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水电苍鹰——吴新润
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哈电机水电历史的见证者

 

——哈电机公司原副总工程师、教授级高级工程师吴新润

 

吴新润是电机公司原副总工程师、教授级高级工程师。79岁的他,为心爱的中国水电事业奉献了自己的一生,见证了哈电水轮机技术由起步到走向成熟的全过程。1959年,吴新润从莫斯科包曼工业大学水泵及水轮机专业学成归来,获得了硕士学位,同年3月份来到了电机公司,开始了他水轮机科研、设计制造工作的旅程。在此期间,吴新润荣誉满仓,1985年至1994年,兼任了中国动力工程学会第四、五界常务理事兼副秘书长、第五界水轮机专业委员会主任,直到现在,还同时兼任着中国水力发电工程学会理事、东北地区水力发电工程学会的副理事长。

带上梦想起航

硕士毕业来到电机公司的吴新润,被分配到了当时的水轮机科水力计算组,作为组内4人中唯一的一名留学生,吴新润进入了水力计算组设计水电流道的行列。当时,中国的水电还处于起步阶段,完全没有水轮机自主开发的能力,所有的设计图纸都是靠翻译从国外带回来的资料,一步一步地转化、模仿。那个时候,画图纸要用图版,比现在要复杂得多。画一个转轮图纸,需要一个大的图板,画成一比一大小,再描图。当时,市面上没有这样大小的画图用的曲线板,都是设计人员自制的。如今,画图工具早已变成了高速度的计算机,曾经的曲线板、定制尺逐渐搁置。从上世纪五六十年代吴新润参与800千瓦水轮机的研发,直到现在8000千瓦向家坝空冷机组发电在即,这是一个多么大的变化呀。

1950年代,由于我们还没有建立起必要的水力试验手段,水力设计也仅仅是生搬硬套别人的资料,纸上谈兵,直到1963年,电机公司第一批能量和空化试验台的投运,水力设计才得以正式起步。然而,从当初只能采用别人的试验结果,到自行设计试验,虽然硬件配备上取得了飞跃,但却遭遇理论与实际接轨难的问题。何况,一直伸手援建我国水电项目的苏联专家已经于1960年撤回了本国。在困难面前,吴新润没有被吓到,他清醒地认识到,祖国电力的需求不会因为技术的不发达而减弱,共和国的长子也不会因为没有外援而倒下!机组要上马,必须独立研发,掌握核心技术。

为了这一艰巨的使命,吴新润如饥似渴地扑到了产品研发中。他从混流式转轮研发入手,围绕当时即将上马的云峰、刘家峡等一些项目,以及当时新安江机组所采用的PO662转轮在运行中叶片背面出现较严重的空蚀展开了工作。PO662转轮虽然有较好的模型效率水平和较低的空化系数,但叶片实际的空化状况却很不理想,为了改善的叶片局部空蚀状况,不得不采用在真机叶片上割鼓包的办法。为了扭转这一局面,吴新润带领所在的团队,悉心钻研,为我们早期的水力设计提供了很好的启示,随着不断地钻研和试验积累,理论基础逐渐丰满,直到现在,公司已经能较好地掌握引进的计算机流动计算技术(CFD),这与当初的技术积累是密不可分的。

在电机公司第一批试验台建成之后,吴新润还主持了我国大型水轮机通流部分的研发,其研究成果成功应用于青铜峡36兆瓦机组和葛洲坝170兆瓦机组,这两台机组在当时是国内最大的,这也是电机公司第一批轴流转浆式水电机组,为我国独立开发水轮机的研究迈出了第一步。

与中国水电一起进步

1970年代,吴新润作为水力组负责人,全面组织葛洲坝转轮的研发。为了提供一个好的设计方案,吴新润和他的团队废寝忘食,边设计边试验,用统计法计算各项参数,全部都是用手写脑算,几十个设计方案连续试验了两年,这个中国首台五叶片转轮的研发着实充满了艰辛和曲折。通过反复研究,终于确认了在大流量区尾水管高度和中墩形状对性能的影响,解决了葛洲坝170兆瓦机组出力受阻问题,在5叶片转桨式转轮水力研究课题中,我们取得了优于苏联铁门机组的试验成果,并将这一成果成功地运用到葛洲坝125兆瓦的水电机组中。1976年,电机公司完成葛洲坝转轮试验,试验结果优异。该机组的设计制造荣获国家质量金奖,整个葛州坝工程获国家科技进步特等奖。中国工程院院士梁维燕赞赏吴新润“是我国不可多得的水轮机专家!”

