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中国科学院工程热物理研究所

工程热物理研究所成立于1980年,前身是国际著名科学家吴仲华教授于1956年创立的动力研究室,1960年曾与力学所合并建制。有职工174人,其中专业技术人员147人,有中国科学院院士2人,中国工程院院士1人,研究员(包括正研级高级工程师)25人,副研究员、高级工程师等40人,中级科技人员 67人。具有硕士、博士学位授予权,并设有国家博士后流动站

研究所概况

工程热物理研究所的前身是国际著名科学家、叶轮机械三元流动理论创建者、工程热物理学科奠基人吴仲华教授1956年创立的中国科学院动力研究室,已建设成为应用基础与应用发展研究有机结合的战略高技术基地型研究所。研究所现有职工166名,科研人员133名,其中中国科学院院士2人,研究员18人,副研究员45人,中级专业技术人员54名。具有国家“动力工程及工程热物理”一级学科博士与硕士学位和环境工程二级学科硕士学位授予权,设有国家博士后流动站,有在站博士后10人,在读博士生94人,硕士生98人。2007年引入“百人计划”两名。

工程热物理所始终注意根据国家需求调整科研领域和方向,在科研领域和方向上有过两次重大战略调整,即从航空动力向能源与动力(20世纪80年代初)、从能源与动力向能源、动力、环境(20世纪90年代初)的调整。围绕能源、动力、环境这三大领域,逐步凝练了洁净煤碳联产技术、先进燃烧技术、传热传质技术、航空航天热物理和总能系统及可再生能源五个研究领域和方向,并取得了一系列有目共睹的成绩,如:三元流动理论的建立与发展、全三维粘性定常和非定常叶轮机械内部流动研究与设计系统研究、总能系统和新型能源动力系统研究、洁净高效燃烧、常规和超常条件传热传质等。建所以来获国家级三等和院部级二等奖以上共40多项,国家级四等和院部级三等奖以上近50项。

研究所一贯注重科研成果转化工作。20世纪80年代中期起步的循环流化床燃烧技术的研究与产业化工作,以1996年75吨/小时循环流化床锅炉的完善化为标志,完成了基础性研究、工业示范、产业化这一高技术研究与发展的历程,为推动中国循环流化床产业的形成和发展起到了决定性作用,目前正在以锅炉的大型化和高参数为目标开展攻关;20世纪90年代中期的国产汽轮机通流改造技术和产业化是通过新的运行体制将研究所长期在叶轮机械气动热力学研究方面的成果成功运用到工业领域的例子,基础性研究成果实现了产业化;“九五”期间开始部署城市固体废弃物处置与综合利用技术研究与开发,标志着研究所在环境领域的新发展,研究成果已在国内数个大中城市实施产业化推广。

2007年,工程热物理研究所科研成果转化工作成绩显著。研究所与保定高开区合作建立的华翼风电叶片研发中心,投产了第一片1.5MW风电叶片。与兖矿集团合作,完成了国内首个煤炭甲醇-动力联产示范工程。研究所在循环流化床燃烧技术方面继续与上海锅炉有限公司无锡华光锅炉有限公司、济南锅炉有限公司等企业加强合作,共同开发销售480-670吨大型循环流化床锅炉十余台。同时,研究所继续研发超临界1000吨级的超大型循环流化床锅炉技术。在不远的将来,循环流化床技术必将以其良好的性能和环保优势,发挥更大的作用,创造出不可估量的社会效益。

2007年,研究所在国家863重大项目支持下,同时启动了多个IGCC/联产示范工程,带动社会资金投入超过200亿。项目建成必将带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

2007年,研究所完成并结题项目16个,新争取项目50项。其中主持973项目1项,承担自然科学基金项目10项,含重点项目1项,承担863微型燃气轮机重点项目课题3项,863专题课题8项,863重大项目子课题1项,重点项目子课题2项,科技支撑计划1项,院地合作项目(地方、高校、企业等)11项,国际合作项目5项,其他项目8项,累计经费近6500万元。

2007年,工程热物理研究所共申报国家发明专利39项,实用新型10项。授权发明专利14项,授权实用新型9项。全年共发表论文254篇,有47篇被SCI收录,87篇被EI收录。

