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ISSN 1009-1742 (Print)
ISSN 2096-0034 (Online)
CN 11-4421/G3
Formerly Known as Chinese Journal of Engineering Science.
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  2016-03-22
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      2019年, 第21卷 第1期 出版日期:2019-04-02 上一期   
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    Orginal Article
    中国新一代核能用材总体发展战略研究
    干勇, 赵宪庚, 徐匡迪
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 1-5.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.001
    摘要   PDF (341KB)

    材料技术是支撑和保障核工程安全稳定运行的前提和基础。我国现有在役和在建的56 台核电机组中有52 台是压水堆,钠冷快堆和高温气冷堆正在开展示范工程电站的建设,其他堆型尚处于研究阶段。本文分析了我国新一代核能用材研发、制造、应用过程中存在的共性问题、在役和在建核能工程用材存在的突出问题、在研核能技术用材存在的关键问题,在此基础上提出了我国新一代核能用材的发展战略建议,包括设立国家新一代核能用材专业指导委员会;设立新一代核能用材国家专项基金或长期稳定支持的专项科技计划;创建我国新一代核能用材先进完整标准体系;建设国家层面的共享型工程级辐照实验装置;在独立自主原则下,继续开展新一代核能用材国际合作等。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    中国新一代核能核燃料总体发展战略研究
    李冠兴, 周邦新, 肖岷, 焦拥军, 任忠鸣
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 6-11.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.002
    摘要   PDF (349KB)

    本文深入分析和研究了国内外压水堆燃料和材料技术,快堆及其他先进堆燃料技术以及核燃料循环相关材料技术发展的现状和趋势,提出了我国压水堆、快堆及其他先进堆核燃料与材料,以及核燃料循环材料发展的目标、发展路线图和重点任务。压水堆是我国21 世纪相当长时间内核能发电及能源结构转型的主力堆型。作为压水堆发展重要支撑的核燃料及材料基本实现了国产化,但还没有实现品牌自主化。我国的快堆及快堆核燃料发展面临机遇和挑战;核燃料循环产业面临重大历史性发展机遇和巨大挑战。最后对我国的压水堆、快堆、其他先进堆型核燃料及材料,以及我国核燃料循环材料的发展提出了建议。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    我国高温气冷堆发展战略研究
    张作义, 吴宗鑫, 王大中, 童节娟
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 12-19.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.003
    摘要   PDF (1212KB)

    高温气冷堆和在此基础上发展起来的超高温气冷堆是第四代核能系统研发重点的6 种堆型之一。本文介绍了高温气冷堆的特点,对高温气冷堆技术在国内外的最新研发进展进行了简要综述,对高温气冷堆的发展定位等问题进行了讨论。在此基础上对我国高温气冷堆发展路线进行了展望。我国高温气冷堆技术历经跟踪、跨越和自主创新,目前在商业规模模块式高温气冷堆核电站技术上处于世界领先地位。在此基础上,我国正在启动部署后续60 万千瓦级模块式高温气冷堆核电机组的研发和配套关键技术的攻关工作,以进一步推动高温气冷堆技术的产业化,保持我国在该领域的国际领先优势。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    中国高温气冷堆制氢发展战略研究
    张平, 徐景明, 石磊, 张作义
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 20-28.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.004
    摘要   PDF (824KB)

    核能制氢是一种有应用前景的高效、大规模、无排放的制氢技术,有望在氢气大规模集中供应的场景中起到重要作用。高温气冷堆是最适于核能制氢的堆型,在我国已有几十年的研发基础,目前正在国家科技重大专项支持下建造高温气冷堆示范电站。本文介绍了核能制氢技术的特点和主流的核能制氢工艺包括热化学碘硫循环、混合硫循环和高温蒸汽电解的原理,对国际上核能制氢技术发展现状进行了简要综述,并概述了清华大学在该领域的研发现状。此外对核能制氢的安全性、技术经济评价等问题进行了讨论,在此基础上对与高温气冷堆耦合的制氢技术进行了评价,并以氢气直接还原炼铁为例探讨了高温气冷堆制氢在工业领域的应用前景。最后对我国高温气冷堆制氢技术的发展路线进行了探讨。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    钍基熔盐堆材料发展战略
    周兴泰, 李志军, 陆燕玲, 黄鹤飞, 贺周同, 戴志敏, 徐洪杰
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 29-38.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.005
    摘要   PDF (5447KB)

