中国研究生能源装备创新设计大赛·2025

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团队成员：梁鹏辉赵启明王樵渚韦鑫刘靖艺
指导教师：赵建国董学成
参赛单位：成都理工大学

超长水平井连续油管牵引器

项目简介

开发超长水平井能够显著提升页岩气综合开发效益，连续油管技术是实现超长水平井高效开发的关键技术，然而随着水平段的增加，连续油管屈曲“锁死”，水平段延伸能力不足

本项目针对目前的连续作业难题，成功研制出全球牵引力最大的超长水平井连续油管牵引器，该牵引器总长 7 . 1 \mathsf { m } ，扩径 1 2 0 - 1 2 5 { {mm } } ，抗温 1 5 0 ^ { \circ } \mathsf C 、抗压120MPa，最大牵引力达到了8.13吨（全球最大），实验验证其功能可靠，牵引性能国际领先，为我国页岩气高效开发提供了核心装备支撑。。

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团队成员：徐本涛何欣祥张钧王家奇指导教师：吴大转教授许锐副研究员参赛单位：浙江大学

超静音高抗汽蚀一体化凝水泵研究与应用

项目简介

本作品面向水下核动力平台对凝水泵抗汽蚀性能、减振降噪性能、结构紧凑性的极致需求，创新性地构建了“高抗汽蚀性能水力设计、叶轮出口环向能量均匀化设计、紧凑型一体化结构设计”三位一体的凝水泵设计方法体系，开发了系列化凝水泵。通过数值计算、样机试验及实艇应用效果反馈，证明了该方法在高抗汽蚀、减振降噪、结构集成等方面均具显著优势，有效地解决了传统凝水泵汽蚀问题严重及振动噪声问题突出等难题。本作品为水下核动力平台提供了更加安全可靠的保障装备，助力于实现我国高端装备性能提升和海洋强国战略。

研究 抗汽蚀性能 减振降噪性能 一体化设计
内容增加叶片数量增大基圆比1常规分体式提升出口能量均匀性 一体化设计
瓶颈 依赖设计经验 造成进口堵塞导致汽蚀性能差 装配误差大
分析 缺乏诱导轮与叶轮匹配设计方法 泄漏增多效率低下 汽蚀振动与结构振动发生调制我们提出 我们提出 我们提出诱导轮叶轮匹配设计方法 分流叶片+出口能量补偿方法 一体化设计 ^ + 多源匹配控制
解决 实现凝水泵多工况 实现在保证高抗汽蚀性能的 实现抑制调制现象发生
方案 汽蚀性能联合优化 前提下控制振动噪声 阻断微弱汽蚀的传播

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团队成员：孟庆豪高宇魏继超汤建基徐声豪
指导教师：柯力刘昆
参赛单位：江苏科技大学

“水”主沉浮 种创新型耦合 线性-双稳态点吸式波浪能发电装置

项目简介

双碳3060”目标、“海洋强国”战略及“一带一路”倡议为海洋能源发展带来重大机遇。波浪能作为一种绿色可再生能源，因其储量大、能流密度高等优点成为研究热点。点吸收式装置以其高效俘能特性备受关注。为进一步提升效率，本项目提出一种新型耦合线性-双稳态点吸式波浪能发电装置，通过对称斜置主弹簧实现双稳态，辅助弹簧调节浮子动力响应，促进井间振荡，可拓宽俘能频带并降低谐振频率。研究表明，该装置在大小波幅下最大捕获宽度比分别提高 2 0 0 % 和 2 9 4 . 6 % ，一阶谐振频率显著降低，其标准化能源成本分别降低 9 3 . 4 9 % 和 7 0 . 1 1 % 。本研究为耦合型波浪能装置的工程应用提供了技术支撑。 ←→

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团队成员：王慧旻项伟能陆文博指导教师：陈妍参赛单位：浙江海洋大学

莲能驭海仿生莲花海陆两用双层式海水淡化装置

项目简介

本项目是针对远洋船舶与偏远岛屿淡水资源紧缺问题所设计的一款仿生莲花海陆两用双层式太阳能海水淡化装置，装置创新性地采用改性蚕茧壳（PPC@SC）作为光热蒸发材料，利用其天然三维空腔结构实现内外双表面蒸发，光热转化效率高，蒸发速率高过 ± 2 . 1 5 ~ { { \kg / m ^ { 2 } { * } h _ { \odot } } } ，结合亲水和疏水改性的聚氨酯海绵与仿生莲花结构的设计，其装置具备优异的耐盐性、自清洁能力和机械稳定性，可在高盐、强酸和强碱等复杂环境中稳定运行。装置由蒸发、供水、储水、动力、漂浮、冷凝六大系统组成，实现潜热高效利用的同时，也提高了光热转换性能，进而增加了淡水产量，日均产水16kg，水质符合饮用标准，为海洋能源的高效开发和利用提供了绿色、可持续的技术方案。

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团队成员：王烨凡田佳鹭卞成乐张明玥冯启豪
指导教师：杨柳
参赛单位：东南大学

