舰船燃气轮机用间冷器

复杂循环舰船燃气轮机用间冷器

[成果编号：131000000822]

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公司名称：高邮市荣清机械电子有限公司

所属行业：[船舶]

成果类型：核心基础零部件(元器件)

所处阶段：中试阶段

技术成果来源：联合研发

关键词：燃气轮机用间冷器

合作方式：合作开发

总投资（万元）：1500万元

设备投资（万元）：1200万元

新增利润（万元）：500万元

节省成本（万元）：200万元

技术先进性说明：项目的实施，可以有效填补国内空白，实现燃气轮机间冷回热复杂循环，大幅提高燃气轮机的总功率，打破新一代燃气轮机研发的重要瓶颈，从而有助于国内新一代舰用燃气轮机早日赶上世界先进技术水平。

主要技术参数：单台间冷器出气温度55°C，散热量≥880Kw；在0.5MPa压力下，无渗漏点；整机无变形和渗漏；中性盐雾腐蚀后，腐蚀面积不超过表面积的2.5%。

详细信息

技术专利

获奖情况

成果鉴定

附件

一、新产品研制的国内外行业背景

本项目产品间冷器由换热芯体等关键部件组成，主要材料为有色金属材料铜镍合金等，其应用于新一代燃气轮机，是采用先进间冷回热循环方式燃气轮机的重要部件，间冷回热循环(ICR-Intercooling Recuperated)是在简单循环的基础上，增加压缩空气中间冷却器（简称间冷器）和排气回热器组成的燃气轮机复杂循环方式。间冷器的应用可以增加燃气轮机进气压力，通过加大单循环空气进气量，在不改变原有燃气轮机的基本结构的情况下，大幅提高燃气轮机的总功率，在军用、民用方面具有重大意义。

间冷器最早由英国R&R公司于1946年提出，但是直到2000年才在英国R&R公司的WR21燃气轮机上第一次得到应用，明显提高了燃气轮机的比功率，同时对部分工况时的效率改善也有帮助。间冷器的使用，

兰四国装备了WR21，目前其他国家均未见采用间冷器的燃气轮机的应用。

目前只有美国、英国、德国、俄罗斯、法国和日本等国掌握了先进燃气轮机的关键技术，五大联合国常任理事国中，只有中国至今没能掌握先进燃气轮机的关键技术。我国于2004年开始开展间冷器的研究工作，但由于其较高的技术要求、复杂的工艺等原因，在本产品之前没有相关燃气轮机用间冷器产品推广应用。

二、新产品研制的意义

燃气轮机是一个涉及国家能源和国防安全的战略性产业，是能源动力装备领域的最高端产品，代表了装备制造业的最高技术水平，被誉为动力机械装备领域“皇冠上的明珠”。是否掌握制造燃气轮机关键技术直接关系到各国的国际地位。发达国家都把燃气轮机作为国家最重要的产业长期支持。燃气轮机相关技术是关系国家能源及国防安全的战略性新兴产业。

采用先进复杂循环是提高燃气轮机性能的主要途径之一，在间冷回热(ICR)循环和间冷(IC)循环中，间冷器是对燃气轮机性能有重要影响的关键部件。空气经低压压气机压缩后，通过间冷器进入高压压气机，从而降低了进入高压压气机的空气温度，高压压气机的压缩耗功显著减少，整个机组功率得到明显提高。我国燃气轮机间冷器技术的发展起步较晚，因此，对舰船用燃气轮机间冷器的设计和优化展开研究具有重要的现实意义。

项目的实施，可以有效填补国内燃气轮机间冷器产品的空白，实现燃气轮机间冷回热复杂循环，大幅提高燃气轮机的总功率，打破新一代燃气轮机研发的重要瓶颈，从而有助于国内新一代舰用燃气轮机早日赶上世界先进技术水平，解决国内困扰海军装备、大型商用轮船多年的“心脏病”问题，保障我国能源安全和发展，实现能源的高效、清洁利用，为国民经济建设和国防工业做出贡献。

同时该项目的实施将直接新增就业50人，对公司是一次重要的发展机遇，该产品是公司新的经济增长点。

三、项目来源

本项目是本公司自选项目，公司根据间冷器的市场需求及其推广应用的重要意义，联合国内燃气轮机研究领域权威单位中船重工703研究所为技术依托单位，进行本项目的研发。在研发过程中，借助703所在燃气轮机研究、设计和制造的能力，进行间冷器产品的设计、间冷器与燃气轮机的组合装配联接试验、间冷器与燃气轮机的整体台架性能测试，以保障该产品能达到实际使用效果。

四、研发团队及责任人

本项目研发团队由本公司及产学研合作单位中船重工703研究所共12人组成，项目负责人为公司总经理周荣清，技术负责人为林枫博士。

1、项目负责人：

周荣清，高邮市荣清机械电子有限公司董事长、总经理，江苏艾力克储能设备科技有限公司董事长，创建了高邮市荣清机械电子有限公司。大专学历，高级经济师，领导高邮市荣清机械电子有限公司，获得了省高新技术产品两项，建立了扬州市企业院士工作站，使公司成为了民营科技型企业。

2、技术负责人：

林枫，男，轮机工程博士，曾任中国船舶重工集团公司第七0三研究所研究员，现任公司副总经理兼研发中心主任。

林枫博士早在1999年就开展了对燃气轮机的进气冷却问题展开了研究，此后，作为中船重工703所燃气轮机事业部研究员，展开了燃气轮机用间冷器的方案论证。2002年获得国防科工委科学技术奖三等奖，2004年获得省自然科学技术成果奖二等奖、中国船舶重工集团公司科学技术进步奖三等奖，曾主持国家863计划项目。先后发表了“燃气轮机发电机组注蒸汽后温控系统的适应性研究”、“高炉煤气集输系统计算机仿真”、“燃气轮机进气用蒸发式冷却器的两相流数值模拟”、“压气机进气用雾化式蒸汽冷却实验研究”、“珊环式动力除尘器的两相流数值模拟”、“涡轮级叶珊三维喘流流动的数值模拟”、“PRO/E软件在燃气轮机叶片造型方法中应用”、“燃气轮机叶片气膜冷却研究进展”等三十余篇，主要研究方向为燃气轮机的冷却系统和燃气轮机的压缩气体进气流场的计算机数值模拟。

林枫博士作为项目负责人、科学带头人全面负责项目的实施方案，并对项目的研究开发进行具体指导。

3、技术合作单位和外部协助研发人员

①技术合作单位：

中船重工703研究所是中国船舶重工集团公司所属的大型船用蒸汽、燃气动力装置研发单位，是国内燃气轮机研究领域权威单位，建有“国家能源燃气轮机技术研发（试验）中心”，该中心承担了国家各部委重点工程中八项国家级项目的课题研究，在研究燃气轮机方面在国内处于行业的领先地位。该所在间冷器研究领域已取得了“燃气轮机进气雾化式蒸发冷却及湿压缩系统”（ZL2008200905136）专利、黑龙江省国防科技工业科技进步一等奖（“燃气轮机进气冷却和湿压缩技术应用”）等技术成果。

②外部协助研发人员：

闻雪友，中国工程院院士，七O三研究所科技委主任，我国舰船燃气轮机的著名专家，现任新一代中国船用燃气轮机总设计师。其为中国舰船动力现代化作出重要贡献。曾先后获得全国科学大会奖、国家科技进