|
上圖 顧國彪（中）在青海李家峽電廠調研。
下圖 顧國彪在三峽地下電站700MW蒸發冷卻水輪發電機定子前。
“我要做成一兩件外國沒有的，或者外國人做不到的事。”這是電機學專家、中國工程院院士顧國彪從清華大學畢業一年后，鄭重立下的志愿。
生命不息，奮斗不止，58年來，他將一腔熱血傾注到蒸發冷卻事業中，最終讓夢想照進現實。
他研發的常溫無泵自循環蒸發冷卻技術（簡稱蒸發冷卻技術）世界領先，已成功應用于三峽電站的全球最大功率水輪發電機中。運行實踐證明，其性能穩定、經濟高效，大大延長了電機的使用壽命，是其它冷卻方式無法比擬的。
如今，80歲的顧國彪仍帶領團隊奮斗在蒸發冷卻技術的研發事業上，那份專注，一如當年那個剛剛走出校園的青年。
發明新型冷卻發電機
2011年12月15日對顧國彪來說是個特殊的日子：三峽電站首臺70萬千瓦蒸發冷卻水輪發電機成功運行。這是世界單機容量最大的蒸發冷卻發電機組，采用了我國具有完全自主知識產權的“定子繞組自循環常溫蒸發冷卻技術”，并由我國自行設計生產。這一天，距離我國蒸發冷卻團隊的成立已經過去了53年。
將蒸發冷卻技術應用在三峽工程中，是顧國彪最大的夢想。為此，1994年，他曾向三峽工程技術委員會委員提出使用蒸發冷卻技術的建議。
對方半開玩笑地說，“你們的技術我了解過，才搞了一個50兆瓦的發電機，但我們這是700兆瓦的。如果你能在四五年內完成400到500兆瓦的電機，并且兩年之內不出故障，我就一定用”。
顧國彪的斗志被激起。恰巧，青海李家峽水電站有個400兆瓦的發電機組要上馬。由于此前蒸發冷卻水輪發電機獲得了良好聲譽，顧國彪爭取到了這個項目，成為“九五”國家科技攻關計劃中的一項。
經過顧國彪及其團隊的努力，1999年，李家峽水電站的蒸發冷卻水輪發電機正式投入運行。顧國彪回憶李家峽電站啟動電機時的緊張心情時說：“腿都發軟了。”
50兆瓦及400兆瓦蒸發冷卻水輪發電機的研制與運行，獲得國家科技進步獎二等獎。2006年，三峽總公司將兩臺機組交給電工所蒸發冷卻技術研發中心進行冷卻系統優化。
目前，在三峽水電站安裝的32臺發電機組中，有2臺采用了顧國彪等人研發的蒸發冷卻技術。顧國彪介紹說，大型發電機運行時會產生大量熱量，需要進行冷卻。目前，國際上主要有空冷、水冷兩種冷卻方式，而蒸發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，實現對發電設備的冷卻。這種經濟高效的新型冷卻技術，是我們提出并實現的原創技術。
在蒸發冷卻技術工業應用前，我國大型水利工程電力設備領域采用的都是國外技術。無論從裝備容量還是技術指標上，這2臺70萬千瓦蒸發冷卻水輪發電機都達到了國際領先水平。“事實證明，我們的技術全面超越了他們。未來，我們的設備完全能在國際市場上和他們競爭。”顧國彪肯定地說。
“從1千瓦到70萬千瓦，走完每一個臺階，我們都花了大約10年的時間。”顧國彪回憶說，項目組先后因故被解散了3次，但他一直沒有放棄。第四次重組后，這個團隊更有朝氣、更努力，并取得了現在的成就。
顧國彪表示，“如果水輪發電機的功率提高到百萬千瓦以上，水冷技術因高水壓，安全性難以保證，而我們的蒸發冷卻技術完全沒有問題”。此外，作為一種通用冷卻技術，蒸發冷卻技術已在超級計算機、服務器上成功應用，還將在新能源配電、抽水蓄能等凡要解決發熱、節能、安全可靠問題等方面有用武之地。
歷經坎坷的創新路
目前，蒸發冷卻技術一直居于世界領先地位，但當初做大型電機項目時，顧國彪不但要承受科研攻關的壓力，還要面對來自各方面的質疑和指責：行業里的人不了解他在做什么。但他咬緊牙關堅持了下來，并通過多年努力換來了人們的認可。
回顧往昔，顧國彪的圓夢之旅充滿坎坷曲折。對于這位熱愛體育運動的老院士而言，他的創新之路堪稱一場“人生馬拉松”。
