国产成人亚洲欧美91_在线看片免费人成视频丨_久久免費视频精品_在线观看网站深夜免费A√

2011年12月15日15時，三峽電站28號機組順利完成72小時試運行。那天，75歲的中國工程院院士、中國科學(xué)院電工研究所（以下簡稱電工所）研究員顧國彪再次俯瞰三峽兩岸，50多年潛藏的情緒如奔騰的江水，傾瀉而下。

三峽電站28號機組轉(zhuǎn)子吊裝。

不同于采用空冷、水冷技術(shù)的國外傳統(tǒng)大型發(fā)電機組，28號機組是我國首臺、世界單機容量最大的大型蒸發(fā)冷卻機組，采用自主創(chuàng)新的“定子繞組常溫自循環(huán)蒸發(fā)冷卻”技術(shù)，標志著我國大型水電裝備研發(fā)走向國際領(lǐng)先。次年，蒸發(fā)冷卻機組27號也正式投產(chǎn)發(fā)電。

十余年來，三峽電站27號、28號兩臺70萬千瓦大型發(fā)電機的運行安如磐石，蒸發(fā)冷卻技術(shù)大幅提高了電機的安全可靠性和維護便捷性，打破了國外廠商在大型水電裝備領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，并整體拉低了其投標價格。

最早開始鉆研蒸發(fā)冷卻技術(shù)時，顧國彪只有22歲，剛加入成立不久的電工所。“不做與國外重復(fù)的事情，要做一兩件超越國外的事?！边@個一度被視為“很荒唐”的想法，成了他和團隊一輩子的信念。數(shù)十年來，他們一直在思考如何將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域，不僅要滿足國家重大需求，還要在國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場發(fā)揮作用。

1?代號“601”

“更立西江石壁，截斷巫山云雨，高峽出平湖。”這是毛澤東主席1956年在武漢暢游長江時寫下的宏偉詩篇。

“高峽出平湖”的美好愿望，帶來了對三峽工程的熱議。1958年，中共中央下發(fā)關(guān)于三峽工程的第一個重要文件——《中共中央關(guān)于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見》，提出“從國家長遠的經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)條件兩個方面考慮，三峽水利樞紐是需要修建而且可能修建的”。

三峽水電站。

中國工程院院士饒芳權(quán)回憶，當(dāng)年論證三峽工程的可行性時，中國只做過6萬千瓦的水輪發(fā)電機組，但三峽這樣量級的水利工程項目的機組至少需要50萬千瓦，而當(dāng)時世界最大的蘇聯(lián)古比雪夫水電站的單機容量也只有11.5萬千瓦。

為了突破大型水利工程電力設(shè)備領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，電工所應(yīng)運而生。一次攻克大容量電機冷卻世界性難題的長征，就此開始。

“一把老虎鉗、一把鋸子、幾把螺絲刀，我們的蒸發(fā)冷卻實驗室就是這樣干起來的?！眲倓倧那迦A大學(xué)電機系畢業(yè)的顧國彪，就是在這個關(guān)鍵時刻加入的電工所。

當(dāng)時，國際大型水輪發(fā)電機主要采用空冷和定子繞組水內(nèi)冷技術(shù)。電工所的科研人員曾參與水內(nèi)冷技術(shù)的研究，逐漸認識到水內(nèi)冷技術(shù)的優(yōu)勢和缺點，這種技術(shù)最大的問題就是電氣安全問題。由于這類發(fā)電機的額定電壓一般高達2萬伏左右，一旦電機內(nèi)部的水泄漏，會嚴重破壞絕緣性，造成重大安全生產(chǎn)事故，后果不堪設(shè)想。而隨著發(fā)電機容量的不斷增大，絕緣體增厚，發(fā)熱量也不斷提高，空冷這一外部冷卻方式越來越滿足不了需求。

怎么才能既保證工程安全可靠，又進一步提高冷卻效率？顧國彪將研究方向瞄準了當(dāng)時發(fā)展前景尚不明朗的蒸發(fā)冷卻技術(shù)。

不同于空冷和水內(nèi)冷的原理，蒸發(fā)冷卻是基于相變換熱原理的新型冷卻技術(shù)，通過絕緣性能良好的介質(zhì)汽化潛熱帶走熱量。為了驗證這種想法，他們還買來一臺冰箱，不分晝夜地研究其中的冷凍機。

