編者按：北京沃爾沃發(fā)電機(jī)習(xí)近平總書記曾指出，我國高等教育要立足中華民族偉大復(fù)興戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局，心懷“國之大者”，把握大勢，敢于擔(dān)當(dāng)，善于作為。知之愈明，則行之愈篤。在全校開展新發(fā)展階段使命愿景大討論之際，開辟服務(wù)“國之大者”專欄，深入挖掘我校主動(dòng)擔(dān)負(fù)時(shí)代使命，為國分憂、為國解難、為國盡責(zé)的故事，闡釋事關(guān)國家富強(qiáng)、民族振興、人民幸福的時(shí)與勢、人與事、情與理皆是國之大者，進(jìn)一步汲取堅(jiān)定信念、鼓舞斗志、啟迪智慧、砥礪品格的蓬勃?jiǎng)恿Α＝裉?，一起走進(jìn)世界上首臺雙水北京沃爾沃發(fā)電機(jī)北京沃爾沃發(fā)電機(jī)北京沃爾沃發(fā)電機(jī)內(nèi)冷發(fā)電機(jī)。

1980年開年，浙江省的第一期《科技簡報(bào)》上刊登了一篇題為《我省第一臺500千瓦雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況良好》的文章，文章中說，由浙江大學(xué)電機(jī)系和臨海電機(jī)廠設(shè)計(jì)制造的我省第一臺500千瓦雙水內(nèi)冷科研發(fā)電機(jī)運(yùn)行四年來，正常運(yùn)行五千八百四十小時(shí)，發(fā)電二百二十四萬五千度，它出率高、運(yùn)行穩(wěn)、體積小、省成本的諸多優(yōu)勢，極大助力了“四化”建設(shè)。

雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)成為郵票主題

此時(shí)距離浙江大學(xué)鄭光華教授作為第一發(fā)明人發(fā)明了世界上首臺雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，已過去22年。這也是中北京沃爾沃發(fā)電機(jī)華人民共和國成立之后的第24項(xiàng)發(fā)明。而彼時(shí)的中國，正處在物資極其緊缺的困難時(shí)期，鄭光華、汪槱生、陳永校等浙大科研工作者，以國家重大需求為己任，大膽創(chuàng)新、埋頭苦干，自接受這項(xiàng)艱巨的任務(wù)到此項(xiàng)發(fā)明誕生后的60余年里，始終不斷優(yōu)化升級相關(guān)技術(shù)，提升了我國電力工業(yè)的實(shí)力，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

“外國人沒有的，我們更應(yīng)該搞”

1958年初，第二個(gè)五年計(jì)劃開始后，中國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力供應(yīng)嚴(yán)重不足的問題越來越突出。最主要的矛盾之一，就是占電力行業(yè)七分之六的北京沃爾沃發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)仍然需要依靠國外，設(shè)備非常緊缺，自身的制造能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于生產(chǎn)需要。

當(dāng)時(shí)，國際上利用氫氣冷卻和定子水內(nèi)冷，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中常用的每分鐘3000轉(zhuǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量做到20萬千瓦。而我國的相關(guān)工作當(dāng)時(shí)尚處于空氣冷卻階段，單機(jī)容量僅為1.2萬千瓦或2.5萬千瓦，差距很大。

雙水內(nèi)冷電機(jī)中的“雙”，是指發(fā)電機(jī)中的定子和轉(zhuǎn)子；“內(nèi)冷”是指采用繞組內(nèi)部冷卻的方式。冷卻的介質(zhì)為水，因?yàn)樗谋葻崛葑畲螅褂盟畞韺@組直接冷卻，可以大大縮小發(fā)電機(jī)的體積，節(jié)約制造、運(yùn)輸和安北京沃爾沃發(fā)電機(jī)裝等的成本。同時(shí)，水作為冷卻介質(zhì)，其制造成本低廉，無污染。但在當(dāng)時(shí)，用水代替氣體增強(qiáng)冷卻效果的技術(shù)因?yàn)橹T多難點(diǎn)未被攻克而被公認(rèn)為世界級禁區(qū)。