    作为第四代核裂变反应堆之一,熔盐堆由于其高的能量转换效率、固有安全性、适合钍燃料的利用等优越性,在世界范围内受到越来越多的关注。熔盐堆主要构件需要在高温、氟化物熔盐腐蚀及中子辐照等极端工作环境下长期稳定、安全有效地工作,因而对其所用材料提出了极大的挑战。本文从熔盐堆工况特点及其对材料的基本需求出发,描述了熔盐堆关键材料(包括合金结构材料及核石墨)的发展历程、现状及存在的问题;特别指出了针对目前实验堆建设阶段需要解决的关键科学技术问题;围绕熔盐堆研发计划,规划了熔盐堆材料未来的发展方向及路线图。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    加速器驱动次临界系统装置部件用材发展战略研究
    王志光, 姚存峰, 秦芝, 孙建荣, 庞立龙, 申铁龙, 朱亚滨, 崔明焕, 魏孔芳
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 39-48.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.006
    摘要   PDF (1697KB)

    加速器驱动次临界系统(ADS)由强流高能离子加速器、高功率散裂靶和次临界反应堆三大分系统组成。作为未来先进核裂变能——加速器驱动先进核能系统(ADANES)的重要组成部分,ADS 装置的研发对推动我国能源革命、促进能源转型以及刺激核能行业创新发展具有重大作用。本文以ADANES 研发为背景,阐述了ADS 装置的研发现状、可能的发展趋势以及ADS 部件对材料的需求,重点探讨了ADS 装置中高功率散裂靶和次临界反应堆部件用关键材料的研发进展与存在问题,面临的发展机遇和挑战;最后提出了几点发展对策,力求助力我国ADS 装置的建设与先进核裂变能技术创新,推动未来先进核裂变能的安全高效和可持续发展。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    从矿产资源大国到矿产资源强国:目标、措施与建议
    陈其慎, 干勇, 延建林, 张艳飞, 邢佳韵, 龙涛, 常润华, 肖丽俊
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 49-54.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.007
    摘要   PDF (330KB)

    我国矿产资源“大而不强”,远远落后于美国、日本、澳大利亚、加拿大等国,未来10 年是我国由矿产资源大国走向矿产资源强国的关键阶段,建设矿产资源强国是当前我国面临的重要发展问题。本文针对中国矿产资源现状及问题,结合西方矿产资源强国经验,提出了中国建设矿产资源强国的“三步走”战略。提出了提升全球矿产资源经略能力,大幅提升国内矿产资源可持续发展能力,建立统一的矿产资源管理制度三大矿产资源强国措施。从科学推进矿产资源产业链布局,积极实施矿产资源“一带一路”合作,全面启动城市矿产回收利用布局三个方面提出了矿产资源强国建议。最后,本文分别从煤炭、石油、天然气等化石能源,太阳能、风能等可再生能源,铁、铜、铝等大宗金属矿产以及稀土、稀散、稀有矿产的角度,提出了我国重要矿产资源的发展方向。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    中国建设“矿产资源强国”的内涵探讨和政策建议
    李政, 姜兴伟, 麻林巍, 吴金希, 于宏源, 孔庚
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 55-60.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.008
    摘要   PDF (332KB)

    本文旨在从矿产资源行业发展的整体国际环境出发,对“矿产资源强国”这一新兴概念进行系统分析并提出相关政策建议。首先,通过剖析和对比古今中外的“强国”概念,结合矿产资源行业的特点,引出了“矿产资源强国”的内涵和定义。然后通过美国和中国矿产资源行业的案例分析验证其定义。最终,提出“矿产资源强国”是“以推动矿产资源可持续发展和全球治理为目的,能够对全球矿产资源行业的生产、金融、治理和知识体系产生较大影响,并可由此保障自身政治和经济利益的国家”。当前,中国迫切需要基于较为强大的生产层面影响力,加强金融、治理和知识层面对于全球矿产资源行业的影响力。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    21 世纪以来全球矿业形势回顾与展望
    闫卫东, 郭娟, 徐曙光, 林博磊, 孙春强
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 61-67.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.009
    摘要   PDF (510KB)

