“我要做成一兩件外國(guó)沒(méi)有的，或者外國(guó)人做不到的事。”這是電機(jī)學(xué)專(zhuān)家、中國(guó)工程院院士顧國(guó)彪從清華大學(xué)畢業(yè)一年后，鄭重立下的志愿。
生命不息，奮斗不止，58年來(lái)，他將一腔熱血傾注到蒸發(fā)冷卻事業(yè)中，最終讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
他研發(fā)的常溫?zé)o泵自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)蒸發(fā)冷卻技術(shù)）世界領(lǐng)先，已成功應(yīng)用于三峽電站的全球最大功率水輪發(fā)電機(jī)中。運(yùn)行實(shí)踐證明，其性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效，大大延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命，是其它冷卻方式無(wú)法比擬的。
如今，80歲的顧國(guó)彪仍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奮斗在蒸發(fā)冷卻技術(shù)的研發(fā)事業(yè)上，那份專(zhuān)注，一如當(dāng)年那個(gè)剛剛走出校園的青年。
發(fā)明新型冷卻發(fā)電機(jī)
2011年12月15日對(duì)顧國(guó)彪來(lái)說(shuō)是個(gè)特殊的日子：三峽電站首臺(tái)70萬(wàn)千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)成功運(yùn)行。這是世界單機(jī)容量最大的蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)組，采用了我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“定子繞組自循環(huán)常溫蒸發(fā)冷卻技術(shù)”，并由我國(guó)自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。這一天，距離我國(guó)蒸發(fā)冷卻團(tuán)隊(duì)的成立已經(jīng)過(guò)去了53年。
將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用在三峽工程中，是顧國(guó)彪最大的夢(mèng)想。為此，1994年，他曾向三峽工程技術(shù)委員會(huì)委員提出使用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的建議。
對(duì)方半開(kāi)玩笑地說(shuō)，“你們的技術(shù)我了解過(guò)，才搞了一個(gè)50兆瓦的發(fā)電機(jī)，但我們這是700兆瓦的。如果你能在四五年內(nèi)完成400到500兆瓦的電機(jī)，并且兩年之內(nèi)不出故障，我就一定用”。
顧國(guó)彪的斗志被激起。恰巧，青海李家峽水電站有個(gè)400兆瓦的發(fā)電機(jī)組要上馬。由于此前蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)獲得了良好聲譽(yù)，顧國(guó)彪爭(zhēng)取到了這個(gè)項(xiàng)目，成為“九五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃中的一項(xiàng)。
經(jīng)過(guò)顧國(guó)彪及其團(tuán)隊(duì)的努力，1999年，李家峽水電站的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)正式投入運(yùn)行。顧國(guó)彪回憶李家峽電站啟動(dòng)電機(jī)時(shí)的緊張心情時(shí)說(shuō)：“腿都發(fā)軟了。”
50兆瓦及400兆瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)的研制與運(yùn)行，獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2006年，三峽總公司將兩臺(tái)機(jī)組交給電工所蒸發(fā)冷卻技術(shù)研發(fā)中心進(jìn)行冷卻系統(tǒng)優(yōu)化。
目前，在三峽水電站安裝的32臺(tái)發(fā)電機(jī)組中，有2臺(tái)采用了顧國(guó)彪等人研發(fā)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)。顧國(guó)彪介紹說(shuō)，大型發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需要進(jìn)行冷卻。目前，國(guó)際上主要有空冷、水冷兩種冷卻方式，而蒸發(fā)冷卻技術(shù)則是利用低沸點(diǎn)的液體通過(guò)相變換熱來(lái)傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電設(shè)備的冷卻。這種經(jīng)濟(jì)高效的新型冷卻技術(shù)，是我們提出并實(shí)現(xiàn)的原創(chuàng)技術(shù)。
