高温轴承

型号查询 X

SIAIF轴承
全部类型
江南在线登录入口官网下载
 品牌筛选

成理出了个“超导F4”团队

  “地铁刹车时的脉冲能量峰值能达5兆瓦,相当于中型民航喷气式客机发动机的起飞功率。”

  “超导F4”小组成员刘伟博士介绍,地铁在一停一开间浪费的能量是非常大的。

  “成都地铁目前已规划到了18号线,每个站台上都预留了再生制动系统的空间,目前还空着的”,一位从事地铁设计工作的设计人员透露。

  “再生制动系统”正是刘伟的研究方向和成果,他和他的伙伴们正在将这一成果市场化,从研制阶段转入运用阶段,“仅成都地铁的市场容量就上百亿,我们的目标是全国所有拥有地铁的城市。”

  刘伟,成都理工大学副教授,西南交通大学博士毕业,是世界首辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号”的研发者、西南交大王家玉、王家素教授的得意门生。

  2012年,经推荐进入国家科技部中俄合作“高温超导飞轮储能器”项目担任总体研发,那一年他还不满30岁!

  在北京研发的三年间,他先后结识了做低温系统的中科院理化所博士彭国宏、在全球滚动轴承业排名第一的瑞典SKF集团担任大区销售总监的陈剑峰,再加上掌握“超导磁悬浮系统三维优化”核心技术、同出师门的师兄芦逸云,他们就组成了一个“超导F4”团队,去年10月正式组队,立志要将超导飞轮科技转化为现实生产力。

  2001年他立志要从事超导研究。2002年,他如愿考入西南交大,并在免试保送研究生时成为王家素教授的弟子。他牢记王教授的一句话,“科学研究要有全球视野,超导技术不仅要服务于我国的经济发展,更要为人类的进步做贡献。”

  也正因此,当超导飞轮研制成功,有人建议引进风险投资来推动市场应用时,他毫不犹豫地拒绝了,“王老师说过,高温超导科研我们目前与美国、日本同步,要把一马当先的优势保持下去,技术和产品是第一位的,不能急。”

  他研发的“超导磁悬浮系统三维优化”将产生悬浮的力所耗用材料的计算,精准度和控成本的能力大大提高。

  “曾经有国外企业出300万买这套软件,我们也心动了一下,最后觉得不能卖。”他说。

  在超导领域,-273℃才算线℃要算高温了。所以,他们研发的中俄项目才会被称为“高温磁悬浮超导飞轮”。

  陈剑峰说,SKF集团是世界滚动轴承业的“第一把交椅”,他在此间的10年,积累了丰富的市场经验和人际资源。令他由“站在圈外观看”到“走进内部创造”的根本原因,在于超导飞轮技术的领头羊和广阔适用。

  彭国宏演示了这个试验。泡在液氮中的超导材料温度已降至-196℃,他拿着一个环状金属,慢慢地向材料靠近。

  “当导体在低温下不产生电阻时,对靠近的物体会产生一股对抗的电流,使其在合适的位置形成悬浮。”刘伟解释。

  当这个原理应用于飞轮轴承,过去基于机械技术的滚动轴承,由于电阻的作用,在重载情况下,达到6000-8000转/分钟即发热严重而无法再提高转速。

  采用超导材料后,轴承和定子间形成悬浮,因而就没有摩擦阻力,只要给一点力,就可使轴承一直高速转动,达到6万-50万/分钟的高转速,所以取名为“高速飞轮”。

  形成了这样的高转速,就使超导飞轮具备了储存地铁“再生制动”所回收的巨大能量的能力。

  传统模式——一列地铁驶入站台,瞬间产生的巨大电能,通过电阻消耗掉大部分,另一部分散杂电流通过地下四处传递,能量被浪费。且由于地铁通风散热条件不好,长期累积会使隧道内温度上升,并引发电力波动。