2007年,研究院知识创新工程重大项目“煤炭联产系统中动力生产核心技术研发”通过国家科技成果鉴定。鉴定委员会认为该成果采用自主创新技术填补了国内煤气化联产发电系统关键技术的空白,在国际上率先实现了煤气化联产发电系统工业示范,系统技术达到了国际领先水平。

受研究院知识创新工程重大项目和国家863计划支持,研究所与兖矿集团合作完成的“煤气化发电与甲醇联产系统关键技术的研发与示范”项目获得2007年度中国石油和化学工业协会科技进步一等奖,研究所为第二获奖单位。

2007年,研究所建立了质量管理体系,并于6月2日通过了北京新时代认证中心的现场审核。质量管理体系的建立,实现了产品质量和生产过程的标准化管理,使研究所的各项工作更加规范、有序、高效。

2007年,研究所成功召开了首次研究所发展战略研讨会,邀请了国家有关部门及研究院主管部门领导出席并做了指导性发言。此次研讨会围绕三期创新目标,就促进研究所及各实验室的可持续发展,寻求和探索新的学科方向与生长点等方面开展了积极的研讨,在国家能源清洁高效利用及动力推进技术进步等方面,提出了良好的发展建议。

2007年,研究所组织先进能源动力技术实验室院进行了院级重点实验室申请,7月顺利通过了由院科研基地处组织的“2007年材料工程领域院重点实验室现场评估”,填补了研究所在重点实验室建设方面的空白。

2007年,研究所国际合作与交流继续保持良好的发展态势,全年来访120人次,其中包括诺贝尔奖获得者、意大利国家新技术、能源与环境委员会主席CarloRubbia教授和瑞士苏黎士工业大学LotharReh教授。主办或承办国际会议3次。签署多项科技和合作项目。

2007年,研究所完成了专业技术职务的首次分级,后勤服务实现了社会化。

挂靠研究所的学会有中国工程热物理学会北京工程热物理学会。主办刊物为《工程热物理学报》《热科学学报》 (英文版)。

领导班子

秦伟,1962年生,原籍山东省济阳县,中共党员,博士,研究员。1979年至1986年就读于大连工学院并先后获学士、硕士学位;1991年于中国科学院化学研究所获博士学位;1993年10月于北京大学化学系高分子教研室博士后出站;1986年7月至2006年7月先后工作于青岛化工学院、中科院化学研究所、韩国化学研究所、中科院高技术研究与发展局等单位;2006年7月起任中国科学院工程热物理研究所所长。

 

组织机构

实验室

先进能源动力实验室

研究领域

可持续发展能源需求为驱动力,以热科学各分支学科为基础,并使之与环境科学化学工程系统科学计算科学等交叉融合,从能量转换的源头开始,研究能量高效转换与环境负荷最小化紧密结合的科学问题,为同步解决能量转换过程的效率、环境问题、经济障碍提供科学基础和新的技术途径。

研究方向

1.能源科技创新战略。以能源动力科技为重点,面向近中远期中国能源发展目标,开展以下研究:能源需求分析及能源技术评估;重大能源技术发展战略;能源装备技术创新战略;能源科技创新保障体系。

2.动力循环及系统。研究先进能源动力系统的模拟、集成和设计,揭示系统全息性能与规律,实现系统优化综合,形成改进系统和发明能源高效洁净经济利用新系统的方法。掌握IGCC/联产系统及其近零排放系统、先进空气湿化循环、分布式供能系统等的优化集成规律,建立关键部件设计技术基础,形成具有自主知识产权的系统设计技术。

3.固体燃料清洁转换。开展具有宽煤种适应性、优良变负荷性能的粉煤加压密相输运床气化技术的实验室研究、关键技术研发与集成、中试和示范,直接支撑IGCC示范工程的实施。在输运床气化技术研发成果的基础上,开展高效、清洁的煤基短流程直接制氢工艺、关键过程、关键技术的研究。

4.燃气轮机气动及燃烧。数值分析与实验相结合,开展叶轮机械气动正、反问题求解及优化设计,轴流压气机内部流动失稳的物理机制及控制策略研究;开展高性能发动机先进燃烧技术研究,富氢燃料燃烧机理研究,合成气燃烧室设计方法和技术研发,重型燃气轮机燃烧系统现场调试及技术验证等。