    21 世纪以来,全球矿业随世界经济周期性波动,中国推动世界矿业发展。全球矿产勘查开发总体投入不足,新发现减少。世界矿产品消费普遍上升,锂、钴等新能源新材料矿产品需求呈现爆发式增长。矿业公司由大规模扩张转为资产重构,投资更加谨慎。矿产资源战略得到高度重视,矿业法律政策总体趋紧。展望未来,世界矿产品消费总体仍将持续增长,南亚地区将成为矿业投资热点,能源革命和人工智能将促进全球矿业实现飞跃,对矿业的利益诉求矛盾将进一步升级。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    2035 年中国能源与矿产资源需求展望
    文博杰, 陈陈毓川, 王高尚, 代涛
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 68-73.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.010
    摘要   PDF (422KB)

    进入21世纪,中国能源和矿产资源消费快速增长,许多重要矿产消费量甚至超过了全球消费总量的一半。未来中长期资源需求预测是国家政策制定和战略规划的重要依据。本文基于中国人口、国内生产总值(GDP)、矿产资源消费量等历史统计数据,选择了人均消费“S”形规律、需求类比和比例关系测算法、部门消费法等方法,对2035年之前43种(类)主要矿产资源的需求量进行了系统预测。结果显示:我国矿产资源需求从全面高速增长向差异化增长转变;2025年前多数大宗矿产将陆续达到需求峰值;2030年一次能源达到需求峰值时的结构会发生重大变化,煤炭将从2017 年的60.4% 下降到46.3%,天然气将从6.6%增加到13.2%,非化石能源将从13.6%增长到23.4%;2035年大部分战略性新兴矿产仍将保持需求增长,全球供需结构和供需格局都将发生极大改变。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    中国矿产资源风险勘查资本市场的建设研究
    李颖, 王安建, 李天骄
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 74-80.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.011
    摘要   PDF (459KB)

    本文通过研究国内外风险勘查资本市场的发展现状,结合中国风险勘查市场的实际情况,认为风险勘查资本市场参与主体的缺失、矿业投资诚信的缺失、矿业政策制度的落后、矿业资本市场配套制度不健全等问题是构建风险勘查资本市场面临的主要挑战,并提出了利用境外市场培育中国风险勘查市场参与主体、改善国内矿业投资环境并建立信用体系,最终建立中国风险勘查资本市场板块的“三步式”发展路径。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    中国能源资源基地分布与管理政策研究
    吴尚昆, 张玉韩
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 81-87.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.012
    摘要   PDF (508KB)

    能源资源基地是我国矿产资源安全保障的战略核心区域,肩负着保障国家资源安全的重要使命,对优化矿产资源空间开发格局、转变矿业发展方式、推动矿业高质量发展具有重要意义。本文以《全国矿产资源规划(2016—2020年)》中提出的103个能源资源基地为研究对象,对基地的内涵和定位、基本理论支撑、建设任务以及划定原则等进行了探讨,从矿种和地域两方面分析了能源资源基地的分布态势,提出基地划定与管理中存在的问题,包括管理上没有纳入省级发展规划,建设规划编制不到位,与国家规划矿区不匹配和激励政策不具体等。从落实方案、监管政策、激励政策、机制建设、保障体系等五个方面提出了推动能源资源基地建设的政策建议,以期为矿产资源战略规划管理提供支撑。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    构建煤炭资源强国的战略路径与对策研究
    张博, 彭苏萍, 王佟, 宋梅
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 88-96.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.013
    摘要   PDF (384KB)

