海军唯一一个十佳全国优秀科技工作者候选人——马伟明

海工的骄傲

海工的骄傲

简单的说一下事迹，先研制成功常规潜艇电力推进，然后研制成功核潜艇电力推进，接近研制成功大型和巨型水面舰艇电力推进，现在主要研制航母电磁弹射系统

讲一讲第三代 高度集成化的带蒸发冷却的高速异步整流发电机，据称体积不大，发电量达5到10万千瓦，可直接与燃气轮机，蒸汽轮机直接相连 从而消除减速机构带来的体积大 振动噪声高等不利因素.据称已出样机，这个成功后什么，全电无级推进，能束武器，电磁弹射才能不做无米之炊
蒸发冷却不是用水冷却，是用类似氟利昂的东西冷却，下面饶芳权院士有详细介绍

蒸发冷却在大型发电机中的应用

饶芳权 (2004-04-07)

  
主持人：

　　各位老师，各位同学，大家下午好！

　　今天我们特别高兴地请到了，也作为我们今天开播的第一场的专家、教授，知名的院士，上海交通大学饶芳权教授，给我们做这样一个报告。今天报告的题目是，蒸发冷却在大型发电机中的应用，报告时间从14点开始，到16点左右结束，大概有一个半小时左右的主讲，留半个小时的时间给同学们老师们提一些问题，饶教授在这里直接回答大家的问题。

　　下面简单介绍一下饶芳权教授的情况。尊敬的饶芳权教授是一个非常著名的电机工程专家，是我们上海交通大学的著名教授。他1985年被批准为国家有突出贡献的专家，1995年当选为中国工程院院士。饶芳权长期从事水轮发电机的设计和技术管理工作，曾参与或负责设计了国内许多大的水电站，如云峰、刘家峡、龚嘴、龙羊峡等大型电站水轮发电机的设计工作，并担任我国首次成套出口欧洲的阿尔巴尼亚伐乌—伐耶50MW的水电机组，解决了水轮发电机很多关键技术问题，其中云峰发电机获国家银牌奖，国家科技进步一等奖等等。饶芳权教授平时非常关爱同学也非常关爱青年教师，他为人师表，无论道德和文章都被称为楷模。下面欢迎饶芳权教授为我们作报告。　　

饶芳权：

　　各位同学、各位老师，今天很高兴能应宣传部的安排来给大家作一个报告，介绍我的工作。我今天讲的题目是蒸发冷却在大型发电机中的应用。这个题目本来是非常专业的题目，但是因为我们今天是一种网上作报告的形式，所以最好不用我以前习惯用的讲法，尤其考虑到目前我们处在抗非典的非常时期，所以我想我们讲技术问题最好能够有点新的讲法。

　　在我讲这个题目之前，我想说几句题外话。目前全国人民在党和政府的领导下，正在开展两方面的战斗，一方面是抗击非典，另一方面我们还要正常进行社会主义建设的工作，党号召我们要取得两个方面的胜利，我也非常有信心。最近一段时间以来，我们在新闻媒体上最热点的主题就是讲非典，非典这个灾难坦白说我们以前是没有思想准备的，开始时难免有一些人会感觉到恐慌，但是我觉得，尤其对于我们这些年纪大的人来讲，实际上觉得没有什么值得恐惧的。我认为，人类本来就是在不断地克服各种灾难逐渐前进的，人类过去物质条件更差，能够克服灾难、能够逐渐壮大，今天我当代这么水平的科技发展，我们不可能不能征服灾难。

　　在讲我的正题前，我建议大家有机会能够读一本这样的书，我认为这本书对我们会非常有启发。阿西莫夫写的《终极抉择》，这本书讲的就是人类的灾难，它其中就有一个灾难是跟非典非常接近的。过去灾难产生，人类总是会想办法征服它，但是征服完了以后又会有新的灾难，人类再继续进攻它，最后还是人类取得了胜利。所以我认为，各位同学在学习自己本身的课程余暇，可以看这本书，我认为这本书对我们是会非常有启发的。

　　我感到一个非常有意思的事情，我们过去好多以为不会用的东西，现在突然之间成为紧俏的东西，像醋、药皂、口罩，在非典发生以前我家是没有这些东西的，以为不会再用它了，但是现在我们很急需这个东西。过去我们认为空调是最高级的，现在空调不能用了，反而用风扇了，风扇变得紧俏了。这些值得我们反思，很多事情不能一个方向去想，还要多方面考虑。有些事情我们今天认为好的，但是情况发生变化，也许就不是好的，所以我们不能够太简单地讲问题。

　　讲到这里就联系到我的工作了，刚才谢部长已经讲了，我是长期搞电机的，我到交大不到四年，但是我接触到的同学，实际上在目前对我们的电力工业、对电机来讲，兴趣不如我当年进学校的时候。我是50年以前进大学的，那时候我们的概念里就认为搞电机、搞中国的电力工业建设是最最要紧的东西，当初我们相信苏联列宁的口号，“什么是共产主义？就是苏维埃政权加全国电气化。”现在来讲不是这样了，很多同学对电已经觉得不在话下了，已经觉得电的问题解决了，现在要研究的是高新技术、很尖端的东西，所以跟很多同学谈电机不一定感兴趣，跟他讲电站建设也不一定感兴趣。但这是错误的，实际上电力工业是非常关键的东西，前几年美国的科学家曾经举行一次投票选举，二十世纪最重要的二十项科技成果，第一项就是电气化，所以我们绝对不能认为电力工业不是重要的。

　　我们知道，电力是生产发展社会发展变革最重要的建设基础，在解放前我们中国的电力是非常落后的，解放以后有了非常大的发展。1949年全国的总装机容量才184万千瓦多一点，现在我们已经达到了3.2亿千瓦，是1949年的173倍，绝对量已经居世界第二位，但是人均装机容量不到0.3千瓦，现在世界上的发达国家是人均2—3千瓦，也就是说我们中国人均装机容量只相当于人家十分之一，我们中国为了解决电力矛盾，从1988年开始全国连续十年，每年新装增机都是1000万千瓦以上，但是电力供需矛盾并未解决。虽然从1990到2000年我国的发电量已增加到113500亿千瓦时。根据资料预测，到2005年，即使我国装机容量能够达到20亿千瓦，我国人均用量只达到二十世纪八十年代发达国家平均水平，也就是说再过50年我们还相当于上一世纪八十年代发达国家的水平。为了实现这个目的，我们在今后50年内需要增加17—20亿千瓦的发电设备，所以我们绝对不可能认为发电设备制造业是一种夕阳工业。我们可以相信，中国今后电力工业会有一个非常大的发展。

　　伴随着工业的迅速发展，电网容量会越来越大，电网里头的主力机组单机容量应该跟电网总容量保持一定的比例，所以也要相应增大。我们中国现在的火力发电机组，过去主力机组是10—20万千瓦一台，现在很快走到60万千瓦这样的情况，在核电站里已经出现了100万千瓦的机组，水电里20万一台已经不少了，随着西部地区的建设，单机容量50—60万的机组会越来越多，比如说正在建设的三峡正要装6套单机容量40万千瓦一台的设备。

　　大家看看屏幕上显示的，发电机的功率可以用很简单的公式来表示，P＝CD2LN，我们知道大型发电机一般是3000转，很少是1500转的，大型水轮发电机的转速因为受到自然条件的限制，一般每分钟200—500转的范围，当转速一定了主要靠加大他的体积，也就是D2L，但是由于限制，N不能超过1.25米。另外汽轮发电机转长度一般不能超过8米，所以这样讲就是D有限、L有限、N有限，三个有限，要把电机做大，只有提高他的利用系数。水轮发电机也是这个道理，前面都有限，所以唯一的办法就是提高利用系数。现在随着国家建设的发展，要建很多大电站，里面要装大的电机，但是大的电机到底能做到达，这里面着极限容量的问题，也就是说对于某一定的转速在当前技术水平情况下能够做出多大的发电机，这唯一的办法就是提高它的利用率。大家知道，发电机的利用率主要决定于电磁负荷，电磁负荷里面又包括磁负荷和电负荷两项，磁负荷决定电机用的材料，我们搞电机的，这一辈子就是一天到晚地研究怎么样改善电机的冷却，在这方面想办法，力求在保证它的性能的情况下，要尽量提高它的电负荷，也就是提高它的单位体积能够输出的功率，这就是电力工程师的任务。

