2019年01月21日
西安日报> 2019年01月21日 > 版次: <05> 综合新闻
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  谢永慧教授讲解“神奇”叶片。

  ■文/图 记者 张潇 实习生 陈立颖

  前不久,西安交通大学谢永慧教授团队的“汽轮机系列化减振阻尼叶片设计关键技术及应用”荣获国家科技进步二等奖。这一科研成果,突破了发达国家的技术垄断,对于推动我国汽轮机自主设计制造、提升汽轮机产品的国际竞争力具有重大作用。

  “没人能再卡住

  我们的脖子了”

  汽轮机是一种将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械,广泛应用于火电、核电、舰艇动力、冶金、化工等。汽轮发电机组提供了我国70%左右的电能,是关系到国计民生的重大装备,而叶片又是汽轮机的“心脏”。

  叶片是汽轮机的动力来源,对于汽轮机的重要性不言而喻,业界将其喻为汽轮机的“心脏”。然而,叶片的工作环境却十分恶劣,汽轮机进气最高压力可超过30兆帕,相当于300倍大气压;进气温度也非常高,可超过600摄氏度; 同时叶片旋转时承受巨大的离心力,一片1828毫米叶片离心力可达1100吨,相当于两架世界上最大的客机空客A380的最大起飞重量。叶片故障占汽轮机事故的30%以上,一片叶片断裂,将打坏周围叶片,导致汽轮机整机停运,造成重大经济损失,甚至可能造成机毁人亡的严重后果。

  该项目立项之初,发达国家对我国进行严格的技术封锁,只卖产品,不提供设计关键技术。谢永慧坦言:“最初我们甚至不知道先进的特大型阻尼长叶片长什么样。”技术上的不足,导致我国长期需要进口先进叶片,不仅价格昂贵且难以与国内需求匹配。

  为了响应国家及行业发展的需求,谢永慧团队立志一定要设计出自己的叶片。“别人可以做到的,我们也一定可以!幸福都是奋斗出来的!”经过20余年艰苦研发及持续技术攻关,谢永慧团队自主研发了 “频率精准预测—安全性准确评判—强度振动自动寻优设计”的减振阻尼叶片设计关键技术体系,实现了阻尼叶片的最优设计。“我们终于可以自豪地说,我们设计的汽轮机阻尼叶片性能指标优于国外同类产品,没人能再卡住我们的脖子了!”谢永慧激动不已。

  大规模工程应用 经济社会效益显著

  谢永慧介绍,团队充分发挥了大学、国有大型企业和重点研究院所的技术优势;自主研发的减振阻尼叶片设计关键技术体系,不仅大大缩短了叶片设计的周期,提升了叶片的安全性,还降低了叶片生产成本。

  目前,减振阻尼叶片设计关键技术体系已经应用于从调节级到低压末级共87种叶片。其中包括:世界最长、排汽面积最大的1905mm叶片,国家科技重大专项CAP1400、“华龙一号”核电汽轮机采用的1828mm叶片,新一代超超临界100万千瓦火电汽轮机采用的全转速1200mm叶片,远销沙特的每分钟3600转超临界66万千瓦汽轮机采用的910mm叶片,以及最高转速可达每分钟5500转的世界最长湿冷给水泵汽轮机630mm叶片。这些叶片已应用于835台火电、核电、工业汽轮机,销售到全国22个省,并出口到海外9个国家,实现了大规模工程应用,产生了显著的经济社会效益。团队研发的1710毫米叶片已应用于巴基斯坦核电项目,推动了“华龙一号”走向世界,为我国出口先进核电汽轮机产品提供了重要的技术支撑。

  “把先进汽轮机的研发进行到底”

  实现技术突破的道路是充满荆棘的,二十多年如一日的辛勤才取得如今的成果。谢永慧教授表示:“我是土生土长的西安交大人,在交大这片热土上从事了二十多年的叶片研究。我的研究生导师孟庆集先生是西迁教授,他慎思明辨、诲人不倦的学术精神,严谨勤奋的治学风格,一直激励着我尽心竭力搞科研、踏踏实实做工作、精勤励志求发展。”

  团队充分发挥大学、国有大型企业和重点研究院所的技术优势,强强联手、密切合作,在项目研发过程中还产生了全国劳动模范、省级突出贡献专家等各级人才,培养了大量的博士、硕士等专业技术人才。

  对于未来发展,谢永慧表示:“问题总是会有的,不同阶段要去解决不同的问题。阻尼叶片就是我们的孩子,我们希望它能越来越优秀、越来越强大。同时我们也向祖国郑重承诺:作为西迁新传人,我们将不忘初心,努力奔跑,永不停息;逢山开路、遇水架桥,为祖国发展贡献出我们最大的力量!”

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