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          概況介紹
          發稿時間:2018-04-10        作者:    【字號:

          工程熱物理研究所主要從事能源、動力和環境等領域的研究,其中包括工程熱力學、內流氣動熱力學、燃燒學和傳熱傳質學等分支學科。研究所的科技發展戰略是面對新世紀科技技術不斷進步的挑戰,發展工程熱物理領域內的前沿、新興與交叉學科,爲國家能源、動力和環境領域內科學研究與技術研發提供支撐,爲基礎科學知識創新、國家戰略目標需求和人類社會可持續發展做出貢獻。

          2018年,按照已確定的研究所“一三五”規劃,研究所各項工作積極推進。組織召開了2018年戰略研討會,以如何確保研究所重大任務完成爲主題開展討論,凝聚了力量,形成了共識。 

          研究所定位

          围绕工程热物理领域的重大科技问题,紧扣国家能源动力的重大战略需求,以“动力与电气工程”和“能源科学技术”并举。面向国际科技发展前沿,开展太陽能熱利用及超強換熱等方向研究,深化学科内涵和学科交叉,注重理论创新,引领国际前沿;面向国家重大需求,开展轻型动力、工业燃机等方向研究,贯穿从基础研究到成果轉化的科技创新全价值链,满足国家重大需求;面向国民经济主战场,开展化石能的清潔高效利用、风能利用、分布式供能與儲能等方向研究,以关键技术研发带动工程应用,结合社会资源促进成果转移转化;把研究所建设成为能源动力领域国际知名的一流研究所,为我国能源动力的可持续发展提供创新思想、创新技术和创新人才。 

          研究重點

          三項重大突破方向

          化石能的清潔高效利用: 

          研建高效低碳燃氣輪機試驗裝置;研究新型IGCC/聯産系統;開展超超臨界循環流化床燃燒技術和新型清潔燃燒技術研發;低質/低階煤大型氣化關鍵技術、系統集成及工程示範。 

          先進輕型動力: 

          開發新原理發動機和輕型燃氣輪機總體設計及緊湊耦合布局等關鍵技術,構建輕型動力自主研發體系,建立輕型動力的持續開發能力。 

          分布式供能與儲能: 

          開展能的綜合梯級利用與循環耦合理論研究;開展寬負荷壓縮機、高負荷膨脹機、高效蓄熱()/換熱器等關鍵技術研究,開展10MW級先進壓縮空氣儲能系統集成與示範;進行混合工質透平、富氫燃料內燃機、新型制冷/熱泵等關鍵技術研究,建設5MW級清潔燃料與可再生能源互補的分布式能源系統示範工程。 

          五個重點培育方向

          太陽能熱利用: 

          圍繞太陽能與化石能源互補發電、太陽能熱化學、太陽能供熱制冷,開展MW級中低溫太陽能熱化學互補發電工程化技術開發和MW級太陽能與煤炭互補發電系統設計,並開展示範應用;開展高溫太陽能轉化與捕集CO2技術、光伏與光熱反應一體化技術、太陽能驅動熱泵/制冷技術等前沿技術研究。 

          風能利用: 

          針對我國風資源特點,開發100米級風電長葉片的三維耦合設計和綠色制造技術;研究在役風電葉片效能評估與性能提升技術;研究風能直接制熱及儲熱前沿技術和風能海洋能綜合利用技術。 

          工業燃氣輪機: 

          開展先進工業燃氣輪機熱力循環分析,總體性能和結構、高效多級軸流壓氣機、環形燃燒室、高溫透平設計等關鍵技術研發與試驗驗證,研制35MW工業燃氣輪機原理樣機。 

          超強換熱: 

          開展微槽群複合相變強化傳熱機理及關鍵技術研發以及在大功率LED照明及電力電氣設備中的應用研究;開展熱壓轉換傳熱的基礎研究及應用研究;開展新型高效緊湊式換熱器關鍵技術研發、樣機研制及系統集成研發。 

          先進布局無人機: 

          開展民用物流無人機自主控制的異地起降技術研究;開展新型氣動布局無人機風洞模擬試驗及飛行控制技術研究。 

          ■ 机构建设 

          (一)加快推進創新研究院建設 

          落實白春禮院長、相裏斌副院長調研青島分所(現改名爲青島航空技術研究院)指示精神,搶抓機遇,加快推進輕型動力創新研究院申報。完成了組建建議和實施方案報告編制,與長春光機所等10余家共建單位簽署共建協議,實施方案順利通過發展規劃局組織的專家咨詢論證,爲研究所參與院“四類機構”改革起好開端。 

          (二)建設中科院無人機系統總體部 

          獲批中科院無人機系統總體部,奠定了研究所在中科院無人機系統領域中的總體地位。組織總體部成立和第一屆專家委會議,相裏斌副院長出席並爲總體部領導和專家委頒發聘書,擴大了影響,提升了顯示度。 