　　发电机的冷却问题。

　　大家知道，当发电机在运行的时候，它就会在铁芯里面产品铁的损耗，在铜线里面产品铜的损耗，另外还有机械摩擦等各种损耗。所以我们电机工程师的目的就是要把这些损耗想办法带出去，使得电机发电的时候里面的温度不要超过材料允许的范围。我们都知道，电机产生的损耗是跟他的体积成正比的，但是电机散热表面是跟他的面积成比例的，所以电机越大，它的传热困难越大。所以我们为了改善它的传热只有几个办法来解决：第一，改善它的热传导，就是减薄电机线圈的绝缘材料厚度；第二，尽量增加散热面，从结构上来增加散热面，改变冷却介质的流道；第三，改变传热介质，我们知道最传统的电机冷却是靠空气传热，就是电机里面的空气用风扇吹，空气吹到电机里面以后用风把热量带出去，但这是很有限的，当电机再大的时候，空气不够好，所以将汽轮发电机用氢气来代替空气，这样改善了一点，但是又不够，最后想到液体冷却，我们上海电机厂大量采用双水内冷的电机，电机里面线圈通上水，使得水直接接触电机的线圈，把热量带出去，我们叫水内冷电机。但国外的制造厂家又有其他的办法，比如用变压器油等等。我们中国实际上所有的办法都试过，最后大家认为比较成熟的，汽轮发电机就是用水氢氢。它的定子线圈是通上蒸馏水，所以水内冷，汽轮发电机的定子铁芯是用氢气冷却，新论发电机转子线圈用氢气冷却，所以我们叫水氢氢。水轮发电机就是定子线圈用水冷，转子还用空气冷却。比如我们正在安装今年就要发电的三峡发电机70万的就是采用定子水冷、转子空气冷却的电机。

　　内冷电机好是好，就相当于我们一般的冷却是表面冷却，铜线的温度通过绝缘后的绝缘再传给铁芯和空气，这样传热不直接，现在水内直接通到线圈里面去，好处是很大，这是肯定的，但是有很多别的问题，问题有四点：第一，需要一套水处理设备。因为电机是通过水，当水不是很干净的时候，它是会导电的，我的线圈是高压线圈怎么能导电呢？这样必须有一套水处理设备，把水不断地循环，让电阻率达到一定水平才能够让它用。第二，电机的线圈很多，除了线圈还有接头，每一处会可能是产生渗漏的线圈，当时现在的技术很发达，我们用各种手段检测它，线圈用制造开始一直到连接成线圈，每一步都用非常高级的手段检查它，但是做线圈这个过程可以检查，运行的时候电机会振动的，又要长期运行，你怎么保证它永远不漏，当它一发生漏泄的时候就会发生非常大的事故，线圈坏了马上就要停机，停下来了没有几个月修不好。第三，它的制造非常复杂，它要绝对防止线圈不漏水，所以每一跟空心铜线都要检漏。第四，生怕它漏，一漏就要出现问题，就要装很多监视的东西。这样人们就考虑有没有可能不要水冷这些麻烦又能够取得水冷的好处，光用传统的空气冷却是不行的，一定要内行，但是内冷这么麻烦，又怕电机不安全，这样就引到了我下面要讲的问题，蒸发冷却问题。

　　什么是蒸发冷却呢？还是跟水冷电机一样，它的线圈有空心铜线，这个空心铜线里面装的不是水，是一种类似氟利昂这种东西，但不是氟利昂，是另外一种化学产品，这个产品的特点不是在100度的时候蒸发，根据不同的成分，它可以在不同的程度下蒸发，50度或者70度再蒸发。这样电机冷却的整个原理变掉了，过去不论是水冷或是空气冷却，它的原理都是这个冷却介质温度升高以后，把损耗带出去，蒸发冷却就不一样了，蒸发冷却的特点就是要把介质形态变掉。蒸发的意思就是，开始的时候是冷的，受热的时候开始发热，发热到一定温度的时候会蒸发，利用它的相变吸收热量，这样它的冷却效果就好得多了。

　　我们搞电机这一行的人非常想研究这个，最开始搞是中国科学院电工所开始的，它六十年代初搞起，到现在已经差不多花了四十多年的工夫。科研要取得成果，不是轻而易举的。从事这个工作的人，像中科院的顾彪院士，我们同一年毕业，他从清华大学毕业，我在哈尔滨工业大学毕业，我们在不同的单位后来走到一起。他在中科院采用蒸发冷却的技术，最后被哈尔滨电机厂采用，所以我们在工厂里跟科学院合作，做了几台不同容量的蒸发冷却电机。现在水电方面一共做了四台，第一个就是在云南的一万千瓦的机组，另外一个在陕西安康的五万千瓦一台，还有一个是在甘肃李家峡电站单机四十万，这些机组经过了十几年的运行，证明都非常好。

　　首先讲讲蒸发冷却的好处。第一，它的冷却效果非常好。它线圈内部可以没有过热点，蒸发冷却最大的好处就是随着它的热负荷增加会增加它的蒸发度，所以它可以保证整个电机从上到下温度很均匀、整圆也很员工，而且在负荷变化的范围内，电机线圈温度基本上是不变的，这一点对搞电机的来讲是非常可贵的一个地方。我们知道电机的线圈是铜线做的，外面包的材料很多是云母还有云母带做的，这两种材料系数是不一样的，在同样的温度下，铜线跟绝缘材料的质量不一样，这就会造成很严重的问题。所以我们希望一定范围内温度不要变，这样蒸发冷却的好处是非常明显的，而且是自己调节的。第二，线圈运行温度非常低，这样可以延长绝缘寿命。第三，运行非常简单。它并不需要人家成天去检查它，它运行起来跟空气冷却一样，所以这一点是非常好的。另外还有一些附带的好处，因为定子采用了蒸发冷却内冷，不需要那么多的风，所以转子风可以减少，这样通风损耗大大减少，可以提高电机效率，等等。电机在线圈里面低压运行，基本上可以做到无漏泄，而且本身是绝缘的，所以提高了电机可靠性。最后还有一点，没有水处理设备，对水的要求很低。这样蒸发冷却在这方面既取代水内冷电机的好处，又取消了水内冷电机的麻烦，而且还有很多附带的好处。开始我们跟中科院一起向电站提出采用蒸发冷却的时候电站是害怕的，因为世界上没有先例，蒸发冷却用在电机应该说是我们中国自由知识产权，所以电站不敢用，最后经过努力在国家支持下选了一些电站作为试用电站。当第一个一万千瓦用了以后，用户马上感到有非常大得好处，后来又装五万，之后又有四十万，四十万的目标是推广到三峡这样大的电机上去的。四十万的机组用上以后，李家峡电站一共四台一起，三台空气冷却，一台蒸发冷却，运行起来一台蒸发冷却比其他三台性能好得多，这样使得我们的用户对蒸发冷却的信心大大增强。目前我跟中科院的同志也正在努力，希望把蒸发冷却推广到更大的机组，比如说三峡机组。我们中国为了开发西部，也为了解决用电的困难，中国在二十一世纪头二十年内要建很多典型机组，在云南、广西都在开工，这些机组单机容量差不多都是七十万，甚至更大，这一部分机组我们都希望能够用蒸发冷却技术。

　　刚刚说了半天蒸发冷却，恐怕大家不是搞电机的还没有很清楚的概念，所以我想通过这张很简单的原理图大概可以看得出来。这是发电机的一个抛物面，这是线圈，这是电机的铁芯，所以当电机发电以后这里面的损耗往上流，上面一群画的冷凝器，冷凝器有冷水管在里面，受热的蒸汽碰到冷水管一下子就冷了，变成液态，就沿着这个管子回来了，所以是这样一个循环。蒸发冷却的水轮发电机是不需要泵的，自己能够自循环，就是这个道理。

　　下面一张图是比较完整的抛物面图，这个图也就是我刚才讲的四十万千瓦一台的电机。这个可以看得更清楚一点，电机中心在这里，这样向右看过去，这是发电机的磁极，这是铁芯，这是冷凝器，所以冷凝器放在上面。