基于波浪能的重力不平衡式海上光伏自清洁/冷却一体化装置

项目简介

本项目创新性设计了一种基于波浪能驱动的海上光伏自清洁冷却一体化装置。装置采用纯机械重力不平衡结构，利用波浪能实现无外接能源的海水液位提升，并结合菲涅尔透镜高效集热淡化海水，用于光伏板冷却与清洁。翻斗式定时机构全机械化运行，周期性自动完成清洗降温。实验表明，该装置可使光伏板温度下降近1 0 ^ { \circ } { C } ，发电效率提升 4 . 0 4 % ；以10MW电站为例，年均增发电量超54万kWh，减少碳排放428.5吨。系统具备“零能耗、低腐蚀、低运维”的优势，既提升光伏板寿命与效率，又降低运维成本，兼顾环保与经济效益，为海上光伏可持续发展提供高效低碳的解决方案，助力“双碳”目标实现。 老

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团队成员：欧国永薛海龙施正浩陈思宇
指导教师：黄英博廖志境
参赛单位：昆明理工大学

海上风能-波浪能高效协同利用关键技术研究及装备研发

项目简介

为提升海洋可再生能源协同开发利用效率，围绕海上风能-波浪能协同发电装置“高效安全协同利用”，开展了关键技术研究与装备研发，形成一套海上风能波浪能协同发电装置的结构设计、动力学建模、振动抑制控制、协同优化控制的完整技术体系，确保协同发电装置稳定、高效、安全运行。建立了基于分段神经网络的含死区非光滑动态的平台动力学模型，设计了时间-空间双约束的主动振动抑制方法，提出了基于经济模型预测控制的多自标能量优化控制策略。

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团队成员：司烨仪闫愣愣金梓慧王佳琪冯卉奇
指导教师：祝捍皓宋伟华
参赛单位：浙江海洋大学

深远海牧养一体化声波牧场关键技术研究与技术创新

项目简介

自20世纪70年代起，由于过度捕捞，野生大黄鱼产量急剧减少。由此，政府专项提出“重振东海大黄鱼辉煌”，将发展东海大黄鱼规模养殖上升至战略层面。目前，大黄鱼养殖多在近海海域，受到养殖设施及手段落后的影响，容易产生鱼病、缺氧等问题。基于上述问题，本作品设计了深远海牧养一体化声波牧场，利用技术创新提升大黄鱼养殖品质。

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团队成员：李云富郭金瑞李影吴其隆白宁
指导教师：周黎吴洁
参赛单位：昆明理工大学

波·风·光一多能互补发电高效海水淡化装置

项目简介

在全球水资源紧缺背景下，海水淡化是战略选择，但高能耗限制了可持续发展。本项目提出波·风·光多能互补高效海水淡化装置，集成鸭式波浪能、风能和太阳能发电实现24小时离网运行，减少对外部电网依赖。项目核心创新在于多级闪蒸工艺优化，利用蒸汽潜热梯级回收，造水比提升至11.30，单位能耗降至 3 . 5 { - } 4 . 4 ~ { \ k W h } / { m } ^ { 3 } 。采用单桩式紧凑结构，桩顶布设风机，中段环布光伏，水下配置波浪能装置，提升集成度与适用性。性能分析表明，系统年发电量达 2 3 2 8 4 8 \ \mathbf { k W h } ，完全满足淡化需求。以海南省年均工业供水量规模推广应用，每年可节约标煤约3950吨，减少SO排放约71.12吨、CO排放约6839吨。该装置兼具多能互补、热回收和集约化设计，为海岛供水和沿海节水降碳提供可持续方案 王

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团队成员：张嗣祺邓超李佳诚魏福龙彭嘉乐
指导教师：罗小兵马金龙
参赛单位：华中科技大学

超高温测井设备全周期热管理系统设计与应用

项目简介

面向国家深海能源战略需求，本项目攻克了超高温测井装备热管理“卡脖子"技术，研制出一套集井下高效控温与地面快速散热于一体的全周期热管理系统。系统通过三大创新模块实现突破：1）整体导-储热集成热管理模块：设计面向多热源的井下热管理骨架，结合自研相变储热材料。经优化设计，实现在 2 2 5 ^ { \circ } { C } 超高温环境下，保障仪器核心器件稳定工作21小时。2）井下局部热点液冷模块：首创内置微型泵的井下液冷循环系统，针对性解决大功率器件散热难题，将其有效工作时长提高 8 6 . 0 2 % 。3）常温主动散热模块：开创性地在骨架内集成贯穿式冷却流道。将仪器出井后冷却时间减少 9 6 % ，实现快速二次作业。该技术已成功应用于南海等多地高温测井作业，为我国深海油气资源开发提供了强有力的技术支撑。

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团队成员：张启悦；李思涵；潘栋梓；汪立；林嘉辉
指导教师：郑杰、文爱国
参赛单位：西安石油大学

清检灵瞳-输油气清检一体化智能管道机器人

项目简介

油气管道内部积垢、本体腐蚀缺陷是影响管道安全稳定运行的两大风险，为保障油气管道服役周期内安全运行，需要定期进行清管和内检测。

针对我国油气管道清管作业与内检测长期分离、检测周期长、成本高、复杂管道通过性差等行业难题，本项目创新提出清管-检测一体化技术，即一次发球即可同步完成清管与检测。基于该技术研制的系列化一体化智能管道机器人，可实现对国内在役油气管道全部口径的覆盖 ( \varphi 4 0 ~ 1 2 1 9 {mm } ) ，填补了国内空白。该成果经中国石油和化工自动化应用协会鉴定，整体技术达到国际先进水平。

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