          (三)實驗室和科研團隊建設 

          跨實驗室組建基礎科學中心,促進重大原創和前沿創新成果産出;穩步推進科研團隊建設,新認定航改燃機、中小型燃機、新結構制造三個科研團隊;以引進人才爲核心,在新技術實驗室成立熱材料與熱輸運、燃燒化學等課題組。目前,研究所已基本形成基礎科學中心聚焦前沿,十個實驗室穩步發展,若幹課題組加速創新的新局面。 

          科研項目與經費

          2018年,研究所科研進展平穩,爭取科研經費再創新高,重大重點項目進展順利。新增科研項目103項,包括航空發動機及燃氣輪機國家重大科技專項基礎研究項目、國家重點研發計劃項目、科技委創新特區重點項目、院先導專項、弘光專項項目等,合同額約6.02億元;到位科研項目經費7.09億元,包括院外經費4.89億元,院內經費2.20億元。 

          主要科研進展及成果   

          重大突破一:化石能的清潔高效利用  

          國際首台自主研發的采用多邊形爐膛的350MW超臨界循環流化床鍋爐通過168小時性能考核,機組投入長期運行,徹底解決了爐型大型化引起的均勻性和運行穩定性問題;以解決霧霾問題爲目標,采用原創的預熱燃燒技術的60t/h煤粉工業鍋爐正式投入商業運行;在院弘光專項支持下,循環流化床煤氣化技術産業化進展顯著,取得氣化爐訂單16台,合同額逾6億元,已通過弘光專項第一階段評估;“高效低碳燃氣輪機試驗裝置”國家重大科技基礎設施項目進展順利,可研報告正式批複,初步設計、概算評審及現場施工准備等有序推進。 

          重大突破二:先進輕型動力  

          國際首創的新原理發動機完成對轉沖壓壓氣機全工況性能實驗,並爭取到科技委創新特區重點項目支持;系列高效費比小型渦噴發動機廣泛應用于模飛機/靶機,有力推動了訓練水平和尖端武器配試能力的顯著提升;小型渦噴發動機與小型渦扇發動機通過成果鑒定,性能達國際先進水平,升限及推重比等重要指標國際領先,受到院2018年傑出科技成就獎的嘉獎。 

          重大突破三:分布式供能與儲能 

          A類先導支持下,研發了海島內燃機余熱驅動的制冷、除濕、脫鹽一體化關鍵技術和工程樣機,正在推進島上驗證;10MW級先進壓縮空氣儲能技術産業化獲院弘光專項支持,正在葛洲壩工業園區抓緊建設首個商業示範電站;100MW壓縮空氣儲能示範系統在院潔淨能源A類先導支持下,正在張北縣廟灘雲計算産業園區建設,已完成選址手續和系統詳細設計,關鍵部件投入加工;分布式能源相關研究成果獲浙江省電力科技進步一等獎和中國電力科技進步一等獎。該方向學術帶頭人陳海生研究員獲第十五屆中國青年科技獎特別獎,全國僅10名。2項參與編制的分布式能源國家標准頒布實施。 

          重點培育一:太陽能熱利用 

          重點以光伏光熱化學互補爲研究對象,揭示了互補機理,研制了分光線聚焦光伏光熱反應原理樣機;研發了國內外首套蜂窩蓄熱式化學鏈燃燒反應器。相關成果發表在Renewable and Sustainable Energy Reviews(影響因子9.184)、Applied Energy等国际权威期刊上,并获国际能源大会优秀論文奖。 

          重點培育二:風能利用  

          研發了陸上複雜地形2MW級超長葉片氣動-結構-載荷-檢測先進設計技術體系;國際上首次基于能量耦合級聯以及熱力學火用分析方法形成風能熱利用技術和系統集成方法,有效提高了系統效率、可靠性和經濟性;成果發表在國際風能領域最權威期刊Wind Energy上。 

          重點培育三:工業燃氣輪機  

          針對兩機專項中艦用燃機任務,在院重點部署項目和兩機專項基礎研究項目支持下,開展35MW級燃氣輪機研制,已完成關鍵部件試驗和整機工程設計評審。 

          重點培育四:超強換熱  

          成功研制了緊湊式MW級間冷器原型機,並在全溫全壓試驗台上通過了測試驗證;在潔淨能源A類先導支持下,建設兆瓦級超臨界二氧化碳循環發電系統,目前已建成壓縮機試驗平台和PCHE換熱器綜合試驗平台,並開展性能測試。 

          重點培育五:先進布局無人機  

          院鴻鹄先導支持的“火鳳”太陽能無人機技術驗證機圓滿完成低空自主起降飛行試驗;AT200噸級物流無人機成功完成異地起降載貨飛行,進入適航驗證階段。 

          (以上數據截止到2018年12月31日)