　　蒸发冷却在大型发电机用的应用前景。我刚才讲了一下，因为水轮发电机的速度比较低，直径将近20米，这样电机一般都是立式电机，立式电机对采用蒸发冷却是非常有用的，从刚刚的图可以看出，它实际上可以封闭自循环，这样我相信蒸发冷却在水轮发电机的推广应该比较容易，我们有三种不同规格的试验样机给用户看见，用户会有充分信心。但是我们也知道，整个中国的电网，多数火力发电供的是汽轮发电机，除了像加拿大、挪威这些国家水利资源特别丰富，它的水电比例可能占的比较大，我们中国的水利资源算比较丰富，但实际上整个电力里头多数还应该是火电，也就是汽轮发电机供的电。汽轮发电机转速很高，每分钟3000转，这个电机是卧式的。电机是横的，线圈如果冲了冷却介质的话一定不会自循环，一定要有泵档，所以汽轮发电机推广蒸发冷却有一定的困难。但不是没有，我显示的这张图就是中科院跟上海电机厂合作的五万千瓦汽轮发电机的抛面图。因为它要泵挡，所以中科院搞了这样一个东西，用一个玻璃把定子套起来，这里面充满了氟利昂就是冷却介质，还是一样的道理，通过发电以后把铁芯线圈热量传给它，它再往上去，有冷凝器、交换器。这五万千瓦就在上海市运行，运行的效果证明很好。

　　我们目前也在下工夫做这个事情，因为我们认为蒸发冷却推广了汽轮发电机对中国的作用更大。大家知道，中国电网里面很多主要是火力发电供的，火电站多半是所谓水氢氢或者双水内冷的，就是说它的电机随时随地都有个隐患，就是水冷的问题。所以我们希望如果蒸发冷却能够推广到汽轮发电机里去，那会有更大的作用，所以目前中科院跟我们一起合作在北京做的一些研究，也就是这方面的工作，就是想办法把蒸发冷却推广到汽轮发电机上去，现在证明是可行的，但还有很多过程需要做。而且蒸发冷却用到汽轮发电机以后还有一个很重要的优点，就是说它对将来我们要研究另外一种新型的东西，现在世界上有一个非常新的概念，希望把发电机的电价提高，我们知道现在发电机的电价一般最高就是两万四，三万伏以下，但现在电网是二十万、五十万、七十五万电压，有人提出有没有可能电机一发出来就跟高压电连上，现在国外在探讨这个问题，我也认为这是一个方向，所以我们可能会做，根据我的研究结果，我认为我们的蒸发冷却如果用到高压电机里面去，高压电机的铁芯冷却问题就可以解决。

　　因为今天是网上讲，不可能像在教师里可以在黑板上画，所以今天讲得比较简单，我相信今后中国的电机工作会有很大的发展，因为中国的电力工业会有很大的发展，而且这个发展绝对需要自己靠自己的发电设备，我们中国这么大的国家，要靠买外国设备来武装我们，这不太可能，我今天反复讲，就是我相信将来在座的各位同学出去以后就有可能面临这个问题，我的年纪很大了，我不可能亲自到电机厂去做这个东西，但是各位毕业以后有可能去做这个事情，也就是完成我们还没有来得及做的事情。今天就讲这些。

　　

　　

主持人：

　　各位同学、各位老师，大家下午好！刚才开讲的是交大讲坛—让世界倾听上海交大的在非典期间的网上学术报告第一讲，饶芳权院士为我们作了一个开讲。刚才他已经言简意赅地把主要的内容跟大家作一个报告，报告非常精采，在这里表现敬意。

　　下面根据网上收集的情况，把一些问题再求教于院士，请院士再作进一步的阐述。

　　第一，蒸发冷却跟非蒸发冷却的区别在什么地方，它的知识产权在哪里？刚刚院士报告的时候介绍了，这是我们国家自有的知识产权，从这个意义上来讲大家感到特别高兴，也是我们非常骄傲的地方，是不是可以就它的实质它的核心，它跟以前的区别到底在哪里讲一下。另外，它已经形成了专利，专利保存时间怎么样，在这个基础上，大家还可以从哪些方面再进一步地作一点展开，特别是蒸发冷却这样一个非常重要的也是我们自有知识产权的东西。

　　

饶芳权：

　　可以很简单地说，蒸发冷却其他传统冷却最大的区别就是，传统冷却靠本身介质的温度变化带走热量，通过介质自有温度升高，把损耗带到外头去，介质形态不改变。蒸发冷却是形态要改变，本来原来是液态的，它受热以后我们称为两向流，又有气态又有液态，所以就是气液两向流，它气化就吸收热量了，这样它的传热效果是跟水冷一样的，甚至更好。水冷电机线圈的损耗，要它的温度保持恒定的话，要蒸发水量，蒸发冷却最大的好处是只要它没变全气化就可以增加蒸发量，当负荷不太大的时候气态不太多，液态多，当损耗增大了，蒸发多一些了，气态也变多了，但是设计的时候不能让它到顶的时候变成全气，设计的原则就是一定要控制到这个情况。

　　关于知识产权的问题。蒸发冷却的概念应该说不是很新，学过初中物理的时候就知道物体有几态，这个原理很简单，但是这个原理应用在电机是中科院在1958年搞双水内冷的时候开始的。那时候全国的高校或者工厂都在一心搞双水内冷，全是通水的，中科院就自己搞蒸发冷却，中科院摸索了几十年又摸索出了东西，开始的时候是低温蒸发，把蒸发温度弄得很低，必须要有泵档。蒸发冷却要不停地替换温度，这样的做法到目前为止我们中国还是独一无二的。工厂一般是会有习惯势力，过去用惯了什么一般不太容易改变，还有这些研究都花很大的钱，我们中科院是国家供给资金，几十年就搞这个东西，总归有饭吃，外国的企业可能不会有这个可能性，这样的情况也说明一点问题。中科院花了几十年的工夫，而且多少人一辈子就做这个事情了。顾彪院士现在60多岁，他也是20多岁就做这个事情了。

　　蒸发冷却目前为止，现在研究的主要是实验室工作还有样机工作证明蒸发冷却用到汽轮发电机和水轮发电机上去，但是它的整个设计原理和运行原理对发电机设计和运行的影响等各方面还有很多工作要做。我们到交大来了以后，交大跟中科院电工所也签了一个合同，就是研究蒸发冷却。我们系里得到的自然科学基金，里面的一个题目也是研究两项流里面的一个综合长的问题。

　　顺便说一句，蒸发冷却这个技术不仅可以用在水轮发电机和汽轮发电机中，实际上还有一些特殊的用途。我们现在经常在探讨，当有更高转速的电机，这个电机我希望它的运行噪音很小，所以我们提出把高速电机做成蒸发冷却的，密闭在里面，不要封的，我们也在和军事部门合作做这个电机。这也就是要说明蒸发冷却应用的范围是很广的。

　　

　　

蒸发冷却在大型发电机中的应用

饶芳权 (2004-04-07)

  
主持人：

　　各位老师，各位同学，大家下午好！

　　今天我们特别高兴地请到了，也作为我们今天开播的第一场的专家、教授，知名的院士，上海交通大学饶芳权教授，给我们做这样一个报告。今天报告的题目是，蒸发冷却在大型发电机中的应用，报告时间从14点开始，到16点左右结束，大概有一个半小时左右的主讲，留半个小时的时间给同学们老师们提一些问题，饶教授在这里直接回答大家的问题。

　　下面简单介绍一下饶芳权教授的情况。尊敬的饶芳权教授是一个非常著名的电机工程专家，是我们上海交通大学的著名教授。他1985年被批准为国家有突出贡献的专家，1995年当选为中国工程院院士。饶芳权长期从事水轮发电机的设计和技术管理工作，曾参与或负责设计了国内许多大的水电站，如云峰、刘家峡、龚嘴、龙羊峡等大型电站水轮发电机的设计工作，并担任我国首次成套出口欧洲的阿尔巴尼亚伐乌—伐耶50MW的水电机组，解决了水轮发电机很多关键技术问题，其中云峰发电机获国家银牌奖，国家科技进步一等奖等等。饶芳权教授平时非常关爱同学也非常关爱青年教师，他为人师表，无论道德和文章都被称为楷模。下面欢迎饶芳权教授为我们作报告。　　