就這樣，他們很快研制出一臺15千瓦的壓縮制冷電機，證明了壓縮制冷在電機上應(yīng)用的可行性。在后面的試驗中，他們漸漸發(fā)現(xiàn)，基于冰箱原理的壓縮制冷技術(shù)很難應(yīng)用于大型電機，因為外部的壓縮制冷系統(tǒng)消耗功率較大，發(fā)電機外部必須包上很厚的隔熱層，這不僅會增加后期的維護成本，也會影響冷卻系統(tǒng)的可靠性。

在進行技術(shù)經(jīng)濟論證分析后，顧國彪另辟蹊徑，鉆研起熱力學(xué)中的熱功轉(zhuǎn)換問題，并提出利用兩相流的自循環(huán)原理，即利用液體和氣體的混合產(chǎn)生比重差從而產(chǎn)生自循環(huán)的原理，將制冷壓縮機改為液體循環(huán)泵或者索性取消，研制常溫下的無泵自循環(huán)系統(tǒng)。而這個只有23歲的年輕人的想法，讓不少人覺得有些“荒唐”。

所有質(zhì)疑都無法干擾顧國彪。他們僅用了3個月的時間，在1959年底制作出一個立式可觀察繞組模型，利用“垂直高度”將熱量轉(zhuǎn)化為“功”，從而產(chǎn)生自循環(huán)動力，替代了循環(huán)泵，形成了無須外界動力的“常溫自循環(huán)蒸發(fā)冷卻”系統(tǒng)，實現(xiàn)了蒸發(fā)冷卻技術(shù)最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的一步——原理性創(chuàng)新。

隨后，中國科學(xué)院主持召開蒸發(fā)冷卻電機工業(yè)推廣會議，落實了蒸發(fā)冷卻實驗電機的任務(wù)，正式定名“601任務(wù)”。

隨著電工所等單位聯(lián)合研制的650千瓦水輪發(fā)電機在北京玉淵潭電站試驗成功，他們向著“三峽發(fā)電”的目標又邁進了一步。

“做工程技術(shù)，要有敢想的精神，不要外國人講什么就信什么，滿足于國外的好東西。要敢于質(zhì)疑，相信我們能做得更好?！边@種深入骨髓的自信，讓顧國彪勇往直前，帶領(lǐng)團隊不斷挑戰(zhàn)這件看似“不可能實現(xiàn)的事”。

2?這件事，貸款也要干！

從1960年到1968年，蒸發(fā)冷卻技術(shù)研究被迫回到實驗室。但在這8年里，這支團隊并沒有停滯不前，而是繼續(xù)蒸發(fā)冷卻基礎(chǔ)試驗研究，并掌握了與電機結(jié)構(gòu)結(jié)合的兩相流體的測量、散熱能力。

1972年，新的轉(zhuǎn)折點到來。他們與良鄉(xiāng)發(fā)電設(shè)備廠共同制造的1200千瓦蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機在廠內(nèi)進行額定負載試驗后，并網(wǎng)運行一舉成功。至此，自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)在水輪發(fā)電機和汽輪發(fā)電機上的結(jié)構(gòu)方案都圓滿地完成了小型工業(yè)機組樣機試驗，為更大容量等級的蒸發(fā)冷卻機組研制打下了堅實的基礎(chǔ)。

20世紀70年代末80年代初，電工所與東方電機廠等開展合作，但因為立項進度等原因，安裝運行資金十分緊張，顧國彪想到了向國家貸款。

“這件事，貸款也要干！科學(xué)試驗最終要為國民經(jīng)濟服務(wù)，一定要實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，才會給國家?guī)碚嬲暮锰??！碑?dāng)時很多人認為工程應(yīng)用是企業(yè)的事，顧國彪的這一想法無疑是超前的。

憑著這股韌勁兒，顧國彪最終獲得了160萬元的國家貸款。當(dāng)時電工所有幾百人，每年的研究經(jīng)費和運行經(jīng)費不到100萬元?！艾F(xiàn)在想來，我們的膽子真的很大，當(dāng)時工資才多少錢，我們居然想要貸款160萬元。我大概是第一個用貸款方式籌集科研資金的人?！鳖檱敫锌?。

