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成果名称：大型混流式水轮机安全稳定性控制与优化关键技术及应用
项目负责人：刘小兵 教授
成果概况：本成果基于国家重点研发计划（2018YFB0905205）“梯级水光蓄互补联合运行发电系统工程示范”。取得了如下重要成果：
1、提出了固液两相间速度滑移、颗粒间的作用及相间作用等多约束条件的湍流模型预测水轮机过流部件的泥沙磨损机制，完善了水轮机在固液两相两相流k-ε双方程湍流模型与Eulerian-Lagrangian混合湍流模型理论应用体系。
2、发明了混流式水轮机抑制水力不稳定性的补气减蚀结构及补气孔设计计算方法，该结构通过在活动导叶轴端打孔注气，经活动导叶尾部区域补气孔将气体注入流场，基于欧拉-欧拉多流体模型计算获得多分散相气液两相流的小气泡的气含率分布，调整补气孔的位置、孔径及补气量，最终实现对水轮机转轮易空蚀部位（活动导叶）的补气减蚀。
3、研发了多物理空间可视化速度场测试方法和试验装置，该装置通过多截面分层PIV激光测试速度场方法实现混流式水轮机叶道涡漩涡流态的识别及在叶道涡优化设计中的应用。
4、研发了一种用于预估混流式水轮机叶片泥沙磨损的试验方法及绕流试验装置，该装置通过数值计算及真实试验相结合的方法对叶片单流道流场进行模拟，预测真机的实际磨损情况。
5、研发了一种大型混流式水轮机的多目标、多约束水力设计方法，该方法基于全三维反问题设计及速度梯度理论，通过优化规划逆向扫描路径完成叶片的曲面重构，并结合拉丁超立方实验设计方法、响应面方法、以及非支配分类遗传算法等叶片优化方法，实现大型水轮机的快速开发。
(a) 初生叶道涡(b) 发展叶道涡
叶道涡图像
（a）蜗壳透明窗口 （b）透明固定导叶与活动导叶（c）顶盖透明窗口
激光入射光路示意图
叶道涡不同工况的流态
叶片进口柱状涡 叶道中的流向涡
成果水平：该成果2021年经四川省科技厅组织的专家鉴定，达到国际先进水平。获国际发明专利2项，国家发明专利10余项，发表学术论文20余篇（SCI、EI收录10余篇）。
成果名称：600MW机组主轴油泵及油涡轮升压泵研制与优化
项目负责人：赖喜德 教授
成果概况：本成果基于四川省教育厅重点项目（07ZA116），东方电气集团东方汽轮机有限公司600MW汽轮机主油泵及油涡轮国产化研制的任务等一批项目研究，与东方电气集团东方汽轮机公司合作攻关，取得了如下主要成果：
提出了基于性能预测的高效率、无过载、p-Q性能曲线平坦的低比速的双吸离心主油泵的流体动力设计方法，实现高速的主油泵轴系的 “流－固”耦合动力学分析和结构优化设计；
探索出了与油涡轮相匹配的高效率、大流量、高比速、变转速的双吸升压油泵的流体动力协同优化设计技术，解决了与升压泵相匹配的高效率、稳定性好的油涡轮的流体动力设计难题；
在主油泵及升压泵的流体动力学设计中，采用非设计工况的协同优化技术以保证主油泵的p-Q性能曲线平坦，解决了低比转速双吸离心泵过载和运行稳定性问题；
开发出了低比速的双吸离心主油泵叶轮、双吸升压泵的三元扭曲叶片叶轮的设计与制造、及结构紧凑的高压螺旋型蜗壳的制造技术等；
东方汽轮机公司利用该成果实现了大型机组的“主油泵与油涡轮升压泵的供油系统”的全部国产化。自主研制的主油泵及油涡轮升压泵设备已批量生产，从2005年起陆续安装国内一些电厂并投入商业运行，如在广安、金堂、上都、滇东、钦州、长沙、南阳等安装600MW机组的电厂已完成较长时间的商业运行，自主研制的主油泵及油涡轮升压泵已完全达到并部分性能指标优于进口产品的性能参数。已全面实现对600MW机组国产化配套。
通过技术攻关，掌握了自主知识产权。研究过程中，获国家发明专利3项，发表学术论文20余篇（SCI、EI收录10余篇）。
成果水平：该成果2008年经四川省科技厅组织的专家鉴定，综合技术水平已达到国际先进水平，部分技术指标已优于国际同类产品，其研究水平处于国内领先地位。已获2008年度四川省科技进步二等奖。
成果名称：1000MW超超临界火电机组油系统关键技术研究
项目负责人：赖喜德 教授
成果概况：本成果基于四川省科技支撑项目 (2008GZ0072)、四川省教育厅成果转化培育项目（11ZZ002）、及一批企业委托项目研究，主要针对1000MW（单轴全速）超超临界火电机组油系统的运行工况和参数要求，对其采用的“主油泵与油涡轮升压泵组成的油系统”中的一系列关键技术进行研究开发，与东方电气集团东方汽轮机公司合作攻关，取得了如下重要成果：