饶芳权：

　　各位同学、各位老师，今天很高兴能应宣传部的安排来给大家作一个报告，介绍我的工作。我今天讲的题目是蒸发冷却在大型发电机中的应用。这个题目本来是非常专业的题目，但是因为我们今天是一种网上作报告的形式，所以最好不用我以前习惯用的讲法，尤其考虑到目前我们处在抗非典的非常时期，所以我想我们讲技术问题最好能够有点新的讲法。

　　在我讲这个题目之前，我想说几句题外话。目前全国人民在党和政府的领导下，正在开展两方面的战斗，一方面是抗击非典，另一方面我们还要正常进行社会主义建设的工作，党号召我们要取得两个方面的胜利，我也非常有信心。最近一段时间以来，我们在新闻媒体上最热点的主题就是讲非典，非典这个灾难坦白说我们以前是没有思想准备的，开始时难免有一些人会感觉到恐慌，但是我觉得，尤其对于我们这些年纪大的人来讲，实际上觉得没有什么值得恐惧的。我认为，人类本来就是在不断地克服各种灾难逐渐前进的，人类过去物质条件更差，能够克服灾难、能够逐渐壮大，今天我当代这么水平的科技发展，我们不可能不能征服灾难。

　　在讲我的正题前，我建议大家有机会能够读一本这样的书，我认为这本书对我们会非常有启发。阿西莫夫写的《终极抉择》，这本书讲的就是人类的灾难，它其中就有一个灾难是跟非典非常接近的。过去灾难产生，人类总是会想办法征服它，但是征服完了以后又会有新的灾难，人类再继续进攻它，最后还是人类取得了胜利。所以我认为，各位同学在学习自己本身的课程余暇，可以看这本书，我认为这本书对我们是会非常有启发的。

　　我感到一个非常有意思的事情，我们过去好多以为不会用的东西，现在突然之间成为紧俏的东西，像醋、药皂、口罩，在非典发生以前我家是没有这些东西的，以为不会再用它了，但是现在我们很急需这个东西。过去我们认为空调是最高级的，现在空调不能用了，反而用风扇了，风扇变得紧俏了。这些值得我们反思，很多事情不能一个方向去想，还要多方面考虑。有些事情我们今天认为好的，但是情况发生变化，也许就不是好的，所以我们不能够太简单地讲问题。

　　讲到这里就联系到我的工作了，刚才谢部长已经讲了，我是长期搞电机的，我到交大不到四年，但是我接触到的同学，实际上在目前对我们的电力工业、对电机来讲，兴趣不如我当年进学校的时候。我是50年以前进大学的，那时候我们的概念里就认为搞电机、搞中国的电力工业建设是最最要紧的东西，当初我们相信苏联列宁的口号，“什么是共产主义？就是苏维埃政权加全国电气化。”现在来讲不是这样了，很多同学对电已经觉得不在话下了，已经觉得电的问题解决了，现在要研究的是高新技术、很尖端的东西，所以跟很多同学谈电机不一定感兴趣，跟他讲电站建设也不一定感兴趣。但这是错误的，实际上电力工业是非常关键的东西，前几年美国的科学家曾经举行一次投票选举，二十世纪最重要的二十项科技成果，第一项就是电气化，所以我们绝对不能认为电力工业不是重要的。

　　我们知道，电力是生产发展社会发展变革最重要的建设基础，在解放前我们中国的电力是非常落后的，解放以后有了非常大的发展。1949年全国的总装机容量才184万千瓦多一点，现在我们已经达到了3.2亿千瓦，是1949年的173倍，绝对量已经居世界第二位，但是人均装机容量不到0.3千瓦，现在世界上的发达国家是人均2—3千瓦，也就是说我们中国人均装机容量只相当于人家十分之一，我们中国为了解决电力矛盾，从1988年开始全国连续十年，每年新装增机都是1000万千瓦以上，但是电力供需矛盾并未解决。虽然从1990到2000年我国的发电量已增加到113500亿千瓦时。根据资料预测，到2005年，即使我国装机容量能够达到20亿千瓦，我国人均用量只达到二十世纪八十年代发达国家平均水平，也就是说再过50年我们还相当于上一世纪八十年代发达国家的水平。为了实现这个目的，我们在今后50年内需要增加17—20亿千瓦的发电设备，所以我们绝对不可能认为发电设备制造业是一种夕阳工业。我们可以相信，中国今后电力工业会有一个非常大的发展。

　　伴随着工业的迅速发展，电网容量会越来越大，电网里头的主力机组单机容量应该跟电网总容量保持一定的比例，所以也要相应增大。我们中国现在的火力发电机组，过去主力机组是10—20万千瓦一台，现在很快走到60万千瓦这样的情况，在核电站里已经出现了100万千瓦的机组，水电里20万一台已经不少了，随着西部地区的建设，单机容量50—60万的机组会越来越多，比如说正在建设的三峡正要装6套单机容量40万千瓦一台的设备。

　　大家看看屏幕上显示的，发电机的功率可以用很简单的公式来表示，P＝CD2LN，我们知道大型发电机一般是3000转，很少是1500转的，大型水轮发电机的转速因为受到自然条件的限制，一般每分钟200—500转的范围，当转速一定了主要靠加大他的体积，也就是D2L，但是由于限制，N不能超过1.25米。另外汽轮发电机转长度一般不能超过8米，所以这样讲就是D有限、L有限、N有限，三个有限，要把电机做大，只有提高他的利用系数。水轮发电机也是这个道理，前面都有限，所以唯一的办法就是提高利用系数。现在随着国家建设的发展，要建很多大电站，里面要装大的电机，但是大的电机到底能做到达，这里面着极限容量的问题，也就是说对于某一定的转速在当前技术水平情况下能够做出多大的发电机，这唯一的办法就是提高它的利用率。大家知道，发电机的利用率主要决定于电磁负荷，电磁负荷里面又包括磁负荷和电负荷两项，磁负荷决定电机用的材料，我们搞电机的，这一辈子就是一天到晚地研究怎么样改善电机的冷却，在这方面想办法，力求在保证它的性能的情况下，要尽量提高它的电负荷，也就是提高它的单位体积能够输出的功率，这就是电力工程师的任务。

　　发电机的冷却问题。

　　大家知道，当发电机在运行的时候，它就会在铁芯里面产品铁的损耗，在铜线里面产品铜的损耗，另外还有机械摩擦等各种损耗。所以我们电机工程师的目的就是要把这些损耗想办法带出去，使得电机发电的时候里面的温度不要超过材料允许的范围。我们都知道，电机产生的损耗是跟他的体积成正比的，但是电机散热表面是跟他的面积成比例的，所以电机越大，它的传热困难越大。所以我们为了改善它的传热只有几个办法来解决：第一，改善它的热传导，就是减薄电机线圈的绝缘材料厚度；第二，尽量增加散热面，从结构上来增加散热面，改变冷却介质的流道；第三，改变传热介质，我们知道最传统的电机冷却是靠空气传热，就是电机里面的空气用风扇吹，空气吹到电机里面以后用风把热量带出去，但这是很有限的，当电机再大的时候，空气不够好，所以将汽轮发电机用氢气来代替空气，这样改善了一点，但是又不够，最后想到液体冷却，我们上海电机厂大量采用双水内冷的电机，电机里面线圈通上水，使得水直接接触电机的线圈，把热量带出去，我们叫水内冷电机。但国外的制造厂家又有其他的办法，比如用变压器油等等。我们中国实际上所有的办法都试过，最后大家认为比较成熟的，汽轮发电机就是用水氢氢。它的定子线圈是通上蒸馏水，所以水内冷，汽轮发电机的定子铁芯是用氢气冷却，新论发电机转子线圈用氢气冷却，所以我们叫水氢氢。水轮发电机就是定子线圈用水冷，转子还用空气冷却。比如我们正在安装今年就要发电的三峡发电机70万的就是采用定子水冷、转子空气冷却的电机。

