科研部门

先进燃气轮机实验室

  为增强研究所争取和完成重大任务的能力,优化科研结构,促进燃气轮机设计和制造技术的结合,2017年10月27日,研究所将工业燃气轮机实验室与新技术实验室的结构、控制、制造团队整合,成立先进燃气轮机实验室。 

  研究领域 

  以舰船与工业用中等功率等级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.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,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,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,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.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 

  现有研究人员56人,其中正高级岗位人员10人,副高级岗位人员15人;在站博士后2人,在读研究生25人。 

  2020年项目情况 

  2020年度在研项目59项,新争取各类项目5项,其中包括院特别交流计划项目1项、轻型动力创新研究院创新引导基金1项,企业委托项目3项。结题并通过验收项目5项(包括中国科学院修购专项设备项目1项,装备预先研究项目1项,青年基金1项,博士后项目1项,企业委托1项)。

  2020工作进展与主要成果

  在型号研制方向,完成整机工程设计和燃气发生器零部件试制,建立了全部国产的零部件生产和系统开发供应链体系;完成燃气发生器工程验证机装配工装、工艺和关键设备研制开发,完成了整机装配和台架试车试验,达到设计转速。

  在总体与控制方向,完成涵盖燃气轮机整机转静部件的结构强度校核及振动特性分析,结合燃气轮机转子动力学及气动性能特性完成了整机运行方案设计。应用自主研发全国产化控制系统完成了燃气发生器台架试车并达到设计转速,验证了燃气轮机整机总体空气系统、滑油系统及传动系统的运行可靠性。

  在压气机方向,突破多级轴流压气机气动与结构设计关键技术,完成多级转子叶片振动特性与疲劳试验,完成转子组件装配与高速叶尖磨削,攻破转子锁块等自制件加工及涂层工艺,压气机前框架、转子、静子组件通过整机条件验证并在此基础上完成压气机部件设计转段评审。

  在燃烧室方向,完成天然气燃烧室火焰筒研制,突破了环形燃烧室气动设计、结构设计、工艺设计等多项关键技术,通过整机条件验证和设计转段评审;完成焦炉煤气/柴油双燃料喷嘴研制,突破喷嘴关键尺寸与流量特性的匹配设计与调试技术,建立燃料灵活性喷嘴设计准则;开展DLE燃烧室预研并形成气动和结构设计方案。

  在涡轮方向,完成高压涡轮叶片的试制和验收评审,突破1360℃级高压涡轮叶片冷却设计和结构设计技术;完成涡轮转、静子部件的装配和转子高速叶尖磨削,攻克高速高精度转子组件加工和在线测量技术;完成高压涡轮部件整机条件验证和设计转段评审;完成舰船与发电用动力涡轮气动与结构设计。

  本年度共发表学术论文32篇,其中SCI收录13篇、EI收录10篇;申请专利25项,其中18项专利获得授权,其中发明6项,实用新型12项;软件著作权2件获得授权。

    任:张宏武    副主任:杜  娟  王偲臣