為了解決國家電力供需的矛盾，各相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都在動(dòng)腦筋想辦法解決難題。上海電機(jī)廠邀請了浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)的教師共同研討，決定先試制定子水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷的汽輪發(fā)電機(jī)。試制工作從1958年5月間開始，預(yù)定1960年完成目標(biāo)。

當(dāng)時(shí)，浙江大學(xué)電機(jī)系教研組已經(jīng)確定了“電機(jī)的冷卻”的科研方向，電機(jī)系教研組組長是鄭光華，北京沃爾沃發(fā)電機(jī)黨支部書記汪槱生、副書記陳永校。為了走出自己的科研途徑，黨支部一班人想法非常一致：既然是科學(xué)研究，外國人有的當(dāng)然可以搞，外國人沒有的，我們更應(yīng)該搞。

鄭光華在科研工作中

中國人有了自己的方式

回到杭州之后，鄭光華檢索了大量有關(guān)轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷的研究資料。這些資料一致認(rèn)為轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷具有很好的冷卻效果，但很難實(shí)現(xiàn)。鄭光華針對難點(diǎn)問題進(jìn)行了深入研究，與陳永校一起討論，根據(jù)流體力學(xué)理論計(jì)算出轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷所需的水壓后，提出了轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷的電路、水路布置方案。

北京沃爾沃發(fā)電機(jī)有了結(jié)構(gòu)方案之后，陳永校對實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)提出了進(jìn)一步的改進(jìn)建議，馬上動(dòng)手開始制造實(shí)驗(yàn)裝置。鄭光華、陳永校、林章偉等，和有實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的俞金波師傅，大家都夜以繼日忘我地工作在實(shí)驗(yàn)室，不少問題也在大家的集思廣益中迎刃而解。他們只用一個(gè)星期就設(shè)計(jì)和制造出了一臺簡單的只通水不通電的轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷模型機(jī)組。模型試驗(yàn)于1958年6月26日獲得成功，并取得了必要的數(shù)據(jù)。試驗(yàn)證明，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可以使電機(jī)轉(zhuǎn)子順利通水，不會因?yàn)橥ㄋ鹫駝?dòng)。

模型試驗(yàn)成功后，北京沃爾沃發(fā)電機(jī)學(xué)校決定召回正在下放勞動(dòng)的汪槱生，與鄭光華、陳永校等幾位教師一同承擔(dān)起雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)工作。課題組隨即決定去上海電機(jī)廠商談廠校合作事宜并進(jìn)行試制。鄭光華和汪槱生顧不上印出方案及初步實(shí)驗(yàn)報(bào)告等資料，便帶上手稿直奔上海電機(jī)廠。

上海電機(jī)廠欣然接受了廠校合作試制轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷隱極式汽輪發(fā)電機(jī)的建議。聽了浙大對結(jié)構(gòu)方案和草圖、初步計(jì)算數(shù)據(jù)、模型試驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)介紹后，大家十分感興趣，認(rèn)為這與國外的氫冷轉(zhuǎn)子技術(shù)相比，無論是在工藝上或結(jié)北京沃爾沃發(fā)電機(jī)構(gòu)上都要方便簡單得多，以后在生產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)可以不必采用國外的氫冷方式了。

為國家自制大型發(fā)電機(jī)鋪平道路

那時(shí)恰是三年自然災(zāi)害時(shí)期，物資非常缺乏。面對艱苦的條件，浙江大學(xué)的科研工作者們依然保持嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，聯(lián)合電機(jī)廠完成了雙水內(nèi)冷的研發(fā)。制造過程中遇到的最大問題就是漏水。“雙水內(nèi)冷”對水的密封要求極高，大家齊心協(xié)力克服了生產(chǎn)精密部件的大難題。

浙大與上海電機(jī)廠共同研制的雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)

