齐耀轩
“发电了!发电了!”
30千瓦!60千瓦!随着功率快速攀升,深夜11点的集控室中响起一阵热烈的欢呼。中国船舶集团有限公司旗下第七一一研究所自主研制的300千瓦级超临界二氧化碳(以下简称sCO2)发电系统成功试车并发电,系统各核心设备运行稳定。时间定格在2021年12月1日,这是特种发动机团队在sCO2 发电技术研究进程中的重大突破。
历史遥相呼应,精神接力传承。
40年前,老一辈热气机人踏入国内无人涉猎的特种发动机技术领域,在空白中闯出一片天地。“没有其他选择,自主创新是唯一的道路。”这是前辈们的经验之谈,也是特种动力团队共同的信念。于是,年轻一代的热气机人接续奋斗,开始攀登又一座技术高峰,要在新时代里干出一番新事业。
开拓引领启新程
如何持续提升船舶动力技术指标?如何拓展特种动力技术应用领域?随着海洋强国战略的深入实施,船舶对动力系统能耗低、单机功率大、低噪声等要求越来越高,长期沉潜于行业内的特种发动机团队,将目光投向了sCO2布雷顿发电技术。
从2014年开始,特种发动机团队对国内外sCO2布雷顿发电系统及主要设备展开广泛而深入的调研工作。经过反复的论证与研讨,他们认为,sCO2发电技术是世界能源动力领域的前沿技术,具有循环效率高、功率覆盖范围广、功率密度大、振动噪声小的特点,是新一代船舶动力装备的重要发展方向。
2018 年 9 月 25 日,sCO2布雷顿发电技术研究项目在张江园区举行项目启动会。这一新技术凭借其前瞻性、先进性与可行性,成为七一一所发展基金成立以来投入最大的项目。自此,特种动力团队正式开启新技术的研发征途。
屡败屡战不服输
走出舒适区,拓荒新领域,理想远大,可道路却无比坎坷。sCO2的首次跨临界试验便以惨败告终。
关于sCO2技术研究,从外文文献以及技术交流获得的信息大多是碎片化和理论化的,项目团队必须通过压缩机试验台跨临界调试试验,为sCO2发电系统原理样机的系统试验提供可靠的经验基础,并解决两个关键问题:一是如何使管道内工质跨越临界点达到超临界态;二是压缩机如何平稳提升转速至额定转速并稳定运行。
项目团队做好了充分的准备,但幸运之神并没有如期而至,从理论到实践的每一次跨越,或许必然都将经历千难万险。“不顺利是常态,但每一次失败都会让我们更接近成功。”这是项目团队的共识,于是他们屡败屡战、愈挫愈勇。
从设计阶段非标的机械结构,到系统集成阶段的多方磨合,再到跨临界调试试验……每一步都累积着无数次的攻坚克难,无数次的通宵达旦,无数次的推倒重来。
功夫不负有心人,当深夜试验室显示屏上的数字显示为——“7.3MPa”“31℃”时,过往所有的挫败都幻化为激动人心的欢呼:“到达超临界态!”
积跬步以至千里,积小流以成江海。截至目前,特种发动机团队已相继攻克系统总体设计及性能仿真等多项关键技术,成功完成了300千瓦级sCO2发电系统原理样机研制,正积极准备进入技术示范验证的新发展阶段。
强国复兴,一代人有一代人的使命。特种发动机团队,接过老一辈热气机人手中的接力棒,再次开启艰苦卓绝的创新实践,也将在动力史的篇章上写下不一样的精彩。



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