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顧國彪院士:蒸發(fā)冷卻技術,為大數(shù)據(jù)發(fā)展能耗問題提供技術支撐

中科智庫
傳承科學創(chuàng)新 弘揚科學精神
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顧國彪,中國工程院院士,中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,電機學專家。中國科學院電工研究所研究員、博士生導師。

顧國彪長期從事大型電機蒸發(fā)冷卻技術的研究與產(chǎn)業(yè)化工作。將常溫無泵自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術應用于工業(yè)機組,形成了具有自主知識產(chǎn)權的電機新型冷卻技術。將蒸發(fā)冷卻技術拓展到包括風力發(fā)電機、超級計算機、推進電機和變頻器等其他電氣與電子信息設備領域,拓展了電機,電器和熱工等相關學科的內(nèi)容,形成了電氣設備的蒸發(fā)冷卻技術的交叉學科方向。

研發(fā)原創(chuàng)冷卻技術

1958年,顧國彪帶領團隊研制出一臺15千瓦的低溫蒸發(fā)冷卻電機,證明了蒸發(fā)冷卻技術用于大型電機設備的可行性。顧國彪介紹,大型發(fā)電機運行時會產(chǎn)生大量熱量,需要進行冷卻。國際上主要有空冷、水冷兩種冷卻方式,而蒸發(fā)冷卻技術則是利用低沸點的液體通過相變換熱來傳遞熱量,實現(xiàn)對發(fā)電設備的冷卻,并且沒有安全問題。這種經(jīng)濟高效的新型冷卻技術,是我們提出并實現(xiàn)的原創(chuàng)技術。

顧國彪最大的夢想是將蒸發(fā)冷卻技術應用在三峽工程中。他帶領團隊經(jīng)過努力研究,在2011年12月,首臺70萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機在三峽電站運行成功。這是世界單機容量最大的蒸發(fā)冷卻發(fā)電機組,采用了我國具有完全自主知識產(chǎn)權的“定子繞組自循環(huán)常溫蒸發(fā)冷卻技術”。目前,在三峽水電站安裝的32臺發(fā)電機組中,有2臺采用了顧國彪研發(fā)的蒸發(fā)冷卻技術。無論從裝備容量還是技術指標上,這2臺70萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機都達到了國際領先水平。而且其性能穩(wěn)定、經(jīng)濟高效,大大延長了電機的使用壽命。

顧國彪說,現(xiàn)在大數(shù)據(jù)的發(fā)展以及應用越來越重要,每天都有海量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生,這就需要更多的數(shù)據(jù)中心、更多的服務器和更多的機房。而目前,大數(shù)據(jù)的存儲量大,服務器耗電量大是其發(fā)展面臨的一大難題,如果將蒸發(fā)冷卻技術運用到計算機領域,通過外部冷卻系統(tǒng)保證機器運行時降低能耗,為大數(shù)據(jù)發(fā)展的能耗掣肘問題提供了技術支撐。把蒸發(fā)冷卻技術運用在計算機領域,比傳統(tǒng)的水冷、空調(diào)冷卻等手段都要優(yōu)越。他表示,未來,蒸發(fā)冷卻技術還將在新能源配電、抽水蓄能等凡要解決發(fā)熱、節(jié)能、安全可靠問題等方面有用武之地。

多給自主創(chuàng)新一點時間

顧國彪說,我們要樹立起自主研發(fā)創(chuàng)新的自信心,不能總是“山寨”。在蒸發(fā)冷卻技術工業(yè)應用前,我國大型水利工程電力設備領域采用的都是國外技術。顧國彪說,我要做成一兩件外國沒有的,或者外國人做不到的事。于是,顧國彪帶領團隊完成了一系列的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機的研制,1992年,安康的5萬千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機發(fā)電成功;1999年,李家峽水電站的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機正式投入運行;2011年,結合稀土永磁技術和蒸發(fā)冷卻技術,研發(fā)了3.6MW蒸發(fā)冷卻永磁半直驅(qū)風力發(fā)電機;2013年,三峽的大功率水輪發(fā)電機組通過驗收。

顧國彪說,目前我們研究的蒸發(fā)冷卻技術就是完全自主創(chuàng)新的,沒有任何國外的痕跡。他指出,當前產(chǎn)業(yè)化面對著傳統(tǒng)技術向高可靠性和循環(huán)再制造提升,低端技術向高技術發(fā)展提升以及新技術向高效化、低維護方向發(fā)展,存在著巨大的創(chuàng)新空間。創(chuàng)新有兩種,一是理論上的創(chuàng)新,二是技術上的創(chuàng)新。他希望我國的創(chuàng)業(yè)隊伍能夠涌現(xiàn)出一批具有全面創(chuàng)新能力的專家們,能夠攻克技術難關,既有理論又有實踐。

與此同時,顧國彪認為,社會各界需要給自主創(chuàng)新技術多一點包容和理解,自主創(chuàng)新的技術必須經(jīng)過一個又一個發(fā)展臺階才能往上走,應多給自主創(chuàng)新一點時間。他說,目前中國自主創(chuàng)新的體制有待進一步完善。國家缺乏為第一套創(chuàng)新設備提供使用環(huán)境的機制,從科研機構到企業(yè),都沒有提供給我國自主研發(fā)的技術產(chǎn)品一個寬容的使用環(huán)境,更沒有給予它一份支持、鼓勵與信心。

在培養(yǎng)人才方面,顧院士指出,實踐出真知,實踐出人才。培養(yǎng)人才需要有正確的認識。其目的在于不斷地推出新技術新工藝新設計,教育方法要不斷更新。不能只會寫論文、做實驗,必須要回到實際生產(chǎn)工作當中,摸爬滾打、勤奮探索、總結規(guī)律。(文/王慧蘭)

顧國彪院士在青海李家峽電廠調(diào)研

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顧國彪院士簡介

顧國彪,中國工程院院士,中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,電機學專家。中國科學院電工研究所研究員、博士生導師。

長期從事大型電機蒸發(fā)冷卻技術的研究與產(chǎn)業(yè)化工作。對不同沸騰溫度、循環(huán)原理、冷卻結構的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)進行了實驗及理論研究,建立了相變傳熱應用于大電機冷卻的理論基礎,將常溫無泵自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術應用于工業(yè)機組,從而形成了具有自主知識產(chǎn)權的電機新型冷卻技術。將蒸發(fā)冷卻技術拓展到包括風力發(fā)電機,超級計算機、推進電機和變頻器等其他電氣與電子信息設備領域,拓展了電機,電器和熱工等相關學科的內(nèi)容,形成了電氣設備的蒸發(fā)冷卻技術的交叉學科方向。與電機制造業(yè)和電力企業(yè)合作,先后研制成功1.2兆伏安定轉(zhuǎn)子全蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機、50兆瓦定子蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機、以及10兆瓦、50兆瓦、400兆瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機和三峽地下電站兩臺700兆瓦的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機。

曾榮獲國家科技進步獎、中國科學院科技進步獎、青海省科技進步獎、軍隊科技進步獎、何梁何利基金科學與技術進步獎,中國機械工業(yè)學會科技成就獎。發(fā)明專利36項,發(fā)表論文70余篇,為中國電機和電力工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。

評論
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蒸發(fā)冷卻技術,為大數(shù)據(jù)發(fā)展能耗問題提供技術支撐。致敬中國科學家顧國彪院士!
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