　　内冷电机好是好，就相当于我们一般的冷却是表面冷却，铜线的温度通过绝缘后的绝缘再传给铁芯和空气，这样传热不直接，现在水内直接通到线圈里面去，好处是很大，这是肯定的，但是有很多别的问题，问题有四点：第一，需要一套水处理设备。因为电机是通过水，当水不是很干净的时候，它是会导电的，我的线圈是高压线圈怎么能导电呢？这样必须有一套水处理设备，把水不断地循环，让电阻率达到一定水平才能够让它用。第二，电机的线圈很多，除了线圈还有接头，每一处会可能是产生渗漏的线圈，当时现在的技术很发达，我们用各种手段检测它，线圈用制造开始一直到连接成线圈，每一步都用非常高级的手段检查它，但是做线圈这个过程可以检查，运行的时候电机会振动的，又要长期运行，你怎么保证它永远不漏，当它一发生漏泄的时候就会发生非常大的事故，线圈坏了马上就要停机，停下来了没有几个月修不好。第三，它的制造非常复杂，它要绝对防止线圈不漏水，所以每一跟空心铜线都要检漏。第四，生怕它漏，一漏就要出现问题，就要装很多监视的东西。这样人们就考虑有没有可能不要水冷这些麻烦又能够取得水冷的好处，光用传统的空气冷却是不行的，一定要内行，但是内冷这么麻烦，又怕电机不安全，这样就引到了我下面要讲的问题，蒸发冷却问题。

　　什么是蒸发冷却呢？还是跟水冷电机一样，它的线圈有空心铜线，这个空心铜线里面装的不是水，是一种类似氟利昂这种东西，但不是氟利昂，是另外一种化学产品，这个产品的特点不是在100度的时候蒸发，根据不同的成分，它可以在不同的程度下蒸发，50度或者70度再蒸发。这样电机冷却的整个原理变掉了，过去不论是水冷或是空气冷却，它的原理都是这个冷却介质温度升高以后，把损耗带出去，蒸发冷却就不一样了，蒸发冷却的特点就是要把介质形态变掉。蒸发的意思就是，开始的时候是冷的，受热的时候开始发热，发热到一定温度的时候会蒸发，利用它的相变吸收热量，这样它的冷却效果就好得多了。

　　我们搞电机这一行的人非常想研究这个，最开始搞是中国科学院电工所开始的，它六十年代初搞起，到现在已经差不多花了四十多年的工夫。科研要取得成果，不是轻而易举的。从事这个工作的人，像中科院的顾彪院士，我们同一年毕业，他从清华大学毕业，我在哈尔滨工业大学毕业，我们在不同的单位后来走到一起。他在中科院采用蒸发冷却的技术，最后被哈尔滨电机厂采用，所以我们在工厂里跟科学院合作，做了几台不同容量的蒸发冷却电机。现在水电方面一共做了四台，第一个就是在云南的一万千瓦的机组，另外一个在陕西安康的五万千瓦一台，还有一个是在甘肃李家峡电站单机四十万，这些机组经过了十几年的运行，证明都非常好。

　　首先讲讲蒸发冷却的好处。第一，它的冷却效果非常好。它线圈内部可以没有过热点，蒸发冷却最大的好处就是随着它的热负荷增加会增加它的蒸发度，所以它可以保证整个电机从上到下温度很均匀、整圆也很员工，而且在负荷变化的范围内，电机线圈温度基本上是不变的，这一点对搞电机的来讲是非常可贵的一个地方。我们知道电机的线圈是铜线做的，外面包的材料很多是云母还有云母带做的，这两种材料系数是不一样的，在同样的温度下，铜线跟绝缘材料的质量不一样，这就会造成很严重的问题。所以我们希望一定范围内温度不要变，这样蒸发冷却的好处是非常明显的，而且是自己调节的。第二，线圈运行温度非常低，这样可以延长绝缘寿命。第三，运行非常简单。它并不需要人家成天去检查它，它运行起来跟空气冷却一样，所以这一点是非常好的。另外还有一些附带的好处，因为定子采用了蒸发冷却内冷，不需要那么多的风，所以转子风可以减少，这样通风损耗大大减少，可以提高电机效率，等等。电机在线圈里面低压运行，基本上可以做到无漏泄，而且本身是绝缘的，所以提高了电机可靠性。最后还有一点，没有水处理设备，对水的要求很低。这样蒸发冷却在这方面既取代水内冷电机的好处，又取消了水内冷电机的麻烦，而且还有很多附带的好处。开始我们跟中科院一起向电站提出采用蒸发冷却的时候电站是害怕的，因为世界上没有先例，蒸发冷却用在电机应该说是我们中国自由知识产权，所以电站不敢用，最后经过努力在国家支持下选了一些电站作为试用电站。当第一个一万千瓦用了以后，用户马上感到有非常大得好处，后来又装五万，之后又有四十万，四十万的目标是推广到三峡这样大的电机上去的。四十万的机组用上以后，李家峡电站一共四台一起，三台空气冷却，一台蒸发冷却，运行起来一台蒸发冷却比其他三台性能好得多，这样使得我们的用户对蒸发冷却的信心大大增强。目前我跟中科院的同志也正在努力，希望把蒸发冷却推广到更大的机组，比如说三峡机组。我们中国为了开发西部，也为了解决用电的困难，中国在二十一世纪头二十年内要建很多典型机组，在云南、广西都在开工，这些机组单机容量差不多都是七十万，甚至更大，这一部分机组我们都希望能够用蒸发冷却技术。

　　刚刚说了半天蒸发冷却，恐怕大家不是搞电机的还没有很清楚的概念，所以我想通过这张很简单的原理图大概可以看得出来。这是发电机的一个抛物面，这是线圈，这是电机的铁芯，所以当电机发电以后这里面的损耗往上流，上面一群画的冷凝器，冷凝器有冷水管在里面，受热的蒸汽碰到冷水管一下子就冷了，变成液态，就沿着这个管子回来了，所以是这样一个循环。蒸发冷却的水轮发电机是不需要泵的，自己能够自循环，就是这个道理。

　　下面一张图是比较完整的抛物面图，这个图也就是我刚才讲的四十万千瓦一台的电机。这个可以看得更清楚一点，电机中心在这里，这样向右看过去，这是发电机的磁极，这是铁芯，这是冷凝器，所以冷凝器放在上面。

　　蒸发冷却在大型发电机用的应用前景。我刚才讲了一下，因为水轮发电机的速度比较低，直径将近20米，这样电机一般都是立式电机，立式电机对采用蒸发冷却是非常有用的，从刚刚的图可以看出，它实际上可以封闭自循环，这样我相信蒸发冷却在水轮发电机的推广应该比较容易，我们有三种不同规格的试验样机给用户看见，用户会有充分信心。但是我们也知道，整个中国的电网，多数火力发电供的是汽轮发电机，除了像加拿大、挪威这些国家水利资源特别丰富，它的水电比例可能占的比较大，我们中国的水利资源算比较丰富，但实际上整个电力里头多数还应该是火电，也就是汽轮发电机供的电。汽轮发电机转速很高，每分钟3000转，这个电机是卧式的。电机是横的，线圈如果冲了冷却介质的话一定不会自循环，一定要有泵档，所以汽轮发电机推广蒸发冷却有一定的困难。但不是没有，我显示的这张图就是中科院跟上海电机厂合作的五万千瓦汽轮发电机的抛面图。因为它要泵挡，所以中科院搞了这样一个东西，用一个玻璃把定子套起来，这里面充满了氟利昂就是冷却介质，还是一样的道理，通过发电以后把铁芯线圈热量传给它，它再往上去，有冷凝器、交换器。这五万千瓦就在上海市运行，运行的效果证明很好。

