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国家能源风电叶片研发(实验)中心概况
发稿时间:2018-04-16         作者:          来源:     【字号:

  根据国能局新能〔2009〕56号、国发办能源〔2009〕1126号、国能科技〔2009〕309号文件精神,国家能源局于2009年2月正式批准由中国科学院工程热物理研究所组织筹建国家级风电叶片检测中心,并于2009年11月批准工程热物理研究所组建国家风电叶片研发(实验)中心。

  国家能源风电叶片研发(实验)中心的建设目标是建设兆瓦级以上大型及超大型风电叶片设计、制造及工艺技术为主的核心技术研发创新平台;以建设高水平的、可持续的科技创新能力为主线,为风电叶片产业的发展提供核心技术和装备;建设世界级的风电叶片研发中心及公共实验平台;成为国际知名的风电叶片检测中心;成为风电叶片研究与制造领域有影响的国际合作科研平台,并成为国际重要的风电技术研究基地和高层次人才培养基地。国家能源风电叶片研发(实验)中心拥有国内一流的学术带头人及研发团队,实行中心主任负责制, 设有学术委员会把握科研方向。中心紧跟国际风电叶片前沿技术的发展,在建立具有中国特色的风电叶片设计开发体系,开展叶片研究、设计、制造、试验的理论、技术和工艺研究,在风能利用基础理论研究、风电叶片的开发研制及成果转化,风电叶片检测技术体系与检测标准研究等方面已在国内处于领先水平。

  研究领域   

  风能利用技术、新型燃气轮机关键技术的基础与应用研究。 

  研究方向 

  1. 风能方向:海上风能利用技术研究100米级长叶片设计和绿色化制造技术;研究在役风电叶片效能评估体系与性能提升技术;研究风能制热及储热系统的高效率、低成本和长寿命的总体技术解决方案;研发具有自主知识产权的风能海洋能综合一体化设计技术 

  2. 发动机方向: 发动机总体设计技术;新型压气机研究;对转涡轮研究;短环形燃烧室研究;微能源动力系统研究。 

  ■ 机构及人员组成 

  现有职工31人,其中正高级岗位人员5人(含中科院院士1人、百人计划1人、中科院现有关键技术人才1人),副高级岗位人员10人;在站博士后2人;在读研究生24人。  

  ■ 2017年项目情况  

  2017年度在研项目35项,新争取各类项目14项,其中包括国家自然科学基金项目8项(含重大项目课题1项、重点2项、面上2项、青年3项)、国防科技创新特区项目3项、装备预研联合基金项目1项、空气动力学国家重点实验室开放课题1项、企业委托项目1项。结题并通过验收项目5项(包括国家科技支撑计划1项、中科院战略性先导科技专项子课题1项、中科院国防创新基金1项、所长基金2项)。 

  ■ 2017年主要成果与工作进展 

  1.风能方向:开展了风力机叶片外侧翼型的多学科综合优化设计研究;研发出适合于不同风场条件下叶片外侧性能需求的先进风力机专用翼型。 

  针对大型柔性风电叶片设计低载、轻质及高效需求,通过高尖速比条件实现低实度设计;通过宽工作范围翼型实现叶片变工况条件下的高效;通过大厚度及钝尾缘翼型保障气动与结构特性相融。在叶片气动外形设计过程中引入对结构特性的评估方法,实现对叶片静载条件下的结构特性模拟。 

  在风力机外场测试方面,提出了一种复合材料叶片表面气动测压孔的预埋工艺,并成功应用在气动测压叶片的研制中;多通道旋转信号源的同步测量技术保证了气动、结构及机组控制数据耦合分析的可靠性。 

  在风能热利用方面,采用能级耦合方法,建立风光储耦合供暖系统热力学模型,形成风能直接制热、太阳能热利用及相变蓄热耦合系统设计方法;研制成功制热量10kW风能直接制热系统样机。 

  2.发动机方向:以某新型发动机原理样机的研制为目标,开展了关键技术攻关与验证工作。 

  在发动机总体性能方面,发展了新型压气机和无导叶对转涡轮多维度特性相似表征方法,提出了双涵道新型压气机与级间燃烧耦合的全速域吸气式发动机总体方案。 

  在发动机总体结构方面,突破了基于支承刚度和油膜阻尼的转子动力学优化和紧凑式附件传动系统设计等关键技术,完成了新原理发动机详细结构设计。 

  在压气机方面,完成了新型压气机低压转子40%-100%转速与高压转子90%-100%转速组合下的试验测试,压气机性能达到国际领先水平。 

  在涡轮方面,发展了高负荷无导叶对转涡轮叶尖流动损失控制方法,完成了60%-100%高低压转速组合下的对转涡轮性能试验,涡轮效率达到国际先进水平。 

  在燃烧室方面,建立了基于Damköhler数的V形钝体火焰边界预测方法,开展了周向单侧受阻旋流燃烧室流动及燃烧特性研究,提出了基于火焰稳定与掺混强化的燃烧组织方案,完成了氢气富燃级间燃烧室设计与性能分析。 

  本年度共发表学术论文28篇,其中12篇被SCI收录、9篇被EI收录;申请专利12项,获得31项专利授权。 

    任:徐建中  副主任:杨   赵庆军

 
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