢宇姚弈枰指导教师：王泰宇李佩波参赛单位：中国人民解放军国防科技大学

寰曜AdvProp 基于多模态燃烧组织技术的宽域RBCC发动机

项目简介

日益频繁的空间开发对空天动力系统的适应性，经济性和重复性提出了更高要求。RBCC发动机凭借宽域适应性、高经济性成为新型空天动力研究热点。本项目聚焦宽域RBCC发动机关键技术攻关，提出多模态燃烧组织技术体系，研发了直连式试验系统、自由抽吸式试验和光学测量系统。开发氢气微射流与火箭燃气协同点火技术，将点火延迟缩短至 3 { m s } ，能量需求降低 9 6 % ；提出了氢气微射流和基于凹腔与火箭出口回流区协同稳焰方案。开创氨燃料推进与再生冷却技术，兼顾低碳环保与推力优化。针对热防护难题，研发多目标拓扑优化流道；突破3D打印钛合金技术，构建三级功能化涂层，显著提升材料强韧性。支撑高超声速飞行器实现零速启动、宽域可重复使用，具有显著军民应用价值。 王

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团队成员：钮硕硕、何一鸣、李猛、张晓瑞
指导教师：王衍
参赛单位：江苏海洋大学

不透气的缝隙：高端旋转机械用 原创非接触式动密封技术

项目简介

解决现有接触式密封摩擦磨损大、非接触式密封抑漏效果差等问题，提出自冲击密封技术，经过直线型、阶梯型、层叠型步步优化，最终得到规则型结构，该结构较现有密封技术抑漏效果提高 3 9 % ，该研究突破了传统非接触式密封结构的性能瓶颈，拓展了理论边界与设计思路；解决传统磁流体密封在大间隙下耐压能力弱、失效后泄漏迅速增大的问题，提出自冲击式磁流体密封技术，引入磁流体实现高效稳定密封，能够在失效工况内做到“零泄漏”，较现有磁流体密封耐压性能提升8 1 . 2 5 % ，增强了磁流体密封在复杂工况下的工程适应性

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回 中国研究生创新实践系列大赛线上成果展CPIPC 中国研究生能源装备创新实践累 创新设计大赛·2025

团队成员：司烨仪王佳琪闫愣愣陈逸平陈俊宇
指导教师：祝捍皓宋伟华
参赛单位：浙江海洋大学

东海鲟秘 基于漂流式浮标的中华鲟智能监测系统

项目简介

中华鲟作为国家一级保护野生动物和长江旗舰物种，其生活在海洋环境内的时间达到 1 8 0 % 以上。数十年来，中华鲟野生种群因栖息地碎片化、洄游通道阻断及海洋栖息地环境恶化等因素，已陷入功能性灭绝危机。这一严峻现状暴露出对其行为模式认知的严重缺失，传统监测手段难以在开放海域实现长期精细观测。针对上述挑战，本项目应运而生，希望通过团队努力为中华鲟种群恢复提供关键科学支撑。

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团队成员：刘冬朱彪邹港孔琴周亚康
指导教师：赵斌
参赛单位：长沙理工大学

追光逐电 面向高寒高海拔地区的光储电站功率提升及并网波动平抑一体化技术

项目简介

高寒高海拔地区作为我国太阳能资源最丰富的I类资源区，为光伏发电提供了充足的能量供给基础。针对太阳能的随机性、间歇性和波动性所导致的组件表面辐射通量时空分布不均、传统平抑策略抑制效果欠佳等问题，本项目构建了融合PCA-VMD-IMVO-SVM的组合预测模型；研发了融合阵列拓扑优化、倾角动态调控与背板液冷技术的三元协同功率提升方案；通过深入分析调度模式与自主模式特性，提出了一种基于光伏限功率控制的并网功率波动平抑策略。系统性提升了光储电站的短期发电预测精度、光能捕获效率及储能运行稳定性，为高寒高海拔地区光储电站设计、安装与运维提供了“预测-增效-平抑”三位一体的降本增效技术。

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PPC 中国研究生创新实践系列大赛线上成果展中国研究生能源装备创新实践系列大赛 创新设计大赛·2025