    煤炭是我国的优势矿产资源,在能源结构中具有基础性地位。作为全球煤炭资源开发利用大国,新形势下我国建设煤炭资源强国的重要性日益凸显。本文在界定煤炭资源强国概念与内涵的基础上,辨识了煤炭资源强国的主体要素特征,并从绿色煤炭资源、工程技术、人才教育、企业经济、“一带一路”等要素层面,全面评价了我国实现煤炭资源强国的差距,进而明确了构建煤炭资源强国的战略目标与路径,最终提出了相应的政策建议。研究发现,我国已经具备建设煤炭资源强国的基础,但在煤炭资源勘探开发与转化利用相关的技术、产业、市场等方面仍存在诸多问题。实现煤炭资源强国,亟待强化绿色煤炭资源基础、工程科技创新能力、企业发展与市场环境建设以及人才与制度保障,系统提升煤炭工业的全球竞争力。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    我国黑色金属资源发展形势研判
    姜圣才
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 97-103.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.014
    摘要   PDF (550KB)

    作为供给侧结构性改革的先行者,中国钢铁行业积极化解过剩产能,彻底取缔“地条钢”,2016—2017 年化解钢铁产能超过1.2×108 t,清除“地条钢”等违法产能1.4×108 t。当前,全球钢铁工业处于产能过剩周期,中国钢铁消费由持续增长向“峰值平台区”转变,单位GDP 粗钢消费强度回落,单位投资粗钢消费强度下降,预计到2025 年国内粗钢消费需求量为6×108~6.5×108 t,产量为6.5×108~7.0×108 t;到2030 年,国内粗钢消费需求量为5.3×108~6.0×108 t,产量为5.9×108~6.5×108 t。与此同时,我国废钢资源供给量将快速增加,未来充足的废钢资源将是我国钢铁工业强有力的支撑,铁素资源构成也将发生重大变化,国际铁矿石资源的需求量将逐步下降,同时对于推动生态文明建设和绿色发展具有重要作用。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    建材非金属矿产资源强国战略研究
    顾真安, 同继锋, 崔源声, 彭寿, 苏桂军, 周洪锦, 冯惠敏, 赵飞, 田桂萍, 孟庆洁, 洪伟
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 104-112.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.015
    摘要   PDF (551KB)

    本文研究我国主要建材产品生产所用的水泥灰岩、玻璃用硅质原料、建筑卫生陶瓷用黏土矿原料(高岭土)、高纯石英和石墨五种非金属矿产资源的强国建设战略,确定建材非金属矿产资源发展的战略思路与目标,指出加强矿区规划与保护、建设供应示范基地和标准原料基地、加快推进战略性资源储备制度等重点任务,提出设立矿产资源强国建设领导小组、完善矿产资源原料产品标准体系建设、加强人才培养体系建设、加强矿产资源法律法规制定与实施等保障措施。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    核能矿产资源发展战略研究
    张金带, 李子颖, 苏学斌, 谭亚辉, 李胜祥, 苏艳茹, 李建华, 邓平, 徐乐昌, 潘自强
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 113-118.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.016
    摘要   PDF (342KB)

    核能矿产资源是指铀资源和具潜在应用前景的钍资源,目前主要是指铀资源。全球铀资源分布的不均衡性,势必需要通过市场调节供求。建设核工业强国必须要有强有力的核能矿产资源供应能力做保障。我国核能矿产资源发展的战略目标应是禀赋与掌控复合型的强国。核能矿产资源强国的主要标志应包括国内资源保障能力、科技实力、企业实力、国际经略能力、可持续发展潜力五个方面。要实现核能矿产资源强国,需要实施一批重大科技创新工程和重大应用示范工程,需要建设一批千吨级铀资源开发基地,需要积极“走出去”开展国际合作,特别是加强与“一带一路”国家的合作,需要国家在科技创新、产业发展、海外开发等方面给予必要的政策支持。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用研究
    王登红, 孙艳, 代鸿章, 郭唯明, 赵芝, 赵汀, 李建康, 王成辉, 黄凡, 于扬, 李德先
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 119-127.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.017
    摘要   PDF (414KB)

