科研成就
?科研綜述

顧國彪
顧國彪長(cháng)期從事大型電機蒸發(fā)冷卻技術(shù)的研究與產(chǎn)業(yè)化工作。對不同沸騰溫度、循環(huán)原理、冷卻結構的蒸發(fā)冷卻系統進(jìn)行了實(shí)驗及理論研究,共同建立了相變傳熱應用于大電機冷卻的理論基礎,將常溫無(wú)泵自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)應用于工業(yè)機組,從而形成了具有自主知識產(chǎn)權的電機新型冷卻技術(shù)。將蒸發(fā)冷卻技術(shù)拓展到包括風(fēng)力發(fā)電機,超級計算機、推進(jìn)電機和變頻器等其他電氣與電子信息設備領(lǐng)域,拓展了電機,電器和熱工等相關(guān)學(xué)科的內容,形成了電氣設備的蒸發(fā)冷卻技術(shù)的交叉學(xué)科方向。顧國彪長(cháng)期致力于科技成果產(chǎn)業(yè)化工作,與電機制造業(yè)和電力企業(yè)合作,先后研制成功1.2兆伏安定轉子全蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機、50兆瓦定子蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機、以及10兆瓦、50兆瓦、400兆瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機和三峽地下電站兩臺700兆瓦的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機。蒸發(fā)冷卻技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電機、超級計算機和各種磁體及磁選設備等方面的應用也正在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中。 ?科技貢獻
一、創(chuàng )新研發(fā)成功大型水輪發(fā)電機新型蒸發(fā)冷卻技術(shù)
1958年中國科學(xué)院電工研究所跟蹤中國國外研究探索的低溫(零攝氏度左右)蒸發(fā)冷卻技術(shù)而起步,顧國彪經(jīng)過(guò)樣機實(shí)驗并從熱力循環(huán)理論分析以及電站運行多方位論證,認為跟蹤的這個(gè)技術(shù)路線(xiàn)是難以實(shí)現且不可能得到電力部門(mén)認可的。因而自主創(chuàng )新地向室溫(60℃左右)蒸發(fā)冷卻技術(shù)發(fā)展,將制冷壓縮機改為循環(huán)泵動(dòng)力源,并在水輪發(fā)電機上實(shí)現了無(wú)泵自循環(huán)蒸發(fā)冷卻,充分利用冷卻介質(zhì)熱力特性與電絕緣特性,去除了水內冷技術(shù)的本質(zhì)缺陷,即水漏泄會(huì )破壞電機絕緣產(chǎn)生的故障甚至損壞機器,以及去離子凈水系統等附屬設備維護的復雜性。他堅持不懈地進(jìn)行蒸發(fā)冷卻技術(shù)的知識創(chuàng )新與技術(shù)創(chuàng )新,并逐步走上工業(yè)應用,從小型工業(yè)樣機研制到中型、大型工業(yè)機組的成功運行,實(shí)現了科技研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的全過(guò)程。如,1983年兩臺10兆瓦及1992年一臺50兆瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機長(cháng)期投入運行,創(chuàng )下了內冷技術(shù)無(wú)故障安全運行的紀錄。1997年又主持國家重中之重工程研制項目“400兆瓦(40萬(wàn)千瓦)李家峽蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機的研制與運行”,這是當年中國國內最大容量等級的水電機組,1999年末正式投運,六年來(lái)的安全運行,進(jìn)一步證明了其安全可靠、經(jīng)濟等的綜合性能。與引進(jìn)設計的大型水輪發(fā)電機比較顯示了明顯的優(yōu)勢。提高了中國重大電力裝備自己研發(fā)核心技術(shù)的水平,受到黨中央領(lǐng)導的關(guān)注,成為推動(dòng)自主創(chuàng )新的一個(gè)范例。2000年法國巴黎的國際大電網(wǎng)會(huì )議(CIGRE)上被評論為旋轉電機的四項新進(jìn)展之一。 二、創(chuàng )新研發(fā)汽輪發(fā)電機蒸發(fā)冷卻技術(shù)
顧國彪領(lǐng)導的科研隊伍,在“七五”、“八五”期間,已研制運行的50兆瓦(5萬(wàn)千瓦)蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機,在上海西郊變電站調相運行,長(cháng)期安全運行。 三、蒸發(fā)冷卻技術(shù)引入其他電器設備上
顧國彪應用了蒸發(fā)冷卻特性的高功率密度的特殊電機,可以拓展應用于新能源電機上。另一例子是港口或火電廠(chǎng)用的電磁分離設備采用蒸發(fā)冷卻技術(shù),成功運行取得了顯著(zhù)效果。特種電力電子設備的蒸發(fā)冷卻技術(shù)已在產(chǎn)業(yè)化。其他如在變壓器等電氣設備上的應用也已相繼開(kāi)展。 四、兩相流沸騰傳熱學(xué)科與電氣學(xué)科(電機、電器、電力電子、高電壓技術(shù))介質(zhì)電化學(xué)等學(xué)科相結合,發(fā)展了新的交叉學(xué)科領(lǐng)域電機電器、電力電子及其他電氣設備的冷卻通道,大都屬于微小管道與復雜通道相組合的,且兼有電絕緣功能,有在靜止部件內,也有在旋轉部件上,因此不同于一般熱力設備的沸騰傳熱,必需建立起自身的設計體系。顧國彪帶領(lǐng)的團隊,長(cháng)期在小尺寸管道的條件下,建立了兩相流阻、混合密度、氣液固三相絕緣體系的研究,為水輪發(fā)電機提供了實(shí)用化的設計方法及仿真計算體系,并在進(jìn)一步研發(fā)汽輪發(fā)電機定子、轉子以及其他電工裝備的蒸發(fā)冷卻系統的設計體系。 1984~1995年任特種電機研究室主任期間,在組織開(kāi)展磁性流體密封、人體成像磁共振永磁磁體、直線(xiàn)磁浮推進(jìn)、電機變頻調速等課題方面也做出了一定貢獻,有的取得重大獎項或重要成果,有的為后來(lái)的發(fā)展打下了基礎。 ?學(xué)術(shù)論著(zhù)
顧國彪在中國國內外發(fā)表論文70余篇,合作編寫(xiě)專(zhuān)著(zhù)一冊;獲國家發(fā)明專(zhuān)利四項,申請發(fā)明專(zhuān)利已授理的有27項。
?學(xué)術(shù)交流
1987年顧國彪任組委會(huì )主席組織了國內第一次舉辦的北京國際電機會(huì )議(BICEM87),后形成中國國際電機會(huì )議(ICEM91,95,99),顧國彪任常設委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)。1987年后,在多屆國際電機會(huì )議上(法國,美國,羅馬尼亞,中國,韓國)擔任過(guò)技術(shù)委員會(huì )委員,指導委員會(huì )委員及主席、分會(huì )主席、大會(huì )合作主席、大會(huì )主席等。2004年后形成了中日韓合作的國際電機及系統系列會(huì )議,每年輪流在三國召開(kāi),顧國彪任常設委員會(huì )主席。 ?科研成果獎勵
截至2016年8月,顧國彪在發(fā)電機蒸發(fā)冷卻技術(shù)自主創(chuàng )新的歷程中,先后獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎兩次(1988年及2002年),全國科技大會(huì )獎一次(1978年),中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎一等獎兩次(1987年年及2000年)、二等獎一次(1993年),北京市科技進(jìn)步獎二等獎一次(1986年) 。