高性能的主油泵的流体动力学设计及转动部件的结构动力力学分析；
高可控性的油涡轮的流体动力学设计及结构力学分析；
与油涡轮相匹配的升压泵的流体动力学设计及结构力学分析；
中间试验产品的结构设计与制造、工厂试验台上试验与设计方法验证；
1000MW汽轮机组油系统的主油泵、油涡轮、升压泵的研制。
自主创新开发的1000MW级机组油系统，不仅提高油系统工作的稳定性，而且大大提高了整个油系统效率，油系统的整体效率达60%，具有明显的节能效果。掌握自主知识产权，实现国产化，达到国际先进水平，全面取代进口产品。通过该项目成果应用，东方汽轮机公司实现了1000MW汽轮机组的“主油泵和油涡轮升压泵的供油系统”的全部国产化。自主研制的主油泵和油涡轮设备实现批量生产，已用于莱州、清水川、农六师、六横等热电厂。
获国家发明专利2项，发表学术论文20余篇（SCI、EI收录10余篇）
成果水平：该成果2013年经四川省科技厅组织的专家鉴定，总体技术达到国际先进水平，部分技术指标已优于国际同类先进产品，其研究水平处于国内领先地位。已获2013年度四川省科技进步三等奖。
项目负责人：赖喜德 教授 陈小明 讲师
成果概况：本成果基于国家自然科学基金（51379179、51309172）、及一批企业委托项目研究，围绕水力发电系统运行稳定性控制与优化的一系列关键共性技术和具体工程涉及的特殊技术问题进行研发，与四川大学等单位合作攻关，取得了如下主要成果：
建立了复杂输水发电系统稳定性高精度和快速计算分析模型和体系，提出了长隧洞高水头水电站安装冲击式机组取消调压室的判定条件及评估计算方法，及水库消落深度超大和多水源引水的水力发电系统的稳定性控制和优化方法；
计及工况影响的水电机组轴系振动稳定性分析建模与综合仿真平台开发；
通过不同工况下水轮机水压脉动与“流固耦合”作用下机组结构振动特性数值预测分析，提出了电站真机水力稳定性评估分析和优化的方法；
建立了面向对象的水、机、电、控、网一体化的系统调节控制计算模型及综合仿真平台。
形成了一批自主知识产权，包括：获授权发明专利3件、实用新型专利3件，发明专利实审5件，国家标准1项，发表论文75篇（SCI、EI收录27篇）、出版学术专著3部，得到了国内外同行专家的广泛引用和高度评价。成果成功应用于锦屏二级、格鲁吉亚卡杜里（Khadori）、龙潭水电站等国内外数十座水电站。
成果水平：该成果2020年经四川省科技厅组织的第三方机构评价，评价委员会认为：成果达到国际先进水平。获2021年度四川省科技进步三等奖。
成果名称：高效无堵塞多相流叶片泵的关键技术及应用
项目负责人：赖喜德 教授 叶道星 副教授
成果概况：本成果基于四川省科技计划项目 (2017NZ0031、2018YS2H0006)、四川省教育厅项目（172467）、及一批企业委托项目研究，围绕污水处理等行业需求的多相流叶片泵研制中一系列关键共性技术和特殊技术问题进行研发，与四川省机械研究设计院等单位合作攻关，取得了如下主要成果：
提出了多相流叶片泵初始流道水力数字化设计方法，解决了如何快速、准确地建立过流部件数字化模型等问题；
提出了配套搅拌器数字化设计方法，解决了多相流输送中流态化等问题；
研究多相流叶片泵内部复杂流动数值模拟与性能预测方法，实现了优化过程以数值预测取代试验过程的性能快速评估；
建立了适用于多相流叶片泵高效、无堵塞的多工况和多目标优化模型，解决了高效与无堵塞性矛盾和性能优化问题；
实现了“基于多相流理论的初始流道设计+数值模拟与性能预测+迭代优化设计”的多相流叶片泵数字化研发过程，创新与完善了高效无堵塞多相流泵数字化设计理论与方法。
形成了一批自主知识产权，获授权国家发明专利3件、实用新型专利5件，发明专利进入实审5件，制定企业标准1项。发表论文36篇（SCI、EI收录11篇）。基于本成果的产品已在达州水务集团等数十家单位投运多年，关键技术在新达泵阀股份有限公司、四川省嘉陵泵业有限公司等企业应用。
成果水平：该成果2020年经四川省科技厅组织的第三方机构评价，评价委员会认为：项目成果总体技术处于国际先进水平。已获2020年度四川省科技进步二等奖。
成果名称：模块化电能变换系统多物理域耦合设计仿真关键技术研究及应用
项目负责人：余波 教授，赖喜德 教授