　　我们目前也在下工夫做这个事情，因为我们认为蒸发冷却推广了汽轮发电机对中国的作用更大。大家知道，中国电网里面很多主要是火力发电供的，火电站多半是所谓水氢氢或者双水内冷的，就是说它的电机随时随地都有个隐患，就是水冷的问题。所以我们希望如果蒸发冷却能够推广到汽轮发电机里去，那会有更大的作用，所以目前中科院跟我们一起合作在北京做的一些研究，也就是这方面的工作，就是想办法把蒸发冷却推广到汽轮发电机上去，现在证明是可行的，但还有很多过程需要做。而且蒸发冷却用到汽轮发电机以后还有一个很重要的优点，就是说它对将来我们要研究另外一种新型的东西，现在世界上有一个非常新的概念，希望把发电机的电价提高，我们知道现在发电机的电价一般最高就是两万四，三万伏以下，但现在电网是二十万、五十万、七十五万电压，有人提出有没有可能电机一发出来就跟高压电连上，现在国外在探讨这个问题，我也认为这是一个方向，所以我们可能会做，根据我的研究结果，我认为我们的蒸发冷却如果用到高压电机里面去，高压电机的铁芯冷却问题就可以解决。

　　因为今天是网上讲，不可能像在教师里可以在黑板上画，所以今天讲得比较简单，我相信今后中国的电机工作会有很大的发展，因为中国的电力工业会有很大的发展，而且这个发展绝对需要自己靠自己的发电设备，我们中国这么大的国家，要靠买外国设备来武装我们，这不太可能，我今天反复讲，就是我相信将来在座的各位同学出去以后就有可能面临这个问题，我的年纪很大了，我不可能亲自到电机厂去做这个东西，但是各位毕业以后有可能去做这个事情，也就是完成我们还没有来得及做的事情。今天就讲这些。

　　

　　

主持人：

　　各位同学、各位老师，大家下午好！刚才开讲的是交大讲坛—让世界倾听上海交大的在非典期间的网上学术报告第一讲，饶芳权院士为我们作了一个开讲。刚才他已经言简意赅地把主要的内容跟大家作一个报告，报告非常精采，在这里表现敬意。

　　下面根据网上收集的情况，把一些问题再求教于院士，请院士再作进一步的阐述。

　　第一，蒸发冷却跟非蒸发冷却的区别在什么地方，它的知识产权在哪里？刚刚院士报告的时候介绍了，这是我们国家自有的知识产权，从这个意义上来讲大家感到特别高兴，也是我们非常骄傲的地方，是不是可以就它的实质它的核心，它跟以前的区别到底在哪里讲一下。另外，它已经形成了专利，专利保存时间怎么样，在这个基础上，大家还可以从哪些方面再进一步地作一点展开，特别是蒸发冷却这样一个非常重要的也是我们自有知识产权的东西。

　　

饶芳权：

　　可以很简单地说，蒸发冷却其他传统冷却最大的区别就是，传统冷却靠本身介质的温度变化带走热量，通过介质自有温度升高，把损耗带到外头去，介质形态不改变。蒸发冷却是形态要改变，本来原来是液态的，它受热以后我们称为两向流，又有气态又有液态，所以就是气液两向流，它气化就吸收热量了，这样它的传热效果是跟水冷一样的，甚至更好。水冷电机线圈的损耗，要它的温度保持恒定的话，要蒸发水量，蒸发冷却最大的好处是只要它没变全气化就可以增加蒸发量，当负荷不太大的时候气态不太多，液态多，当损耗增大了，蒸发多一些了，气态也变多了，但是设计的时候不能让它到顶的时候变成全气，设计的原则就是一定要控制到这个情况。

　　关于知识产权的问题。蒸发冷却的概念应该说不是很新，学过初中物理的时候就知道物体有几态，这个原理很简单，但是这个原理应用在电机是中科院在1958年搞双水内冷的时候开始的。那时候全国的高校或者工厂都在一心搞双水内冷，全是通水的，中科院就自己搞蒸发冷却，中科院摸索了几十年又摸索出了东西，开始的时候是低温蒸发，把蒸发温度弄得很低，必须要有泵档。蒸发冷却要不停地替换温度，这样的做法到目前为止我们中国还是独一无二的。工厂一般是会有习惯势力，过去用惯了什么一般不太容易改变，还有这些研究都花很大的钱，我们中科院是国家供给资金，几十年就搞这个东西，总归有饭吃，外国的企业可能不会有这个可能性，这样的情况也说明一点问题。中科院花了几十年的工夫，而且多少人一辈子就做这个事情了。顾彪院士现在60多岁，他也是20多岁就做这个事情了。

　　蒸发冷却目前为止，现在研究的主要是实验室工作还有样机工作证明蒸发冷却用到汽轮发电机和水轮发电机上去，但是它的整个设计原理和运行原理对发电机设计和运行的影响等各方面还有很多工作要做。我们到交大来了以后，交大跟中科院电工所也签了一个合同，就是研究蒸发冷却。我们系里得到的自然科学基金，里面的一个题目也是研究两项流里面的一个综合长的问题。

　　顺便说一句，蒸发冷却这个技术不仅可以用在水轮发电机和汽轮发电机中，实际上还有一些特殊的用途。我们现在经常在探讨，当有更高转速的电机，这个电机我希望它的运行噪音很小，所以我们提出把高速电机做成蒸发冷却的，密闭在里面，不要封的，我们也在和军事部门合作做这个电机。这也就是要说明蒸发冷却应用的范围是很广的。

　　

主持人：

　　刚才这个问题从一问变成三问，我们院士从一答变成六答，讲得非常仔细，给我们进一步研究这个问题带来了很多很好的启示。

　　下面的问题，大家都非常关心长江三峡，长江三峡电机配置的一个宏观的大的情况，还有是蒸发冷却技术在长江三峡的电机当中是不是有相应的配置，如果现在暂时没有，会不会在二期三期的时候进一步考虑到这方面的问题。或者说，我们如果使得在这样一个巨大型的发电过程当中能够比较好地应用到蒸发冷却的这样一个中国人自有知识产权的技术。

　　

　　

饶芳权：

　　这是我非常感兴趣的问题。长江三峡一共26台机器，每一台70万千瓦，按我们刚才讲的极限容量概念，它还没有达到极限容量，所以说它也可以做成空气冷却的，但也可以做成内冷的，所以当初长江三峡在论证阶段也就是准备招标的时候，当时我在工厂里就参与这个讨论，我非常坚持长江三峡一定要用内冷。实际世界上跟三峡差不多的机器，大家知道巴西依泰埔的机器就是定子水冷的，另外以前苏联做了很多水冷电机，美国大格伦库里机组，容量也跟三峡机组差不多，都是70万千瓦左右的机器，做水冷的。但是水冷并不是说一定要用水冷，空冷就做不出来，所以它并没有达到极限。极限容量就是把所有最好的材料用上，就像举重一样，我一个人可以举多少公斤，我举得起，但是轻轻松松就不行了，极限容量就是你可以举起来，但是走不动，如果用了内冷就可以几十万轻轻松松做了。所以争论了半天，最后的结果是决定用水冷，我的概念是用蒸发冷却，但可惜在那时候第一台40万还没有投入运行，这样就没有谈的基础了，蒸发冷却40万以前是5万，5万到70万之间差十几倍。三峡电站花的钱最多的不是买机组的钱，实际上是建坝的钱还有移民的钱，假设电机不行，那么多钱不能发挥作用，这样三峡公司就没有用。另外当初我们国家根据总的判断，就认为三峡这种规格的机组我们中国还没有制造经验。当初我们中国讨论三峡的时候，最大一台就是李家峡我们东方电机厂做的，我认为没有什么问题，但是人家认为还有很大的台阶，所以最后是向国际招标，所有全世界最先进的电机制造厂作为投标商，中国制造厂作为它的合作者一起参与投标，分为两组，所以最后变成第一批机组是14台，14台里头分成两组，一个是8套，一个是6套，上海跟西科公司的投资跟东方电机厂跟加拿大一家公司合作承接6套，另外8套是瑞士的HBB跟法国的阿斯通合作。作为我来讲是不太欣赏这种方案的，不光是我，还有我上一代的工程师，奋斗了一辈子就是为了实现让三峡机组用我们自己的，但是现在还是要让外国的人说了算，我们还是做小伙计。最后有意思是这样的情况，合同是外国人签了，钱它也拿了，很多工作量又反报给中国了，所以中国的制造厂做得工作很大，钱没有赚到多少，这就是现状。这是第94台，现在正要谈第二期12台，大概很快会招标。招标在原来人大开会决定的时候，三峡是国内制造厂制造，但是第一期是国外为主做的，第二期我不知道情况会怎么样，但是看来会比第一期的情况好一点，不会好太多。

　　蒸发冷却能不能用到三峡，这个事情在目前我不能说肯定，因为这个电站我说了不算，但是我认为，如果是我当老板，我早就决定要，因为这个电机是外国做的水冷的，很容易改成蒸发冷却的，但是现在只能电站的老板下决心，我作不了主，但是我相信有一天他认识到蒸发冷却好的时候，他会下决心把水冷设备扔掉的，当然这要开形势。

　　作为中国的技术人员有决心做三峡冷却的技术线圈，但是能不能采用还要取决于多方面的因素。

在曹雪涛增选通过之前，马伟明是共和国最年轻的工程院院士……

电弹弓之父！致敬!