1936年，顧國彪出生在上海一個知識分子家庭，接受了良好的教育。1953年，他考入清華大學動力類電機系。回憶清華時光，他說，“最大的收獲，是培養出了敢闖敢干的性格以及解決實際問題的能力”。
1958年從清華畢業后，顧國彪被分配到剛籌建起來的中科院電工研究所工作。當年正是各界熱議三峽工程之時，電工所接到了為三峽工程研制新型冷卻系統的任務。工作沒幾天，顧國彪就受命進入該課題組。課題組通過后續研究分析，用模型試驗證明了常溫下自循環蒸發冷卻方案的可行性。
期間，相關蒸發冷卻電機項目上馬失敗。當初因對此提出異議而被迫離開的顧國彪被重新安排到蒸發冷卻研究組工作，開始建立發電機內兩相流的模擬試驗裝置，進行設計理論研究及有關參數與數據的獲取。1963年，他們與其他團隊一起，成功研制了天津發電設備廠的650千瓦水輪發電機。經過半年的成功運行，證明了自循環蒸發冷卻技術在水輪發電機上應用的可行性。
為全面研究分析自循環蒸發冷卻技術，團隊成員們改行搞起了熱力學、兩相流體力學以及電介質化學等研究。顧國彪事后總結道，蒸發冷卻技術研究實際上是電工學、電機學和熱力學等的交叉學科，只有交叉學科才能形成新的學科方向，成長出創新技術。
然而好景不長，課題組被迫解散。
顧國彪心有不甘，四處奔走尋找合作廠家及電站用戶。直到上世紀80年代初，顧國彪團隊與四川東方電機廠合作，研制了兩臺10兆瓦自循環蒸發冷卻水輪發電機組，安裝在云南大寨水電站。經云南方面的密切配合、改進完善，發電機組一直運行至今，成為自循環蒸發冷卻技術的歷史性轉折點。
憑借大寨水電站安全運行的基礎，顧國彪又爭取到陜西安康的50兆瓦水輪發電機和上海電機廠上海輸變電公司合作的50兆瓦汽輪發電機項目，實現了長期安全運行。每每談到這些，顧國彪都笑著說，“每到關鍵時刻，就有人幫我，你看我的運氣好吧”。
健康工作50年
記者采訪當天，正好是顧國彪80歲生日。采訪持續了近3個小時，他思維敏捷、談吐清晰，一點不像上了年紀的人。
顧國彪常說，“身體是革命的本錢”。他有積極鍛煉身體的習慣，這也得益于他的清華歲月，當時的清華非常重視學生的全面發展，曾提出“每天鍛煉一小時，為祖國健康工作50年”的口號。
年輕時，他喜歡打籃球、跑步……雨雪風霜都不曾間斷。他說，“太陽越大我們打球越來勁，一打就是兩三個小時”。
體育鍛煉伴隨顧國彪的科研生活，給了他良好的體力、毅力和持久力。他也鼓勵實驗室的學生要堅持體育鍛煉，注意手腦并用，強調動手能力。他認為，工程科學非常注重手腦并用，來解決實際問題。
顧國彪還記得，在陜西安康建設50兆瓦發電機時，他對每個環節都不敢疏忽，在工地上一干就是12個小時不停歇。吃飯沒有地方坐，顧國彪和同事就靠在墻上吃。他說，“如果沒有好的身體，根本不可能堅持高強度的工作”。
“重大電氣裝備的研制，一般需經歷基礎研究、原理樣機、中試樣機、擴大中試、工業樣機經濟分析、市場產品共六大步驟。從開始研究到推向市場，要用二三十年甚至更長時間。”顧國彪坦言，“由于項目組解散了三次，現在的團隊是第四組，成員普遍比較年輕。我想用親身經歷啟發年輕的工程科技工作者，應當如何做出創新性的工作”。他給研究生開講座，寄希望于他們能夠振興電氣工程學科和制造業。
顧國彪直言，當前的中國企業患上了“仿制病”，他憂慮于“何時走出山寨”的問題。通過科技創新走上強國富民之路，是青年科技人員應當承擔的歷史使命。他用蒸發冷卻技術的創新為例，現身說法，指出青年科技人員培養創新精神需要豐富的知識、實際的訓練和健全的身心，還要有精誠合作的優秀團隊。
“志不堅者智不達”，顧國彪一直用這句話來激勵自己。在他看來，要實現理想和抱負，就要有不懈的堅持，這和堅持體育鍛煉是一樣的道理。他還說，智者的成功，除了堅持，還要制定切實可行的計劃，一步一步往前走。
|
推薦圖片
京ICP080572