有了這筆資金，兩臺1萬千瓦的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機組，終于落地云南省大寨水電站。這是我國自主研發(fā)的、投入工業(yè)應(yīng)用的首臺自循環(huán)蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機，因為沒有見過，就連資深的老工程師在首次啟動時也倍感緊張。

1982年，云南大寨水電站1萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機組測溫裝置調(diào)試。

最終，時間證明了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的安全可靠。如今，這兩臺發(fā)電機組已安全運行40多年，先后獲得1987年中國科學(xué)院科技進步獎一等獎、1988年國家科技進步獎二等獎。

憑借大寨水電站安全運行的基礎(chǔ)，蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊又爭取到在陜西安康火石巖電站建設(shè)5萬千瓦水輪發(fā)電機的項目。為了確保每個環(huán)節(jié)準確無誤，整個團隊在工地上一干就是12個小時，吃飯時就直接靠著墻。就連廠內(nèi)的工程建設(shè)者都認不出來，這些灰頭土臉的“工友”竟是北京來的科學(xué)家。

蒸發(fā)冷卻技術(shù)“安全高效”的形象使越來越多的項目主動找上門，但這群科學(xué)家心里始終記著那個最大的夢想——走向三峽工程。

3?五十余年，圓一個三峽夢

1994年，三峽工程正式開工。顧國彪向三峽工程建設(shè)委員會提出使用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的建議。

委員會專家提出了一個挑戰(zhàn)：“你們的技術(shù)我了解過，你們搞了一個5萬千瓦的發(fā)電機，但我們這是70萬千瓦的。如果你能在四五年內(nèi)完成40萬到50萬千瓦的電機，并且兩年之內(nèi)不出故障，我們就一定用?！?/p>

恰巧，青海李家峽水電站將啟動一個40萬千瓦的發(fā)電機，這是當(dāng)時國內(nèi)單機容量最大的水輪發(fā)電機組。

當(dāng)時，李家峽發(fā)電機的1號機已經(jīng)安裝，2號機和3號機正在生產(chǎn)，只有4號機有可能性。顧國彪寫了厚厚一疊關(guān)于李家峽水電站發(fā)電機應(yīng)用定子繞組蒸發(fā)冷卻技術(shù)的建議書，僅材料復(fù)印費就花了3萬元 。憑借之前項目的良好聲譽，他們最終成功爭取到這個機會，并成為“九五”國家科技攻關(guān)計劃中的一項。

實際上，從5萬千瓦到40萬千瓦，對蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊而言是一個不小的挑戰(zhàn)，常規(guī)而言，還應(yīng)該再研制20萬千瓦的機組，但這意味著又需要10年左右的時間，蒸發(fā)冷卻技術(shù)走向三峽將無法實現(xiàn)。

“我當(dāng)時心里憋著一股氣，一定要把蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用到三峽工程中去！”顧國彪說。

為了圓滿完成任務(wù)，蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊夜以繼日地奮戰(zhàn)在工程前線。1999年末，李家峽40萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機終于研制成功。

顧國彪至今仍記得，李家峽水電站正式運行那天，雖然身處壯美的國家森林公園，可根本無心欣賞風(fēng)景，直到項目宣告成功，才發(fā)覺自己“腿都發(fā)軟了”。

2000年，顧國彪在李家峽水電站40萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機啟動試驗現(xiàn)場。

李家峽水電站40萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機也在之后于法國巴黎召開的國際大電網(wǎng)會議上，被評為旋轉(zhuǎn)電機領(lǐng)域四大進展之一，還與安康5萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機聯(lián)合獲得國家科技進步獎二等獎。

自此，我國在電機領(lǐng)域的國際地位開始扭轉(zhuǎn)。

但前往三峽的路，仍不平坦。

據(jù)顧國彪回憶，對于這項國內(nèi)自主研發(fā)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)，三峽工程建設(shè)委員會在4年左右的時間里，召開了7次技術(shù)評審會，直到2008年才正式?jīng)Q定用于三峽地下電站28號和27號機組。

3年后，三峽地下電站28號、27號定子繞組蒸發(fā)冷卻機組相繼投入運行。由電工所參與完成的“長江三峽樞紐工程”榮獲2019年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎。

