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概况介绍
发稿时间:2017-04-11        作者:    【字号:

工程热物理研究所主要从事能源、动力和环境等领域的研究,其中包括工程热力学、内流气动热力学、燃烧学和传热传质学等分支学科。研究所的科技发展战略是面对新世纪科技技术不断进步的挑战,发展工程热物理领域内的前沿、新兴与交叉学科,为国家能源、动力和环境领域内科学研究与技术研发提供支撑,为基础科学知识创新、国家战略目标需求和人类社会可持续发展做出贡献。

2016年,研究所完成“一三五”规划的编制,形成化石能的清洁高效利用、先进轻型动力、分布式供能与储能三个重大突破方向和太阳能热利用、风能利用、工业燃气轮机、超强换热和先进布局无人机五个重点培育方向。在全院研究所规划评议中被评为优秀规划,各项事业取得了丰硕成果。 

主要科研进展及成果  

重大突破一:化石能的清洁高效利用 

在循环流化床燃烧关键技术研发方面,首台350MW超临界多边形炉膛循环流化床锅炉技术示范工程水压试验一次性顺利通过,为168小时连续运行提供保障;完成660MW超超临界循环流化床锅炉技术方案。1MW富氧燃烧中试装置连续运行,达到考核指标,突破了工业应用的技术瓶颈;完成25MW富氧燃烧工业装置方案,为二氧化碳减排工业化提供储备技术。完成100 吨/日气化灰渣和细粉灰CFB再燃技术以及高温水蒸气制备示范工程调试,将有力推进工业化应用。

在循环流化床热解气化方面,240t/d固体热载体粉煤低温热解技术通过省部级成果鉴定,达到“国际领先水平”。我国首个千吨级循环流化床加压煤气化示范工程开工建设;继续推进常压循环流化床煤制工业燃气技术产业化,4台30000Nm3/h循环流化床煤气化炉在印尼建成投运,这是我国自主研发的常压循环流化床粉煤气化技术首次在海外投运;与合肥巢湖经济开发区合资成立新型清洁煤气化技术公司,开展煤气化制LNG技术开发与应用。在国家重大科技基础设施方面,研究所在“高效低碳燃气轮机试验装置”建设项目牵头单位择优评审中胜出,将作为项目法人单位,牵头组织立项建议书。

重大突破二:先进轻型动力   

在小型航空发动机方面,各型涡喷、涡扇、涡轴发动机研制进展顺利:小型涡扇发动机达到设计转速,推力和耗油率满足设计指标 ;小型涡轴发动机完成整机集成和初步试车,达到 60% 设计转速;两款小型涡喷发动机通过技术鉴定,形成产品。在微小型燃气轮机方面,依托中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司推动技术研发,1MW级燃气轮机完成原理样机装配及集成,整机输出总功率达到 900kW 以上,热效率达到26% ;4MW级燃气轮机完成动力涡轮装配和整机装配,成功实现点火。

在新原理发动机方面,完成了发动机总体结构初步设计,核心部件压气机已完成 85%转速(低压)+100%转速(高压)性能试验,对转涡轮和燃烧室试验件完成试验考核。建成国内首座双轴双涵对转压气机实验装置。

重大突破三:分布式供能与储能

在分布式供能方面,国家“十三五”重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项项目“多能互补与综合梯级利用的分布式能源系统”立项并启动,将在多能互补与综合梯级利用方面寻求理论创新和技术突破。提出面向海岛和沿海地区,利用动力余热的除湿脱盐一体化技术,以及电-冷-除湿联供的分布式能源系统方案,推进样机研制和示范工程建设。 

在大规模储能方面,全面开展国家能源大规模物理储能技术研发中心建设,建成多轴耦合转子动力学、转子高速动平衡、10MW物理储能系统和中低温蓄冷4个实验平台。突破10MW先进压缩空气储能系统关键部件设计及系统集成技术,建成国际首套10MW示范电站,正调试运行。全面建设1.5MW及10MW 压缩空气储能系统商业示范项目;积极推动 100MW级先进压缩空气储能系统关键技术研发与产业化。

重点培育一:太阳能热利用

攻克聚光单轴跟踪能量损失大的技术难题,研制成功百kW旋转跟踪聚光镜、可变焦聚光吸热器,年均聚光集热效率从50%提高到55%;研发了国际首套100kW中低温太阳能燃料发电系统,为工程示范奠定了重要基础;针对太阳能储能密度低、燃料燃烧 CO2 捕集能耗高两大难题,正在研制零能耗捕集CO2 的太阳能-化学链燃烧原理样机。

重点培育二:风能利用 

完成目前国内最大82米风电叶片的整机方案设计;实现国内首例分段式风电叶片风场挂机实验;形成 CAS 风力机专用翼型、仿生叶片、智能叶片、大厚度钝尾缘设计技术、风能热利用技术等一系列原创性技术,并且实现了应用。建成低速中型风洞及整套测试系统,为风电叶片设计技术研究和开发提供试验系统保障。正在建设国际最先进的全尺寸风电叶片型式试验平台,为“十三五”项目提供实验基础。

重点培育三:工业燃气轮机 

完成某型工业燃气轮机压气机、燃烧室、高压透平设计;与合肥巢湖经济开发区成立合资公司,开展中型燃气轮机相关技术研发;完成了自主设计的 F 级透平冷却叶片1400℃全温冷效试验考核,冷却降温和冷气量均达标,初步具备了设计F级重型燃机透平冷却叶片的能力。  

重点培育四:超强换热 

成功研制热压转换新型冷却透平叶片试验件,在1400℃高温热风洞环境下通过了冷效试验验证;完成微小型燃机回热器换热单元模块设计、工艺定型和单元模块组装,将与燃机整体装配测试验证;研制出适用于超临界CO2布雷顿循环发电的高效紧凑式 PCHE 回热器与冷却器样机。

在微槽群复合相变传热基础技术产业化方面,成立了中科微槽群(北京)节能技术开发和中科五环新能源汽车热管理技术(武汉)两个产业化公司。

重点培育五:先进布局无人机 

完成物流无人机的改装设计、测控系统研制、整机质量特性测试、地面试车及领先试飞,下一步将加快无人机平台研发及关键技术突破,强化企业合作,落实示范应用,推动无人机产业化发展。

  (以上数据截止到2016年12月31日)