科研部门

先进燃气轮机实验室

  研究领域

  以舰船与工业用中等功率轻型燃气轮机产品研制与应用为导向,开展燃气轮机相关基础研究、关键技术研发、系统集成创新、产品研制与应用示范。 

  研究方向

  1.燃气轮机总体设计技术:以燃气轮机为核心的先进动力系统总体性能设计和总体结构设计技术研究,整机性能计算方法、计算模型和软件开发,燃气轮机设计、研发、制造与集成数据管理。 

  2.高负荷高效率多级轴流式压气机设计技术:包括压气机设计方法研究、压气机内部复杂流动研究、流动失稳及流动控制方法研究、及相关压气机实验及测试技术研究。 

  3.灵活燃料低污染燃烧室设计技术:包括灵活燃料低污染燃烧设计方法研究、热声振荡抑制设计方法研究、燃烧室冷却技术和隔热技术研究、及相关燃烧室实验与测试技术研究。 

  4.高温透平气动及叶片冷却设计技术:包括透平内部复杂流动研究、冷却叶片流热固耦合可靠性评估技术及多场耦合设计研究、及相关透平实验与测试技术研究。 

  5.发动机结构强度与可靠性研究:包括轻型燃气轮机、航空发动机的结构强度和可靠性技术研究;典型构件结构疲劳理论研究;系统试验验证及适用性评定。 

  6.燃气轮机控制技术与系统集成:燃气轮机调节控制系统开发;燃气轮机相关系统集成、综合利用和能源工程技术研究。 

  人员组成

  现有职工32人,其中正高级岗位人员4人,副高级岗位人员11人;在站博士后1人,在读研究生30人。 

  2023年项目情况

  2023年度在研项目24项,新争取各类项目9项,包括国家自然科学基金面上项目1项,HZ预研项目1项,院重点部署项目1项、“LJ”参研项目1项,企业委托项目5项,结题并通过验收项目5项。 

  2023主要成果与工作进展  

  型号研制方面,“30MW燃机国产化研制与应用”通过成果鉴定。在管道压缩驱动领域,与国家管网集团西部管道公司合作的燃气发生器国产化研制与应用项目顺利完成,稳定运行时间超过4000小时。在分布式发电领域,与河南利源煤焦集团合作建成的30MW燃气轮机分布式电站持续技术改进,完成了焦炉煤气增压系统改造以及柴油点火改天然气点火的技术升级。 

  基础研究方面,“舰船压气机”项目完成8级缩尺压气机实验,低工况(70%转速)稳定裕度达到30.7%;完成17级轴流压气机燃气发生器试车,设计点绝热效率达到87.1%;形成单轴多级轴流压气机气动设计方法和平台;完成专题成果评审,完成项目第2个里程碑节点检查,完成项目验收及绩效自评价评审。“长寿命透平叶片气热耦合”项目突破了透平初温1600℃重型燃机大尺寸透平叶片高效长寿命冷却设计技术,取得了在冷气量不大于10%的条件下,透平一级静叶高温高压试验平均综合冷效大于0.65的成果,完成项目第2个里程碑节点检查,完成项目验收及绩效自评价评审。“燃机带涂层涡轮叶片长时服役”项目完成里程碑节点检查和930℃持久试验4000h+,疲劳试验96万循环周次(3900h+),开发寿命计算管理1个软件。基金委国家重大科研仪器研制项目提出了等离子体高频响动态压力测量、失稳先兆及时预报、低熵产自适应扩稳调控新原理并形成了关键技术,完成了高负荷压气机流动失稳监测与调控实验装置研制,并完成了验收。煤先导项目课题中低热值燃料燃气轮机联合循环发电关键技术与示范完成了中低热值燃料干式低排放燃烧室方案设计、单头部模型燃烧室试验验证,燃烧效率≥99.5%,NOx排放≤50 mg/Nm3;完成了中低热值燃料燃气轮机数字孪生模型设计。 

  本年度共发表学术论文52篇,其中11篇被SCI收录,3篇被EI收录。申请专利32件,授权发明专利11件,其中包含1项国际专利,1项二级专利;申请软件著作权6件,获得登记7件。“高负荷压气机非定常流动机理与智能调控方法”荣获“中国工程热物理学会科学技术一等奖”。 

  主  任:杜  强