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顾国彪:发明中国自己的电机冷却技术

  下图 顾国彪在三峡地下电站700MW蒸发冷却水轮发电机定子前。(资料图片)

  “我要做成一两件外国没有的,或者外国人做不到的事。”这是电机学专家、中国工程院院士顾国彪从清华大学毕业一年后,郑重立下的志愿。

  生命不息,奋斗不止,58年来,卷帘门电机功率他将一腔热血倾注到蒸发冷却事业中,最终让梦想照进现实。

  他研发的常温无泵自循环蒸发冷却技术(简称蒸发冷却技术)世界领先,已成功应用于三峡电站的全球最大功率水轮发电机中。运行实践证明,其性能稳定、经济高效,卷帘门电机功率大大延长了电机的使用寿命,是其它冷却方式无法比拟的。

  如今,80岁的顾国彪仍带领团队奋斗在蒸发冷却技术的研发事业上,那份专注,一如当年那个刚刚走出校园的青年。

  2011年12月15日对顾国彪来说是个特殊的日子:三峡电站首台70万千瓦蒸发冷却水轮发电机成功运行。这是世界单机容量最大的蒸发冷却发电机组,采用了我国具有完全自主知识产权的“定子绕组自循环常温蒸发冷却技术”,并由我国自行设计生产。这一天,距离我国蒸发冷却团队的成立已经过去了53年。

  将蒸发冷却技术应用在三峡工程中,是顾国彪最大的梦想。为此,1994年,他曾向三峡工程技术委员会委员提出使用蒸发冷却技术的建议。

  对方半开玩笑地说,“你们的技术我了解过,才搞了一个50兆瓦的发电机,但我们这是700兆瓦的。如果你能在四五年内完成400到500兆瓦的电机,并且两年之内不出故障,我就一定用”。

  顾国彪的斗志被激起。恰巧,青海李家峡水电站有个400兆瓦的发电机组要上马。由于此前蒸发冷却水轮发电机获得了良好声誉,顾国彪争取到了这个项目,成为“九五”国家科技攻关计划中的一项。

  经过顾国彪及其团队的努力,1999年,李家峡水电站的蒸发冷却水轮发电机正式投入运行。顾国彪回忆李家峡电站启动电机时的紧张心情时说:“腿都发软了。”

  50兆瓦及400兆瓦蒸发冷却水轮发电机的研制与运行,获得国家科技进步奖二等奖。2006年,三峡总公司将两台机组交给电工所蒸发冷却技术研发中心进行冷却系统优化。

  目前,在三峡水电站安装的32台发电机组中,有2台采用了顾国彪等人研发的蒸发冷却技术。顾国彪介绍说,大型发电机运行时会产生大量热量,需要进行冷却。目前,国际上主要有空冷、水冷两种冷却方式,而蒸发冷却技术则是利用低沸点的液体通过相变换热来传递热量,实现对发电设备的冷却。这种经济高效的新型冷却技术,是我们提出并实现的原创技术。

  在蒸发冷却技术工业应用前,我国大型水利工程电力设备领域采用的都是国外技术。无论从装备容量还是技术指标上,这2台70万千瓦蒸发冷却水轮发电机都达到了国际领先水平。“事实证明,我们的技术全面超越了他们。未来,我们的设备完全能在国际市场上和他们竞争。”顾国彪肯定地说。

  “从1千瓦到70万千瓦,走完每一个台阶,我们都花了大约10年的时间。”顾国彪回忆说,项目组先后因故被解散了3次,但他一直没有放弃。第四次重组后,这个团队更有朝气、更努力,并取得了现在的成就。卷帘门电机功率

  顾国彪表示,“如果水轮发电机的功率提高到百万千瓦以上,水冷技术因高水压,安全性难以保证,而我们的蒸发冷却技术完全没有问题”。此外,作为一种通用冷却技术,蒸发冷却技术已在超级计算机、服务器上成功应用,还将在新能源配电、抽水蓄能等凡要解决发热、节能、安全可靠问题等方面有用武之地。

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