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顾国彪院士:蒸发冷却技术,为大数据发展能耗问题提供技术支撑

2022-07-15   中科智库   阅读量:187

    顾国彪,中国工程院院士,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,电机学专家。中国科学院电工研究所研究员、博士生导师,电力设备新技术实验室主任。

    顾国彪长期从事大型电机蒸发冷却技术的研究与产业化工作。将常温无泵自循环蒸发冷却技术应用于工业机组,形成了具有自主知识产权的电机新型冷却技术。将蒸发冷却技术拓展到包括风力发电机、超级计算机、推进电机和变频器等其他电气与电子信息设备领域,拓展了电机,电器和热工等相关学科的内容,形成了电气设备的蒸发冷却技术的交叉学科方向。

研发原创冷却技术

    1958年,顾国彪带领团队研制出一台15千瓦的低温蒸发冷却电机,证明了蒸发冷却技术用于大型电机设备的可行性。顾国彪介绍,大型发电机运行时会产生大量热量,需要进行冷却。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,并且没有安全问题。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。

    顾国彪最大的梦想是将蒸发冷却技术应用在三峡工程中。他带领团队经过努力研究,在2011年12月,首台70万千瓦蒸发冷却水轮发电机在三峡电站运行成功。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”。目前,在三峡水电站安装的32台发电机组中,有2台采用了顾国彪研发的蒸发冷却技术。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。而且其性能稳定、经济高效,大大延长了电机的使用寿命。

    顾国彪说,现在大数据的发展以及应用越来越重要,每天都有海量的数据产生,这就需要更多的数据中心、更多的服务器和更多的机房。而目前,大数据的存储量大,服务器耗电量大是其发展面临的一大难题,如果将蒸发冷却技术运用到计算机领域,通过外部冷却系统保证机器运行时降低能耗,为大数据发展的能耗掣肘问题提供了技术支撑。把蒸发冷却技术运用在计算机领域,比传统的水冷、空调冷却等手段都要优越。他表示,未来,蒸发冷却技术还将在新能源配电、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。

多给自主创新一点时间

    顾国彪说,我们要树立起自主研发创新的自信心,不能总是“山寨”。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。顾国彪说,我要做成一两件外国没有的,或者外国人做不到的事。于是,顾国彪带领团队完成了一系列的蒸发冷却水轮发电机的研制,1992年,安康的5万千瓦蒸发冷却水轮发电机发电成功;1999年,李家峡水电站的蒸发冷却水轮发电机正式投入运行;2011年,结合稀土永磁技术和蒸发冷却技术,研发了3.6MW蒸发冷却永磁半直驱风力发电机;2013年,三峡的大功率水轮发电机组通过验收。

    顾国彪说,目前我们研究的蒸发冷却技术就是完全自主创新的,没有任何国外的痕迹。他指出,当前产业化面对着传统技术向高可靠性和循环再制造提升,低端技术向高技术发展提升以及新技术向高效化、低维护方向发展,存在着巨大的创新空间。创新有两种,一是理论上的创新,二是技术上的创新。他希望我国的创业队伍能够涌现出一批具有全面创新能力的专家们,能够攻克技术难关,既有理论又有实践。

    与此同时,顾国彪认为,社会各界需要给自主创新技术多一点包容和理解,自主创新的技术必须经过一个又一个发展台阶才能往上走,应多给自主创新一点时间。他说,目前中国自主创新的体制有待进一步完善。国家缺乏为第一套创新设备提供使用环境的机制,从科研机构到企业,都没有提供给我国自主研发的技术产品一个宽容的使用环境,更没有给予它一份支持、鼓励与信心。

    在培养人才方面,顾院士指出,实践出真知,实践出人才。培养人才需要有正确的认识。其目的在于不断地推出新技术新工艺新设计,教育方法要不断更新。不能只会写论文、做实验,必须要回到实际生产工作当中,摸爬滚打、勤奋探索、总结规律。(文/王慧兰)

顾国彪院士在青海李家峡电厂调研


顾国彪
中国工程院院士
旋转电机专家