科研部门

国家能源风电叶片研发(实验)中心
  

  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

  风能利用基础与应用研究、新型燃气轮机关键技术基础与应用研究。

  ■ 研究方向

  1.风能方向:大型风电叶片先进设计技术研究;大型浮式风电机组技术研究;风电场创新空气动力场研究;风能热利用技术研究。

  2.发动机方向:新原理高推重比发动机;新原理宽速域发动机。

  人员组成

  现有研究人员51人,其中正高级岗位人员7人,副高级岗位人员8人;在站博士后6人,在读研究生71人。

  2021年项目情况

  2021年度在研项目66项,新争取各类项目24项,其中包括两机基础研究项目/课题5项、人才项目4项、面上基金1项,青年科学基金2项、研究所自主部署项目2项、横向企业委托项目9项。结题并通过验收项目14项(包括能源局项目1项、院国际人才计划1项、国家重点研发计划1项、科技委创新特区项目5项、国防基础科研课题1项)。

  2021年工作进展与主要成果

  1. 风能方向:开展风电叶片、海上风电设备及风能热利用等风能吸收、转化、传递涉及的系统性应用基础科学问题研究。

  在大型风电叶片设计方面,开展了叶尖仿生小翼、仿生锯齿尾缘、夹芯结构以及分段式叶片的研究,实现了仿生小翼在机组增功的首次批量商业应用,开发了锯齿尾缘结构的优化设计方法并保证了其在降噪的同时可以提升发电量,探明了槽孔构造对叶片结构性能的影响。

  在叶片检测方法研究方面,建立了双轴疲劳载荷优化方法,开发了双轴载荷疲劳测试优化软件,实现了对疲劳测试高精度的要求。

  在大型浮式风电机组技术研究方面,利用复杂海况浮式风电装备一体化风洞-水池试验验证实验平台,突破气动、水动、质量、结构相似模型设计方法,具备浮式风电装备高保真水动气动测试能力,重点解决浮式风电装备风洞-水池试验缩比模型尺度效应问题。为国家首台6MW浮式风电样机提供了技术支撑。

  在风能热利用方面,研究所自主设计的2MW风热机组完成关键部件(宽转速范围压缩机、智能控制系统)设计开发,实现了兆瓦级风热机组一体化设计、热力学循环优化、智能控制系统等关键技术突破。

  2. 发动机方向:分别以某高推重比发动机和某宽速域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。

  在某高推重比发动机方面,在完成慢车试验之后,2021年初完成分解,分解后进行了故障分析和专家研讨,开展了大量优化设计工作,在发动机改进及试车准备方面开展了多项研究工作。

  在某宽速域发动机原理样机方面,完成了发动机总体结构方案和部分关键部件设计及评审,完成了涡轮试验件加工装配及部分工况试验测试。

  在发动机实验平台建设方面,支撑新原理宽速域空天发动机整机集成考核验证的2号空天发动机临近空间环境模拟整机验证实验台,采取“边设计边采购、边到货边安装、边安装边调试”方式,交叉推进,全力保障发动机整机试验验证需求。

  本年度共发表学术论文31篇,其中SCI收录26篇、EI收录5篇;申请专利23项,获得专利授权11项。

    任:赵庆军  副主任:  赵 巍