又看了一下,和船舶有关的也就他一个,海版的支持一下,去投票吧

好啊，HM要用电磁弹射。{:hao:}{:hao:}{:hao:}{:wu:}{:wu:}{:wu:}

综合电力技术是真正意义上的划时代突破，电磁弹射不过是一项具体应用而已，两者的意义不可同日而语。

最好还是采用热管冷却！

强人！海军的希望之星。

强人，佩服。。。

某引进装备数次出现同样问题，老毛子怪我鳖大兵哥，小马经过仔细检查，发现是老毛子设计问题，在会谈中破口大骂老毛子，老毛子死不承认，小马亮出他的逆推图。。。逼着老毛子道歉，换货，还帮人家改进了。。。。当时30多。。。时间过的真快，小马变老马了:victory:

某引进装备数次出现同样问题，老毛子怪我鳖大兵哥，小马经过仔细检查，发现是老毛子设计问题，在会谈中破口大骂老毛子，老毛子死不承认，小马亮出他的逆推图。。。逼着老毛子道歉，换货，还帮人家改进了。。。。当时30多。。。时间过的真快，小马变老马了:victory:

7年前我就知道这个牛人，当时好像就是科技奖获得者吧?这个不确定，能确定的是当时他肯定是院士，并且比我们校长（也是院士）年青不少呢。

我1995年就知道这个人了, 当时科技日报经常报道他.

海工的骄傲

支持科技强人。
支持科普好文章。

回复 11# 天策府属


    啥时候有应用呢？现在几艘国产电力船，大多用的是外国组件

hswz 发表于 2010-10-4 00:49
只是说明了推进电机，不是核潜艇的电动机！！！

"高功率密度集成式惯性储能装置"，我们的电弹也用的是飞轮储能？

记得马教授在我读本科的时候就已经作为海军的标兵宣传了，弹指一挥间啊。
马院士常青树，不过也反映出海军里论贡献程度现在能够超越他的人太少或者说没有。
一同学说马院士的研究生不好当，在读期间貌似不能谈恋爱，禁欲党。

gohorse 发表于 2010-10-7 08:20
杯具啊！

他在世界上最早提出“电力集成”理论，先后攻克制约国家、军队装备发展的重大技术难关近千个，有20多项成果为“世界首创”、“国际领先”；

担负执勤任务的某型主力潜艇充电发电机突然出现严重故障，导致该型潜艇全部停航，部队上下心急如焚。
有人形象地把动力系统比作现代舰船的“心脏”。心脏的好坏直接影响潜艇的生命力。过去，我海军潜艇电机设备主要依靠进口，严重制约海军战斗力建设。

　　“为不受制于人，核心技术必须国产化，否则，我们永远只能拴在别人的裤腰带上过日子。”面对国外的技术封锁，马伟明态度坚决。

　　舰艇体积重量有严格限制，怎样在这种情况下提供高品质、大容量的交直流电力，一直是世界各国海军致力追求的目标。经过研究论证，马伟明在国际上率先提出电力集成的技术思想，即用一台电机同时发出交流和直流两种电。

　　用一台电机同时发出交流、直流两种电？！当时，国内外电机界都认为，这是“不可能实现”的“妄想”。

　　然而，“犟脾气”的马伟明不信邪。经过十年的艰苦攻关，马伟明创立了三相交流和多相整流同时供电的发电机基本理论，攻克了这类电机电磁参数计算、系统稳定性、传导干扰预测及其抑制、短路电流计算等关键技术，成功研制出世界第一台交直流双绕组发电机系统，并获得国家发明专利。

　　2002年，交直流发电机工程样机通过鉴定，正式生产装备部队。从此，我海军新型潜艇有了一颗坚强的“中国心”。

　今年盛夏，科技部国家奖励办公室组织由院士和专家教授组成的考察团，登上我国产某新型潜艇，实地考察已经正式服役的“双绕组发电机供电系统”。

　　这颗坚强的“中国心脏”不负众望：多年的实践证明，这一交直流混合发电的供电系统，不仅功率密度和可靠性高，而且占用体积小，军事和经济效益十分显著。

　　经过科技部专家组多轮严格评审考察，“双绕组发电机供电系统”已被正式确定为2010年度国家科技进步一等奖。

　　然而，马伟明对这一领域的探索没有止步。他说：“我们是国际上最早提出电力集成理论的，还要继续把它引向深入，把别人认为不可能实现的，一个一个地做出来。”

　　随着大型战舰对舰载电力需求的快速增长，马伟明提出研制体积重量更小、发电容量更大的高速感应整流发电机供电系统的设想。

　　有关资料显示，西方发达国家几年后才相继开展了这方面的研究。而就在他们刚刚迈入这道门槛之际，“急性子”的马伟明已经成功研制出的高速感应整流供电系统的全尺寸样机，又一次确立了我国在多相发电机整流供电系统理论研究和工程技术上的世界领先地位。

　　创新王国的“中国制造”

　　科学无国界，但科学家有自己的祖国。看到自己的创新成果为国家产生巨大效益，马伟明显得十分淡定：“我的想法很简单，就是要让‘中国创造’在世界高科技领域占有一席之地。”

　　马伟明是一个把“国家利益”举过头顶的人。

　　风力发电变流器是环保新能源风力发电机的核心部件之一。但长期以来，风力发电变流器等核心技术一直被国外所垄断。国外某大公司一直操控着风电设备市场价格，两年前，他们卖给中国风力发电变流器都是一口价：一套230万元人民币。

　　马伟明率领的科研团队与湘潭电机厂有着多年合作。一次协作中，马伟明了解到，我国虽然能自主生产2兆瓦级永磁直驱发电机组，但与机组配套的并网变流器却全部依赖进口，严重制约了国内风电产业的发展。

　　没有自己的自主创新产品，技术上便受制于人。为此，湘潭电机厂不得不以每台230万元的高价从国外购买，仅2009年一年就进口300台并网变流器。

　　马伟明决心利用团队的力量，打破外国人的技术垄断。他们费时两年多，成功突破大功率变流器的多项关键技术和设计“瓶颈”，研制出具有自主知识产权的2兆瓦级永磁直驱风力发电变流器。

　　经鉴定，这一“中国创造”打破了西方国家的技术垄断，为我国大功率直驱风力发电变流器技术国产化与产业化提供了技术支撑，填补了国内空白，达到了国际先进水平，具有重大的社会和经济效益，并在系统效率及电压谐波等指标上均优于国外同类产品。

　　随后，马伟明和他的团队趁势将3兆瓦级风力发电变流器研制了出来，接着又开始研制5兆瓦级风力发电变频器……

　　这些成果的诞生，不仅能满足未来直驱式风力发电应用的需求，还可以拓展到船舶、飞机等其它应用领域，对于新能源、分布式发电技术的国产化具有重要的推动作用。

　　中国人把大功率风力发电变流器研制成功了！这一消息刚一公布，立即在世界上引起强烈反应。为了继续占有中国市场，当年，外国进口给中国的风力发电变流器，便从230万一台，一路狂跌，降到每台98万元。

　　今年，湘潭电机厂又订购了400台2兆瓦级并网变流装置，不过这次的价格要比之前便宜得多。按照每台降价130万计算，湘潭电机厂仅此一项就节约了10多个亿。如果加上全国所有进口，节约经费难以计算。
在此项技术专利转让谈判时，令当地政府和生产企业都万万没想到的是，马伟明只是象征性地收取了1%的技术转让费。