2011年，顧國彪在三峽地下電站70萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機安裝現(xiàn)場。

從最初的1萬千瓦到5萬千瓦、40萬千瓦、70萬千瓦，蒸發(fā)冷卻技術(shù)走向世界最大容量的水輪發(fā)電機，趕超國外，蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊用了50多年。

至今，這些常年穩(wěn)定運行，連定子線棒都沒有更換過的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機，“安靜”得甚至讓水電站的一線維護新人都不知道工程背后還隱藏著中國的“獨門絕技”。

作為顧國彪的博士生開門大弟子，電工所電力設(shè)備新技術(shù)研究部主任阮琳說，蒸發(fā)冷卻技術(shù)工業(yè)應(yīng)用之前，我國大型水利工程電力設(shè)備領(lǐng)域幾乎采用的都是國外的技術(shù)。無論從裝備容量還是從技術(shù)指標上，這兩臺采用了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的三峽發(fā)電機都超越了一些跨國公司，達到了國際領(lǐng)先水平，“完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)確保機組更加穩(wěn)定、可靠運行”。

2016年5月，顧國彪在三峽大壩前。

完成服務(wù)三峽的使命后，蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊又開啟了新領(lǐng)域的“跨界”研究，尤其是向大科學(xué)儀器裝置和超級計算、云計算等方向進軍。

2010年至2013年期間，電工所與中國科學(xué)院近代物理研究所合作，正式將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于重離子加速器領(lǐng)域的ECR離子源。十余年來，集成一體化蒸發(fā)冷卻ECR離子源運行穩(wěn)定，冷卻系統(tǒng)換熱效率和可靠性高，在常導(dǎo)源中，其功率密度和磁場參數(shù)均達到國際領(lǐng)先水平，被譽為世界最好的常導(dǎo)源之一。

2019年，稻城海子山表貼式蒸發(fā)冷卻數(shù)據(jù)中心。

蒸發(fā)冷卻技術(shù)還成為高海拔宇宙線觀測站“拉索”的“降溫利器”，成功支撐“拉索”數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和在站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了“無人值守”機房要求下的平穩(wěn)運行。在關(guān)鍵指標實測服務(wù)器機柜電能使用效率方面，“拉索”數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源比值（PUE）為1.03，如此低的數(shù)值成為高性能計算中心冷卻業(yè)內(nèi)難以超越的成績。

2013年，微動力強迫循環(huán)噴淋式蒸發(fā)冷卻超級計算機。電工所供圖

從2009年起，阮琳還帶領(lǐng)團隊持續(xù)探索蒸發(fā)冷卻技術(shù)在耗能巨大的超算領(lǐng)域上的應(yīng)用。如今，電工所電力設(shè)備新技術(shù)實驗室的蒸發(fā)冷卻技術(shù)，在祖國大地的各類大型工程項目中落地開花，新的技術(shù)生長點也在萌生。

在蒸發(fā)冷卻技術(shù)蜚聲國際之時，國外知名水電公司曾想高薪聘請顧國彪，但顧國彪婉拒了。蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊第二代、第三代科研骨干也曾收到國外大型企業(yè)拋來的“橄欖枝”——只要出去，就能賺更多的錢，但這個只有20多人的小團隊始終十分穩(wěn)定。科學(xué)家的“國界”，一直在他們心里。

是什么力量支撐著幾代人接續(xù)奮進、支撐著幾十年的持續(xù)攻關(guān)，讓蒸發(fā)冷卻技術(shù)打破國外壟斷？又是什么力量，讓蒸發(fā)冷卻技術(shù)團隊的精神傳承一以貫之，永不褪色？阮琳的答案是，“使命感永遠在心，而且在某種程度上，我們都是理想主義者”。

今年88歲的顧國彪，依然牽掛著青年科學(xué)家的成長。他希望電工所乃至中國科學(xué)院所有的年輕人，心系“國家事”，肩扛“國家責(zé)”，不斷創(chuàng)新，協(xié)力攻關(guān)，把越來越多的科研成果書寫在祖國的江河和大地上。

（原載于《中國科學(xué)報》?2024-09-04?第4版?專題）