打破国外技术垄断，交大人让汽轮机“强心脏”有了中国造

前不久，西安交通大学谢永慧教授团队的“汽轮机系列化减振阻尼叶片设计关键技术及应用”荣获国家科技进步二等奖。

这一科研成果，突破了发达国家的技术垄断，对于推动我国汽轮机自主设计制造、提升汽轮机产品的国际竞争力具有重大作用。

谢永慧教授

“没人能再卡住我们的脖子了”

汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，广泛应用于火电、核电、舰艇动力、冶金、化工等。汽轮发电机组提供了我国70%左右的电能，是关系到国计民生的重大装备，而叶片又是汽轮机的“心脏”。

叶片是汽轮机的动力来源，对于汽轮机的重要性不言而喻，业界将其喻为汽轮机的“心脏”。然而，叶片的工作环境却十分恶劣，汽轮机进气最高压力可超过30兆帕，相当于300倍大气压；进气温度也非常高，可超过600摄氏度； 同时叶片旋转时承受巨大的离心力，一片1828毫米叶片离心力可达1100吨，相当于两架世界上最大的客机空客A380的最大起飞重量。叶片故障占汽轮机事故的30%以上，一片叶片断裂，将打坏周围叶片，导致汽轮机整机停运，造成重大经济损失，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。

该项目立项之初，发达国家对我国进行严格的技术封锁，只卖产品，不提供设计关键技术。谢永慧坦言：“最初我们甚至不知道先进的特大型阻尼长叶片长什么样。”技术上的不足，导致我国长期需要进口先进叶片，不仅价格昂贵且难以与国内需求匹配。

为了响应国家及行业发展的需求，谢永慧团队立志一定要设计出自己的叶片。“别人可以做到的，我们也一定可以！幸福是奋斗来的！”经过20余年艰苦研发及持续技术攻关，谢永慧团队自主研发了 “频率精准预测—安全性准确评判—强度振动自动寻优设计”的减振阻尼叶片设计关键技术体系，实现了阻尼叶片的最优设计。“我们终于可以自豪地说，我们设计的汽轮机阻尼叶片性能指标优于国外同类产品，没人能再卡住我们的脖子了！”谢永慧激动不已。

大规模工程应用 经济社会效益显著

谢永慧介绍，团队充分发挥了大学、国有大型企业和重点研究院所的技术优势；自主研发的减振阻尼叶片设计关键技术体系，不仅大大缩短了叶片设计的周期，提升了叶片的安全性，还降低了叶片生产成本。

目前，减振阻尼叶片设计关键技术体系已经应用于从调节级到低压末级共87种叶片。

其中包括：

■ 世界最长、排汽面积最大的1905mm叶片，国家科技重大专项CAP1400、“华龙一号”核电汽轮机采用的1828mm叶片，新一代超超临界100万千瓦火电汽轮机采用的全转速1200mm叶片，远销沙特的每分钟3600转超临界66万千瓦汽轮机采用的910mm叶片，以及最高转速可达每分钟5500转的世界最长湿冷给水泵汽轮机630mm叶片。

这些叶片已应用于835台火电、核电、工业汽轮机，销售到全国22个省，并出口到海外9个国家，实现了大规模工程应用，产生了显著的经济社会效益。团队研发的1710毫米叶片已应用于巴基斯坦核电项目，推动了“华龙一号”走向世界，为我国出口先进核电汽轮机产品提供了重要的技术支撑。

“把先进汽轮机的研发进行到底”

实现技术突破的道路是充满荆棘的，二十多年如一日的辛勤才取得如今的成果。谢永慧教授表示：“我是土生土长的西安交大人，在交大这片热土上从事了二十多年的叶片研究。我的研究生导师孟庆集先生是西迁教授，他慎思明辨、诲人不倦的学术精神，严谨勤奋的治学风格，一直激励着我尽心竭力搞科研、踏踏实实做工作、精勤励志求发展。”

团队充分发挥大学、国有大型企业和重点研究院所的技术优势，强强联手、密切合作，在项目研发过程中还产生了全国劳动模范、省级突出贡献专家等各级人才，培养了大量的博士、硕士等专业技术人才。

对于未来发展，谢永慧表示：“问题总是会有的，不同阶段要去解决不同的问题。阻尼叶片就是我们的孩子，我们希望它能越来越优秀、越来越强大。同时我们也向祖国郑重承诺：作为西迁新传人，我们将不忘初心，努力奔跑，永不停息；逢山开路、遇水架桥，为祖国发展贡献出我们最大的力量！”

项目简介

汽轮机系列化减振阻尼叶片

设计关键技术及应用

（2018年度国家科技进步二等奖）

该项目瞄准振动应力小、安全性高的减振阻尼叶片的研发难题，在发达国家严密技术封锁条件下，历经20余年艰苦攻关，提出了减振阻尼叶片强度振动设计新方法及系列减振新结构，建立了具有完全自主知识产权的“频率精准预测—安全性准确评判—强度振动自动寻优设计”的叶片设计关键技术体系，完成了20~1700MW等级火电、核电和工业汽轮机调节级到末级共87种阻尼叶片的自主研发，包括3种世界最长叶片，及国家科技重大专项CAP1400、“华龙一号”汽轮机末级叶片，打破了发达国家技术垄断，性能指标优于国外同类产品。叶片已应用于国内多家企业，并远销海外。

该项目获得了中国机械工业科学技术一等奖和“中国好设计”银奖，获授权发明专利19项、软件著作权24项，发表学术论文92篇，取得了显著的经济社会效益，对推动行业技术进步有重大作用。

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