　　面对大家的困惑和不解，马伟明淡定地说：“我的想法很简单，就是要让‘中国创造’在世界高科技领域占有一席之地。”

　　是啊，科学技术没有国界，但科学家有自己的祖国。维护国家利益，提升“中国制造”的品质，一直是马伟明内心世界最朴素的愿望。

　　“固有振荡”是困惑电机界的世界性难题。我军新一代潜艇引进某国M公司供电系统的第一次技术谈判中，马伟明曾善意地向M公司专家提出这个问题，但对方当时不屑一顾，傲慢地表示自己的产品不存在问题。

　　他们不能想像眼前这位瘦弱的中国人能解决这个问题。的确，相对于M公司先进的研发条件，马伟明和他的同事只有3万5千元的科研经费，外加一间由洗脸间改造的实验室。

　　更让他们不敢想像的是，在1800多个日日夜夜里，马伟明和他的团队不分白天黑夜，没有假日周末，“五加二、白加黑”地连轴转。他们从大量的实机试验做起，电机拆了装，装了拆。测量、记录、分析，几十万组的数据、难以计数的示波器图形，试验记录和报告堆满了半间屋子。

　　在经历一次次失败之后，马伟明成功研制出“带整流负载的多相同步电机稳定装置”，发明了带稳定绕组的多相整流发电机，从根本上解决了“固有振荡”这个世界性难题，并获得国家发明专利。

　　几年后，马伟明代表中方远赴欧洲M公司验收进口设备时，直捅设备的“软肋”，振荡问题暴露无遗。

　　这是一次科学上的巅峰较量。难道中国已解决发电机整流系统振荡顽症？M公司的技术人员很快就从英国出版的世界专利索引权威刊物《DERWENT》上得到证实。在“带整流负载的多相同步电机稳定装置”的发明专利条目下，赫然标注着：“中华人民共和国，海军工程大学马伟明等。”

　　“您能以您的专利帮助我们解决振荡问题，我们愿意向您本人支付相当于贵国150万现钞作为酬劳。”M公司的首席专家想与马伟明进行“私下交易”。

　　150万元，的确有着强大的诱惑力，但它未能撼动马伟明：“专利技术的转让是有价的，但到底多少钱，则不是我关心的事，因为作为一项职务发明，它不仅仅属于我个人，更属于我的国家！”

　　事已至此，M公司别无选择，只有老老实实购买中国的发明专利，并请马伟明博士指导改进，否则M公司花费巨资生产的产品等于一堆废铁。

　　这是一个富于戏剧性的变局：8年前，中国与M公司谈判引进其专利技术和生产线，但遭到M公司的断然拒绝：“只卖产品，不卖专利。”时过境迁，现在M公司反过来购买中国人的专利技术。而且，为使用一次“中国制造”，不得不支付了250万人民币。

　　不久之后，M公司又将那套在公司内部都被视为核心机密的12相发电机整流系统的设计图纸，心甘情愿地送到中国，接受中国人的审查，请中国人指导改进。

人才培养的“中国模式”

　　无论是科技还是经济领域，得人才者得天下。对于人才培养，马伟明有自己的“观点”：“我从不着急看一时的成功与失败，我要看这一年你是不是穷尽了所有可能的办法。”
　　
　　从一个仅有5名成员的课题组发展成为编配65人的研究所，从仅有一间资产不足万元的实验室发展成为资产过亿、技术先进的国防科技重点实验室，从相对单一的研究方向发展成为我国舰船综合电力技术领域创新研究中心和高层次人才培养重要基地，马伟明到底有什么绝活？

　　清华大学教授王祥珩在担任马伟明团队的客座教授期间，曾经算过一笔帐：自马伟明当选院士以来，为培养人才花费就以亿计。他连连发出感叹，“你们为了培养人才，真是花血本啊！”

　　对于当前社会关注的博士给导师打工现象，马伟明笑谈自己是团队在读博士的打工者。为给年轻人创造建功创业的机会，他不仅出思想、出经费，还给课题。这些课题大部分来自马伟明的创新思维。

　　而令记者肃然起敬的是，近10年来，他从未在自己领衔的科研成果报奖时署名，而把机会全部让给了年轻人。从这里先后走出了6名博士后、70名博士、116名硕士。

　　“搞科研，最大的目的在于培养人才。”对于人才，马伟明有自己的“观点”：“培养人才，我不着急看一时的成功或失败，我要看这一年你是不是穷尽了所有可能的办法。只要你努力了，即便结果是失败的，我仍然会给你很高的分，用你的努力来给你定岗位津贴。”

　　赵治华，曾经是中科院物理研究所硕士研究生。调入马伟明团队后，马伟明为他投了不止1000万。然而，前3年，赵治华没有搞出一个课题，没出一个成果，没发表一篇论文。一些人开始认为这个小伙子可能不行。

　　3年未鸣，一鸣惊人。第4年，赵治华发表了第一篇论文，就立即在国际上引起轰动。现在，赵治华已经成长为重点实验室电磁兼容研究方向的首席专家。

　　电力电子技术研究所客座教授、青岛大学电气工程系主任吴新镇教授深有感慨触地说：“目前在国内，能付出如此代价培养人才的团队，马伟明创新团队可以说是独一无二！”

　　王东是一名硕博连读的研究生，具有良好的创新潜质。在他刚转入博士学习时，马伟明大胆放手把“十五”某重点预研项目三大关键技术之一交给他组团攻关。

　　国内科研院所100多名知名专家参加项目评审会，当23岁的王东出现在汇报台上时，很多与会者一开始还以为他是多媒体课件的操作员。在大家疑惑的目光中，王东条分缕析地阐述论证方案，落落大方地回答专家提问，赢得了与会专家的交口称赞。

　　随后，马伟明又接连给王东压上了新的重担，让他独立担任某型舰船电力系统主干电缆短路故障冲击力计算、某新型中压交流发电机电磁设计等重点课题的组长，使他在创新实践中迅速成长为青年科研骨干。
在马伟明眼中，搞技术创新等于研究工程实践，有了成熟的产品，才算成功。因此，马伟明特别强调科研团队的动手能力，而这正是他们一次次获得成功的奥秘之一。

　　在那里，从最早第一代电力集成的十二相电机，到第二代双绕组电机、第三代高速发电机，再到电力集成的军用和民用领域，从绘图到制造，每一项发明的1：1样机，都是硕士、博士们亲自参与，一线一笔，和工人师傅们一道一锤一钻动手做出来的。

　　近年来，马伟明率领他的团队，先后承担国家自然科学基金项目、国防建设中具有全局性战略性重大课题、军队重大科研项目40多项，在电力集成化发电技术、独立电力系统电磁兼容、电力电子技术等研究领域，取得了一批具有完全自主知识产权的创新成果。在中国工程院的科学讲坛上，在国际国内的高端学术峰会上，马伟明团队的创新理论与领先技术一次次为军队、为祖国赢得赞誉、喝彩。

quickbirdliu 发表于 2010-10-7 10:37


    亮了
他的研究生的确不好当，活太多，衷心祝福他们早出成绩，也期盼马院士的电磁XXX能早日列装！

哦，大家积极上人民网给马院士投票啊
人民网“十佳全国优秀科技工作者评选活动”中投票选“1号，马伟明”
谢谢！

这才是民族脊梁啊

新闻联播高调宣传 应该是贡献不小

弹弓

牛X
希望老马能尽快搞定弹弓！

那个M公司，应该指的是MTU

他原来是清华的研究生，看过一期《清华校友通讯》，他为了搞科研，把身体都弄坏了，就靠吃药顶着。

好人。

worker2006 发表于 2010-10-9 22:06


    老马在学校绝对是工作狂

这样的好同志，应该大力的宣传和奖励

感谢马教授的付出和努力，以及为国防现代化作出的贡献，但是我们需要马教授有一个健康的和活到100岁身体，而不是55，60岁就离大家而去，如果是那样就是中国的巨大损失。

支持一下，国家和广大军密们既需要一个强大的海军，也需要一个强壮的马伟明

jinghui6087 发表于 2010-10-7 10:31


    飞轮储能是目前最实用的可用在电磁弹射设备上的大功率储能装置。

hswz 发表于 2010-10-4 02:06

多谢科普