  超导模式——当地铁刹车进站,电能从列车进入飞轮储能器,飞轮转速从5000转/分钟瞬间提至15000转/分钟;当列车启动时,能量从储能器传向列车,飞轮转速从15000转速降为5000转,刹车时产生的能量在此时可释放80%,推动列车启动向前。其电力波动幅度为10%。

  “在这一个模式里,电能几乎被全部收集,就像洪水被大坝拦截用作发电,很安全也很经济”,刘伟说,他因此给飞轮储能器起了个通俗的名字:地铁电池。

  在这个500平方米的区域里,目力所见的设备,除了冷气机,都是该团队自主研发的。如果将研制费用均摊到面积上,每平方米价值上万元。“超导飞轮涉及7种设备,我们自主研发的有6种”,彭国宏说,这些设备的研制用了一年时间。

  超导飞轮的样机静静地立在那儿,它是2016年作出来的,科技部给予的评价是:主要关键部件实现自主研发,达到国际先进水平。

  “这个样机就是用于地铁的”,刘伟说。2012年,在项目开始启动时,他们与北京地铁取得了联系。当时,北京地铁通过对照明、空调等设施做改造,每年节电约5%,但对地铁列车内部的动力改革,始终没找到好的办法。目前,“飞轮储能器的地铁运用”项目已向科技部报批,一旦批复就将在北京地铁率先实施。

  北京地铁运行30余年,已有15条线公里通车里程,每年耗电约15亿度,若普及使用该项技术,“每年可节电4.5亿度”,刘伟介绍,可为北京地铁节省费用数亿元。

  刘伟这样算账:一个站台需配置两至三台超导飞轮,投入约500万元,能够实现对站内所有地铁线路的储能调配,三年即可通过节能收回成本,地铁设施的电力质量和可靠性收益是初期投资的4倍,即20年可节约2010万元。而此20年间,飞轮的年运维费用仅为初期投资的3%,即约15万元。

  不仅如此,超导飞轮在四川制造,可以带动稀土冶炼、机电加工等产业链的发展,其整体经济规模可达上百亿。若扩展至全国拥有10条以上地铁线的城市,其产值可达数千亿。

  查询资料,超导飞轮的应用在全球均处于前沿,日本在新干线上研发了两套系统,去年做了测试成功,尚未进入商业运用。用全球的眼光看,“超导F4”的成果具有核心竞争力。

  在“F4”的PPT中,超导用途可不仅限于地铁,它就象一个革命性的工具,能够应用于风电、核电等新能源,能够应用于城市充电桩等新设备,能够应用于军事电磁武器等方面,具有广阔的应用空间。

  这个超级团队中,刘伟犹如硬件开发者,芦逸云好象软件配套者,彭国宏则象一台服务器,为他们创造运行平台,而陈剑峰便是一位整合行销人。四人特色鲜明,又互为支撑。

  这个平均岁数38岁的高知团队中,除了陈剑峰因为从事销售比较外向,其他三人都是典型的技术宅男。

  对于技术,他们侃侃而谈,希望能成为“世界上最顶尖的超导技术团队”;走入社会,他们也有感觉困难的时候。

  2015年初,由于进行装置试验借用的厂房旁有大型设备正常运行,震动造成数据失真,刘伟们到处寻找新的厂房。因为对供电要求达到兆瓦级能力,寻找厂房还挺费周折。

  后来,他们与新都区委组织部对接上,一连串的好事就来了——不仅被纳入“新都人才计划”高层次创新创业团队,赢得200万团队支持资金,还在新都工业园区找到了适用的厂房,并且得到了“将来投产时可拉电力专线”的承诺。

  这让他们增强了对未来的信心,以及对技术的自信。“希望今年市场拓展能力争上千万”,陈剑峰如此规划他和伙伴们的“第一桶金”。

  在即将告别的时候,记者问刘伟:“知识分子创业比做研发会复杂得多,也会面临很多变数,支撑你们不断向前的动力是什么?”刘伟回答:“因为爱,觉得做这个事很有趣,可以在一定程度上完成自己的想法,也能为社会创造价值。”

江南在线登录入口官网下载