成果概况：本成果基于四川省科技支撑项目（2015GZ0136）及一批企业委托项目研究，围绕模块化电能变换系统研制的核心技术攻关，与东方电气集团研究院合作，取得了如下重要成果：
解决了高效电能变换系统设计涉及的电能转换、损耗与温度分析、电子与控制及电磁场等数学物理建模，及其可靠的数值仿真算法等方面的难题；
自主研发出自动设计软件，电-热-控制多物理域耦合仿真、电磁兼容综合仿真和实时数字仿真三个共性技术平台，为模块化电能变换系统核心单元—模块化功率组件（PEBB）多物理域耦合设计提供高效可靠的工具；
针对PEBB研制中的关键技术进行研究，采用自主研发的设计软件和仿真分析平台，研制出模块化功率组件；
解决了PEBB设计所涉及的一系列关键技术问题，建立了电-热-控制多物理域耦合仿真、电磁兼容综合仿真和实时数字仿真三个共性技术开发平台，形成了一套完善的设计软件与仿真分析方法，研制出具有全自主知识产权的基于PEBB的电能变换产品，掌握了模块化电能变换系统研制的核心技术。
研究获国家发明专利5余项，发表学术论文20余篇（SCI、EI收录10余篇）。相关成果已在黄河上游水电开发有限责任公司、国家电网四川省电力公司、国家电网电动汽车服务有限公司、中国电子信息产业集团长城网际系统应用有限公司、中国人民解放军XXXX部队等多家单位得到应用，可在电力、能源、军事等领域中进一步推广应用。
成果水平：该成果2019年经四川省科技厅组织第三方机构评价，评价委员会认为该项目总体技术处于国际先进水平，其中基于多物理域仿真与验证的自动化设计方法具有显著的创新性。 已获2019年度四川省科技进步三等奖。
成果名称：1400m水头段切击式水轮机水力模型的研发及应用
项目负责人：宋文武 教授
成果概况：针对1400m水头段水力资源的开发，基于切击式水轮机内部流动和斗叶强度分析，与重庆水轮机厂有限公司联合研究开发出了具有自主知识产权的我国第一个超高水头的切击式水轮机转轮模型，并在哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司水轮机试验台上进行了模型试验，效率达到91.66%，其性能指标已达到国际先进水平。该成果获得了切击式水轮机转轮模型的关键技术，增强了企业的自主创新能力，实现了经济效益和社会效益的“双赢”，为中国和世界的超高水头水力资源的高效综合利用起到了典型示范作用。该成果已在意大利、秘鲁、中国等多个国内外电站中应用，创造经济价值10亿元以上，机组运行安全、稳定。目前正推广应用于雅鲁藏布江高水头电站的开发设计中。
模型试验台 模型转轮
四喷嘴综合特性曲线
成果水平：该成果2012年经四川省科技厅组织的专家鉴定，达到国际先进水平。获2012年度四川省科技进步三等奖，获国家发明专利1项、实用新型专利5项，申请发明专利2项。
成果名称：长隧洞小断面施工扬尘治理安全技术研究与应用
项目负责人：宋文武 教授 符杰 副教授
成果概况：针对隧洞开挖施工，特别是长距离的隧洞施工，产生的大量粉尘对生产人员的安全影响等问题。基于理论分析，建立长隧洞小断面施工通风模型，通过数值模拟，揭示了粉尘和气流分布规律，优化了通风方式和通风管道的布置，研制了智能静电感应吸附除尘装置和封闭式长方体结构的高压水喷淋除尘系统，达到降尘和除尘的效果，保障作业人员身体健康，消除职业健康安全风险，满足环境保护要求，有效地解决了当前的施工难题。研究成果应用于中国水利水电第七工程局有限公司等水资源综合开发利用工程及水库联网输水工程等，均取得了满意的效果。
成果水平：该成果2018年经专家鉴定，达到国内领先水平。获2018年度四川省科技进步三等奖，获国家发明专利2项。
成果名称：贯流式水轮机全流道能量耗散演变规律及应用
项目负责人：李正贵 教授
成果概况：针对低水头水轮机组综合效率较低以及其关键零部件运行不可靠的问题，在国家重点研发计划-中国和墨西哥绿色小水电规划、建设与运行管理联合研究子课题（2018YFE0128500）、国家自然基金-面上项目-水力机械主轴密封磁性流体与水体界面波动机理研究（52079118）的支持下，通过研究揭示了水轮机内部流动规律，提出了低水头贯流式水轮机优化运行控制策略，研发水轮发电机组磁流体密封装置。
成果水平：创新成果发表高水平学术论文13篇（SCI），授权发明专利4项，授权国际专利1项，编写标准6部，其中国际标准1项，企业标准4项；成果获得省部级科技创新奖2项（其中1项排名第一、1项排名第二）、中央大型企业科技奖1项。