在蒸發(fā)冷卻技術(shù)工業(yè)應(yīng)用前，我國(guó)大型水利工程電力設(shè)備領(lǐng)域采用的都是國(guó)外技術(shù)。無(wú)論從裝備容量還是技術(shù)指標(biāo)上，這2臺(tái)70萬(wàn)千瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)都達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。“事實(shí)證明，我們的技術(shù)全面超越了他們。未來(lái)，我們的設(shè)備完全能在國(guó)際市場(chǎng)上和他們競(jìng)爭(zhēng)。”顧國(guó)彪肯定地說(shuō)。
“從1千瓦到70萬(wàn)千瓦，走完每一個(gè)臺(tái)階，我們都花了大約10年的時(shí)間。”顧國(guó)彪回憶說(shuō)，項(xiàng)目組先后因故被解散了3次，但他一直沒(méi)有放棄。第四次重組后，這個(gè)團(tuán)隊(duì)更有朝氣、更努力，并取得了現(xiàn)在的成就。
顧國(guó)彪表示，“如果水輪發(fā)電機(jī)的功率提高到百萬(wàn)千瓦以上，水冷技術(shù)因高水壓，安全性難以保證，而我們的蒸發(fā)冷卻技術(shù)完全沒(méi)有問(wèn)題”。此外，作為一種通用冷卻技術(shù)，蒸發(fā)冷卻技術(shù)已在超級(jí)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器上成功應(yīng)用，還將在新能源配電、抽水蓄能等凡要解決發(fā)熱、節(jié)能、安全可靠問(wèn)題等方面有用武之地。
歷經(jīng)坎坷的創(chuàng)新路
目前，蒸發(fā)冷卻技術(shù)一直居于世界領(lǐng)先地位，但當(dāng)初做大型電機(jī)項(xiàng)目時(shí)，顧國(guó)彪不但要承受科研攻關(guān)的壓力，還要面對(duì)來(lái)自各方面的質(zhì)疑和指責(zé)：行業(yè)里的人不了解他在做什么。但他咬緊牙關(guān)堅(jiān)持了下來(lái)，并通過(guò)多年努力換來(lái)了人們的認(rèn)可。
回顧往昔，顧國(guó)彪的圓夢(mèng)之旅充滿(mǎn)坎坷曲折。對(duì)于這位熱愛(ài)體育運(yùn)動(dòng)的老院士而言，他的創(chuàng)新之路堪稱(chēng)一場(chǎng)“人生馬拉松”。
1936年，顧國(guó)彪出生在上海一個(gè)知識(shí)分子家庭，接受了良好的教育。1953年，他考入清華大學(xué)動(dòng)力類(lèi)電機(jī)系。回憶清華時(shí)光，他說(shuō)，“最大的收獲，是培養(yǎng)出了敢闖敢干的性格以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力”。
1958年從清華畢業(yè)后，顧國(guó)彪被分配到剛籌建起來(lái)的中科院電工研究所工作。當(dāng)年正是各界熱議三峽工程之時(shí)，電工所接到了為三峽工程研制新型冷卻系統(tǒng)的任務(wù)。工作沒(méi)幾天，顧國(guó)彪就受命進(jìn)入該課題組。課題組通過(guò)后續(xù)研究分析，用模型試驗(yàn)證明了常溫下自循環(huán)蒸發(fā)冷卻方案的可行性。
期間，相關(guān)蒸發(fā)冷卻電機(jī)項(xiàng)目上馬失敗。當(dāng)初因?qū)Υ颂岢霎愖h而被迫離開(kāi)的顧國(guó)彪被重新安排到蒸發(fā)冷卻研究組工作，開(kāi)始建立發(fā)電機(jī)內(nèi)兩相流的模擬試驗(yàn)裝置，進(jìn)行設(shè)計(jì)理論研究及有關(guān)參數(shù)與數(shù)據(jù)的獲取。1963年，他們與其他團(tuán)隊(duì)一起，成功研制了天津發(fā)電設(shè)備廠(chǎng)的650千瓦水輪發(fā)電機(jī)。經(jīng)過(guò)半年的成功運(yùn)行，證明了自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)在水輪發(fā)電機(jī)上應(yīng)用的可行性。
為全面研究分析自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成員們改行搞起了熱力學(xué)、兩相流體力學(xué)以及電介質(zhì)化學(xué)等研究。顧國(guó)彪事后總結(jié)道，蒸發(fā)冷卻技術(shù)研究實(shí)際上是電工學(xué)、電機(jī)學(xué)和熱力學(xué)等的交叉學(xué)科，只有交叉學(xué)科才能形成新的學(xué)科方向，成長(zhǎng)出創(chuàng)新技術(shù)。
然而好景不長(zhǎng)，課題組被迫解散。