1958年10月27日，世界上第一臺雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)誕生了。1958年這一年里，北京沃爾沃發(fā)電機(jī)浙大課題組科研人員完全憑著自己的技術(shù)力量試制成功了中小型雙水內(nèi)冷凸極同步電機(jī)、大中型雙水內(nèi)冷凸極同步電機(jī)和大型隱極雙水內(nèi)冷同步電機(jī)，這三臺雙水內(nèi)冷電機(jī)的創(chuàng)制成功大大地促進(jìn)了我國電機(jī)制造業(yè)的進(jìn)步。而此時(shí)，蘇聯(lián)專家的0.3萬千瓦的雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)還處于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段之后的一年多時(shí)間里，上海電機(jī)廠又相繼試制完成了從1.2萬千瓦到10萬千瓦的雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)系列，完成的總?cè)萘窟_(dá)到23萬5000千瓦，接近于該廠1957年汽輪發(fā)電機(jī)總生產(chǎn)量的兩倍。

雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的成功研制，使中國不必采用當(dāng)時(shí)國際上大型汽輪發(fā)電機(jī)唯一采用的氫氣冷卻方式，而可采用更經(jīng)濟(jì)，更高效的雙水內(nèi)冷技術(shù)，為國家自制大型發(fā)電機(jī)鋪平了道路，加速緩解了國民經(jīng)濟(jì)與電力工業(yè)的供需矛盾，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

后來，鄭光華結(jié)合科研成果，系統(tǒng)地進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，撰寫了《雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)減少通風(fēng)摩擦的新途徑--20萬千瓦雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)鐵芯空氣冷卻論證》的論文，從而為推廣自行研制雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)技術(shù)掃清了障礙，也為發(fā)展雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)建立了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)平臺。

1958年11月，劉少奇來到浙江大學(xué)雙水內(nèi)冷課題組。前右一為鄭光華。

1960年，一機(jī)部授予浙江大學(xué)雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)課題獎(jiǎng)金和銀盾一枚。1964年國家科委授予雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)國家發(fā)明證書。1985年3000轉(zhuǎn)/分雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

半個(gè)多世紀(jì)來，雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)技術(shù)為國家電力工業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。我國自制發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量由此迅速上升，到1981年制成了單機(jī)容量達(dá)30萬千瓦的雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)。同時(shí)，我國發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)迅速增長。1987年一年，北京沃爾沃發(fā)電機(jī)浙江省新增發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量120萬千瓦，其中一半是雙水內(nèi)冷的，包括秦山核電站的雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)。至20世紀(jì)80年代末，雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)在整個(gè)電網(wǎng)中占了很大比例，其中約占杭州市火電中的十分之九，發(fā)電量占浙江省所發(fā)電量的一半；在全國5萬千瓦及以上容量的火電機(jī)組中，雙水內(nèi)冷已占總裝機(jī)容量的52.34%。20世紀(jì)70年代開始，為了促進(jìn)中小型電站的建設(shè)，鄭光華還將雙水內(nèi)冷技術(shù)應(yīng)用于中小型電機(jī)的研究和推廣工作。

近年來，浙大電氣人始終瞄準(zhǔn)國家重大需求和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，北京沃爾沃發(fā)電機(jī)探索新型校地、校企關(guān)系和產(chǎn)學(xué)互融的新模式。學(xué)校先后在臺州、蘇州、杭州、紹興等地建設(shè)了“學(xué)科+研究中心+創(chuàng)新型企業(yè)孵化”平臺，科研團(tuán)隊(duì)與上海電氣持續(xù)合作推出亞洲最大容量11MW直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組，與中車共同努力實(shí)現(xiàn)全球首列350km/h時(shí)速永磁高速列車營運(yùn)。

今年，浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院面向“碳達(dá)峰碳中和”及以電能為核心的能源革命和交通電氣化，啟動(dòng)科創(chuàng)生態(tài)發(fā)展戰(zhàn)略，“3+X”的“新電氣”學(xué)科發(fā)展布局正加速形成。

文字來源：周伊晨

資料來源：《浙大口述——回溯半個(gè)世紀(jì)前的科研往事》

今日編輯：浙江大學(xué)融媒體中心學(xué)生記者團(tuán) 彭靜怡

責(zé)任編輯：李靈

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