团队成员：赵风羽张子惠王瑞李志祥黄子持
指导教师：韩东
参赛单位：南京航空航天大学

预热-分离-蒸发冷凝一体化超紧凑MVR浓缩装置

项目简介

为了解决现有撬装MVR浓缩装置体积大、高度超过3.5米而导致难以在写字楼地下设备间等受限空间中安装的问题，本团队设计研发出具有“占地空间小、成本低、快速实现大蒸发负荷变动、装置高效优质量产”特点的预热-分离-蒸发冷凝一体化超紧凑MVR浓缩装置。该装置创新地采用一体化板片的设计思路，将预热、气液分离、蒸发冷凝三大独立功能设计集于一张板片之上，取消了独立的气液分离器，装置整体体积较传统撬装MVR浓缩装置降低约 60 % 且高度不高于3米，生产成本减少约 12 5 % 。此外，组合式板片安装方法可实现通过增减板片数量快速在 5 0 0 { - } 2 0 0 0 {kg / h } 的范围内调整蒸发量而无需重新生产部件。除了建筑节能领域外，本装置还可在制药、食品饮料、化工以及环保等行业中应用。

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团队成员：孙旭辉方子豪李豪杨鑫航陆唯彦
指导教师：李栋商雨禾
参赛单位：南京师范大学

-管霜波刃-基于超声除霜的排管冷库能源高效利用系统

项目简介

本项目聚焦能源形势与冷链物流紧迫性难题，针对排管式冷库结霜耗能、安全隐患问题，提出“管霜波刃”系统。该系统采用多源传感数据收集及智能算法预测控制，用 C N N + R N N 模型实现霜层厚度的精准预测，识别准确率超 90 % 。基于超声振动技术建立排管间歇除霜系统以实现霜层的快速去除，在300毫秒内瞬时去绝大部分霜层，3.3秒可达到 1 9 5 % 霜层的去除效果；结合最佳换热热阻临界启停控制，当超过预设临界值时，自动启动超声波除霜装置，使用该技术能耗降超 5 0 % ，除霜效率提升2-3倍，成本降低 4 7 % 。通过该项目技术实现对排管冷库能源高效利用，解决除霜难题。

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团队成员：聂在超秦婉如王鹏皓李敏张梦月
指导教师：卢金树吴文锋
参赛单位：浙江海洋大学

气幕“智”多星一融合图像识别与自适应控制的智能气幕围油装置

项目简介

该装置旨在研发一种新型智能气幕围油装置，以解决传统围油栏在极端海洋环境中的应用受限问题，尤其是在浮冰、低温等环境下的溢油应急响应。该装置的核心目标是提高溢油围控效率，增强设备的环境适应性，并提供高效、低能耗的溢油应急处置解决方案。

为确保最佳围油效果，该装置配备了智能图像识别系统，通过高清摄像机拍摄实时图像，并通过图像处理算法识别油膜的边界并计算其扩展度，为气幕系统提供实时调节依据。此外，装置还集成了自适应控制系统，通过实时监测水流、油膜分布等环境数据，动态调整气幕的升降高度和气流强度。该控制系统能够根据实际环境变化优化气幕装置的工作状态，确保其在各种水文环境下都能维持最佳围油效果 三

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团队成员：何施汛李艾杰程林海指导教师：韩旭王盟参赛单位：哈尔滨工程大学

紧凑型铅铋反应堆板状燃料元件安全卫士一新型超声波式辐照气体实时监测系统

项目简介

舰载反应堆的小型化、高功率密度是重要的优化方向，板状燃料元件铅铋快堆由于其潜力巨大被广泛使用，本作品基于此提出一种板状燃料元件冷却剂流道超声监测系统，可以对铅铋快堆的板状燃料元件微流道气泡行为进行实时监测，确保反应堆运行的固有安全。本技术的研究，为核工程领域先进测量技术尤其是非侵入式测量技术的开发提供了宝贵的经验。突破该技术瓶颈，将推动新一代高性能舰载铅铋堆的诞生，并为未来小型核能系统奠定技术基础

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团队成员：陈奇高瑞州熊飞翔范旭芬张艺指导教师：余雪王婷参赛单位：成都大学、成都理工大学

高能射线辐射场一体化探测系统

项目简介

本项目致力于攻克高能射线探测领域的技术瓶颈，成功研制出国际领先的“高能射线辐射场一体化探测系统”。系统首创多探测器融合架构，集成闪烁体及柔性光电传感阵列等核心技术，突破传统设备功能单一、集成度低的局限。

创新实现X/y射线、中子等多类辐射粒子的精准甄别、延时探测技术及剂量/温度同步监测一体化功能，具有宽能域、高线性、高稳定和自修复特性，显著提升复杂核环境下的检测效率与可靠性。技术完全自主可控，多项属国内首创，是保障国家能源安全与驱动核装备升级的关键利器

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