    我国“三稀矿产”总体上资源丰富,既是资源大国,也是主要生产国和出口国,但往往因为深加工技术落后、环境代价太大、战略意识不强等原因而始终拿不到市场的话语权。中国已经进入科技创新引领社会发展的关键时期,“三稀矿产”恰恰具有无限的创新潜力。本文通过梳理2011 年以来全国“三稀矿产”资源调查和找矿过程中积累的资料,概略性地总结了我国稀有、稀土和稀散元素矿产的主要特点,提出了一些开发利用建议,进一步强调“稀土不土,稀有常有,稀散不散”的禀赋特征,提出了开发利用过程中“稀土管得着,稀有找得到,稀散用得好”的基本思路。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    资源全球配置下的中国磷矿发展策略
    崔荣国, 张艳飞, 郭娟, 郭振华, 肖宇评
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 128-132.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.018
    摘要   PDF (485KB)

    本文通过“S”形生长曲线模型法预测未来中国对磷矿资源的需求,分高、低两种情形对我国未来磷矿需求进行了预测,预测数据表明2017—2050 年中国磷矿石累计需求量约为2.2×109~2.7×109 t,国内资源能够满足需求。同时,通过资源与生产现状分析中国磷矿资源现状与需求之间的关系,分析表明中国磷矿产能严重过剩,以4.7% 的资源供应全球超过50%的市场,开发强度过高,2050 年后磷矿或将成为中国的短缺资源。应当未雨绸缪,在环境保护和资源开发协调的基础上通过严格控制国内产能和限产,并充分利用资源的全球化配置来开发国外资源,延长中国未来的磷矿资源持续供应,进而保障粮食安全。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    中国铜铝铅锌矿产资源开发利用现状及安全供应战略研究
    孙传尧, 宋振国, 朱阳戈, 吴熙群
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 133-139.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.019
    摘要   PDF (356KB)

    作为国民经济发展的重要基础原料,铜、铝、铅、锌是消费量最大的有色金属。近十多年来,中国铜、铝、铅、锌产量和消费量连续高居世界第一,但矿山资源产量远不能满足国内的消费需要,对外依存度居高不下。本文通过对中国铜、铝、铅、锌开发利用现状研究和未来需求预测,分析了国内外资源及二次资源对其消费需求的保障程度,据此制定铜、铝、铅、锌矿产资源安全供应战略,从国内供应、境外开发、国际市场三方面,在矿产品、再生金属以及精炼金属三个环节,定量构建未来20 年有色金属安全保障目标,通过加大国内勘查开发力度、提高国内供应能力、坚持境内资源绿色可持续开发、加强二次资源回收、积极利用境外资源等多种途径,保障有色金属资源安全。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    西藏铜矿资源优势及开发利用展望
    唐菊兴, 王勤
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 140-147.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.020
    摘要   PDF (395KB)

    铜在国民经济发展中占据重要地位,而我国的铜矿资源供给与需求矛盾仍然十分突出。西藏是我国铜矿资源最丰富的地区,科学合理地开发利用西藏地区的铜矿资源对于保证我国的铜矿可持续供应具有举足轻重的作用。本文详细总结了西藏铜矿资源的分布特征以及在西藏地区进行铜矿资源开发的优势和劣势,提出应坚持科学发展观,建设西藏地区主要成矿带铜矿绿色开发基地,加快铜矿资源的科学勘查和有序开发,正确处理资源开发与环境保护的关系,充分发挥铜矿资源开发所带来的经济、社会、环境效益,促进西藏社会的稳定发展,实现精准扶贫目标。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    盐湖农业及其发展战略研究
    孔凡晶, 郑绵平, 张洪霞, 李真, 王利伟
    中国工程科学. 2019, 21 (1): 148-152.   https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2019.01.021
    摘要   PDF (349KB)

    我国是多盐湖国家,拥有丰富的盐沼带及咸水资源,发展盐湖农业对于荒漠化治理、生态环境保护,对发展西部落后地区经济,开拓具有干旱、半干旱地区特色农业,具有现实和长远战略意义。随着全球人口增长,粮食短缺,淡水资源缺乏,充分利用咸水资源及盐碱地资源发展盐湖农业对保障人类食品安全十分必要。本文梳理了近年来在盐湖农业方面的认识及发展成果,指出发展盐湖农业存在的问题,并提出把盐湖农业列入国家科技规划、对盐湖流域盐碱地进行功能区划等创新驱动盐湖农业发展建议。

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