1980年代,转轮设计已经由手工设计转化为计算机设计。电机公司与清华大学合作开发了从而为有势流道准三维、三维有势流,甚至简单的粘性流计算程序,还开发了性能预估程序。这些程序的开发,提高了设计成功的命中率,缩短了水轮机研制的周期,转轮的效率水平较1960年代——1970年代提高了1%2%。这些成果在吴新润的参与下,被成功地应用于天生桥二级等一批机组中,准三元流动分析程序还在刘家峡2号机的改造应用中,通过计算,得出了转轮沿下环流线处的速度场,可以充分判断出以后可能的磨损程度。

1978年,吴新润当上了水轮机设计室的主任,1984年,又担任了哈电机副总工程师。在此期间,吴新润在潜心科研开发的同时,还作为第一负责人,着手高水头试验台的建设。高水头试验台是国内从无到有的试验台项目,可借鉴的建设经验几乎为零。要保证后续水电机组的试验结果,就必须做好试验台建设,有了好的试验基础,才能更好地出试验成果。“要建就建出世界水平的试验台!”本着这一思想,吴新润充分考虑了测功机摩擦系数转动、流量校正等一系列参数,为后续测得精准的试验数据提供了重要保证。1984年,高水头试验台建成并通过国家的鉴定,正式投运,1987年,这个高水头试验台可以按照世界模型试验的规程进行相关试验,测试精度达到当时世界先进水平,为国家重点水电项目的模型试验立下了汗马功劳,成为水轮机行业中具有里程碑性质的大事。直到现在,这个高水头试验台依旧在发挥着她的光和热。

1986年,中央确定,重新论证三峡工程方案,水电部邀请412名专家组成了14个专家组,吴新润等人进入其中的机电设备组,紧随着时代的脉搏,参与论证了三峡机组国内制造的可行性;三峡水轮机总体结构的讨论及水力性能包括机组稳定性的预估等,提出了一些可行性意见。那时,无论是组织工程技术人员攻关,技术转化,还是技术指导,到处都有吴新润的身影。在吴新润主持的国家九五科技攻关项目三峡水轮发电机组的研制中,大型水轮机设计分析与计算软件(系统)开发和试验设备研制大型水轮机推力轴承仿真机全模拟试验研究被评为九五国家重点科技攻关(重大技术装备)优秀科技成果。随着2012年三峡地下电站最后一台机组的成功发电,这个历时几十年建设的举世瞩目的项目终于正式告一段落,吴新润等老一代技术人员功不可没。

除此之外,吴新润还主持了一系列重大水轮机产品的设计和制造,主持开发了一批新技术和消化吸收了一批新技术,如热弯叶片、叶型的测量方法先进的刚强度计算方法等,成功地应用于鲁布革150兆瓦、岩滩302兆瓦、隔河岩300兆瓦、水口200 兆瓦、五强溪240 兆瓦及天生桥Ⅱ级220 兆瓦水电机组,提高了这些机组的质量和技术水平,其中福建水口机组是目前世界上单机容量最大的高水头转浆式水轮机,由于此机组中所采用的新技术及技术难度,被评为机械部科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。作为水轮机技术专家参加了课题水轮机制造工艺模拟及质量控制研究,该项目获2001年度国家科技进步二等奖。

在谈到对公司的未来有哪些期待时,吴新润说,要想在国际水电行业站稳脚跟,一定要有坚强的技术实力,要有优异的产品质量作保证,当前市场竞争太激烈,在竞争中生存不易,一定要留住人才。虽已到了退休的年龄,受哈电机公司的回聘,直到现在,吴新润还一直工作在技术第一线上,为我国的水电事业贡献了自己的全部。他的这种精神永远值得我们年轻一代学习。

 
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