顧國(guó)彪心有不甘，四處奔走尋找合作廠(chǎng)家及電站用戶(hù)。直到上世紀(jì)80年代初，顧國(guó)彪團(tuán)隊(duì)與四川東方電機(jī)廠(chǎng)合作，研制了兩臺(tái)10兆瓦自循環(huán)蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)組，安裝在云南大寨水電站。經(jīng)云南方面的密切配合、改進(jìn)完善，發(fā)電機(jī)組一直運(yùn)行至今，成為自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)的歷史性轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
憑借大寨水電站安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，顧國(guó)彪又爭(zhēng)取到陜西安康的50兆瓦水輪發(fā)電機(jī)和上海電機(jī)廠(chǎng)上海輸變電公司合作的50兆瓦汽輪發(fā)電機(jī)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期安全運(yùn)行。每每談到這些，顧國(guó)彪都笑著說(shuō)，“每到關(guān)鍵時(shí)刻，就有人幫我，你看我的運(yùn)氣好吧”。
健康工作50年
記者采訪(fǎng)當(dāng)天，正好是顧國(guó)彪80歲生日。采訪(fǎng)持續(xù)了近3個(gè)小時(shí)，他思維敏捷、談吐清晰，一點(diǎn)不像上了年紀(jì)的人。
顧國(guó)彪常說(shuō)，“身體是革命的本錢(qián)”。他有積極鍛煉身體的習(xí)慣，這也得益于他的清華歲月，當(dāng)時(shí)的清華非常重視學(xué)生的全面發(fā)展，曾提出“每天鍛煉一小時(shí)，為祖國(guó)健康工作50年”的口號(hào)。
年輕時(shí)，他喜歡打籃球、跑步……雨雪風(fēng)霜都不曾間斷。他說(shuō)，“太陽(yáng)越大我們打球越來(lái)勁，一打就是兩三個(gè)小時(shí)”。
體育鍛煉伴隨顧國(guó)彪的科研生活，給了他良好的體力、毅力和持久力。他也鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生要堅(jiān)持體育鍛煉，注意手腦并用，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力。他認(rèn)為，工程科學(xué)非常注重手腦并用，來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
顧國(guó)彪還記得，在陜西安康建設(shè)50兆瓦發(fā)電機(jī)時(shí)，他對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都不敢疏忽，在工地上一干就是12個(gè)小時(shí)不停歇。吃飯沒(méi)有地方坐，顧國(guó)彪和同事就靠在墻上吃。他說(shuō)，“如果沒(méi)有好的身體，根本不可能堅(jiān)持高強(qiáng)度的工作”。
“重大電氣裝備的研制，一般需經(jīng)歷基礎(chǔ)研究、原理樣機(jī)、中試樣機(jī)、擴(kuò)大中試、工業(yè)樣機(jī)經(jīng)濟(jì)分析、市場(chǎng)產(chǎn)品共六大步驟。從開(kāi)始研究到推向市場(chǎng)，要用二三十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。”顧國(guó)彪坦言，“由于項(xiàng)目組解散了三次，現(xiàn)在的團(tuán)隊(duì)是第四組，成員普遍比較年輕。我想用親身經(jīng)歷啟發(fā)年輕的工程科技工作者，應(yīng)當(dāng)如何做出創(chuàng)新性的工作”。他給研究生開(kāi)講座，寄希望于他們能夠振興電氣工程學(xué)科和制造業(yè)。
顧國(guó)彪直言，當(dāng)前的中國(guó)企業(yè)患上了“仿制病”，他憂(yōu)慮于“何時(shí)走出山寨”的問(wèn)題。通過(guò)科技創(chuàng)新走上強(qiáng)國(guó)富民之路，是青年科技人員應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的歷史使命。他用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的創(chuàng)新為例，現(xiàn)身說(shuō)法，指出青年科技人員培養(yǎng)創(chuàng)新精神需要豐富的知識(shí)、實(shí)際的訓(xùn)練和健全的身心，還要有精誠(chéng)合作的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)。
“志不堅(jiān)者智不達(dá)”，顧國(guó)彪一直用這句話(huà)來(lái)激勵(lì)自己。在他看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)理想和抱負(fù)，就要有不懈的堅(jiān)持，這和堅(jiān)持體育鍛煉是一樣的道理。他還說(shuō)，智者的成功，除了堅(jiān)持，還要制定切實(shí)可行的計(jì)劃，一步一步往前走。