我國重型燃氣輪機核心技術獲重大突破：未來軍艦想造多少就造多少

據媒體12月26日報道，我國首件自主化300兆瓦級F級重型燃氣輪機渦輪第一級靜葉鑄件，25日在此間順利通過鑒定。這是我國在重型燃機熱端核心部件上取得的第一個重要突破，也是國家科技重大專項「航空發動機和燃氣輪機」迄今最重要的里程碑式的成果。據介紹，燃氣輪機自上世紀30年代誕生以來迅速發展，在發電領域，重型燃氣輪機聯合循環發電熱效率已達到了60% ，是人類目前已掌握的熱-功循環效率最高的大規模商業化發電方式。目前，燃氣輪機大部分以天然氣和燃油為燃料，據統計全球天然氣和燃油發電量占發電總量的五分之一，被稱為21世紀乃至更長時期內能源高效轉換與潔凈利用系統的核心動力裝備。此外，重型燃氣輪機電站造價低、調峰性能好、用水少，在複雜能源系統中佔有重要地位，對於能源系統的高效、清潔和安全都具有重要意義，而艦用燃氣輪機已經成為大型水面艦艇，包括驅逐艦，巡洋艦和航母等艦艇的首選動力，我們可以看到 燃氣輪機的意義已經不僅僅是一種重型裝備，而是一個國家重裝備製造的未來基石。

需要指出的是，燃氣輪機屬於技術、資金、人才密集領域，是研發周期很長、產品周期很長的工業戰略產業。長期以來，世界發達國家一直把燃氣輪機作為戰略性產業被譽為裝備製造業「皇冠上明珠」的燃氣輪機，它不僅集中了人類工程技術領域的最新成就，更是代表一個國家科技和工業水平的重要標誌。雖然燃氣輪機在國內已有50年發展歷史，但此前我國僅具備重型燃機冷端部件製造與總裝能力，尚未掌握其熱端部件設計製造核心技術，也沒有相關自主研製能力。渦輪第一級靜葉作為重型燃機典型的熱端零部件，其核心製造技術一直處於國外絕對封鎖狀態，在我國引進民用重型燃氣輪機時，外方企業明確提出不轉讓燃氣輪機任何設計技術、熱端部件製造和控制系統技術。據悉，重型燃氣輪機在十幾年發展的基礎上，其性能改進非常顯著。壓氣機、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪、動力渦輪是燃氣輪的重要部件，其改進速度非常快，其部件效率，透平溫度總性質也在逐步提高。

在新技術不斷出現和市場要求不斷提高的基礎上，重型燃氣輪機擺脫了原來簡單的液壓機械式，走向更加複雜的電子控制系統之路，新一代重型燃氣輪機是僅次於航空發動機的「工業技術之花」。而且和航空發動機一樣，燃氣輪機中的熱端部件是燃氣輪機工作環境最惡劣、結構最複雜的零件之一，也是燃氣輪機斷裂故障多發部件之一。苛刻的運行環境使得高溫部件的組織退化、可靠性和壽命降低，並可能產生突發性事故。而且相對於航空發動機而言，重型燃氣輪機要求機組具有更長的使用壽命、可靠性和穩定性，渦輪葉片作為先進燃氣輪機的典型熱端部件，其設計集中體現著高可靠性、長壽命和輕量化於一身的特點，是燃氣輪機壽命設計的最薄弱環節，成為制約燃氣輪機研發的瓶頸。

長期以來，由於葉片壽命問題涉及到多學科複雜的理論性和技術性問題，包括力學理論、傳熱學、高溫低周疲勞微觀和宏觀材料損傷理論、數值方法、機械設計與製造、可靠性理論、發電設備的監測、控制與維修等多方面的知識，使得該問題的解決具有很大的難度，目前全世界僅有美、法、英、日等國具備生產製造技術，此次，我國獲得的突破包括：首次自主設計重型燃機大尺寸一級靜葉，首次自主鑄造重型燃機大尺寸一級靜葉，攻克了大尺寸複雜葉片的精密鑄造技術。這些關鍵技術的突破意味著我國艦用重型燃氣輪機和地面重型燃氣輪機技術的核心部分已經被攻克，這一方面意味著我國開發世界頂級F級別重型燃氣輪機發電站成為可能，另一方面意味著我國艦用燃氣輪機的發展將一帆風順，未來想造什麼軍艦，造多少都掌握在我們自己手裡。

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