先进燃烧技术实验室

研究领域

主要从事生物质废弃物等多种燃料的清洁利用与开发,包括先进的燃烧、气化理论与技术的研究。在循环流化床燃烧技术大型化研究与开发、生物质燃烧发电和污泥无害化焚烧及技术开发、循环流化床热解气化技术的研究与开发等方面开展创新工作。

研究方向

1.循环流化床燃烧技术大型化研究与应用。研究开发自主技术的50MW-150MW-200MW-600MW等级循环流化床锅炉技术,并形成技术产品进行工程示范,进行相关技术特性的试验研究,形成开发大容量循环流化床锅炉的设计平台,提供循环流化床锅炉开发运行的咨询服务。

2.生物质燃烧发电和污泥无害化焚烧及利用。研究多种燃料在循环流化床中的燃烧特性及其燃烧装置,在实验室研究成果的支持下,进行工程化技术示范。

3.循环流化床热解气化技术。研究煤及生物质的循环流化床热解气化关键技术、工艺流程及工程化示范相关问题。

推进与动力实验室

研究领域

燃气轮机、可再生能源和节能降耗技术的研究为主线,充分发挥实验室在气动、传热和燃烧方面的学科优势,把产品研制、先进关键部件研制、前瞻性概念探索相结合,充分发挥基础研究的优势,为中国推进与动力及其民用化技术研发提供理论基础与技术支撑。

研究方向

1.内流气动热力学。研究(地面、航空)燃气轮机及其部件的气动关键技术、对转涡轮及对转压气机气动热力学、微与超微型燃气轮机气动热力学及结构设计、分布式能源系统、暂冲式短周期实验技术、冲压式叶轮机械气动热力学、航空升力推进系统、流体机械及系统、空气与燃气储能发电系统、涡轮冲压组合发动机(TBCC)、先进无人机动力系统、太阳能空间发电系统、涡轮增压器设计技术、计算流体力学及燃气轮机数值仿真等。

2.风力透平叶片研发。开展风力透平叶片气动、结构及噪声研究,风力透平叶片检测技术研究。

3.传热传质学。微时间与空间尺度传热传质、大功率电子、光电子与微电子元器件及系统的先进热管理、先进材料热物理性质评价、强化传热传质与高效节能、航空发动机传热与燃气轮机冷却、高效能量转换及储存与利用、先进热管与相变传热、斯特林机关键技术及基础理论。

4.燃烧学。研究燃气轮机燃烧室、微与超微型燃气轮机燃烧室、微重力和微尺度环境下材料的燃烧及载人航天飞行器防火技术研究;天然气煤层气、焦炉气、填埋气、沼气、化工尾气等各类气体燃料的无害化、资源化应用的先进燃烧技术;甲醇、煤焦油等各类替代燃料的先进燃烧技术。

科研项目

队伍建设

队伍建设与人才培养

2007年,工程热物理所人力资源工作围绕研究所的组织目标,加强规划,完善规章,注重队伍建设和继续教育,注重研究生培养的系统化、规范化建设,取得很好的效果。

人力资源规划

2007年,研究所结合实验室建设,推动以实验室为单位的岗位设置规划,将实验室的建设落到实处。围绕科研方向、目标和任务,对以科研群体为主的全所的人力资源进行了规划。研究所2010年人力资源规划的总体目标为:研究所正式职工规模达到200人,在岗科研人员160人,管理与支撑人员40人,以学科领域为构架凝聚科研团队,优化队伍的岗位结构、能力结构、年龄结构、知识结构,形成符合研究所学科发展的人才梯队。提升流动人员的规模与质量,博士后争取达到10-15人,研究生达到240人。充分利用百人计划、项目百人计划的形式,引进重点学科的关键人才,对于急需发展的学科给予重点支持;在已有科研团队的基础上,凝聚符合学科发展、以实验室建设为核心的科研团队;挖掘所内有潜力的青年科研人才,以科研项目为牵引,重点培养青年人员的能力。以实验室为基本构架,形成多联产、燃气轮机循环流化床可再生能源、总能系统等领域的优势人才群体。

加强制度建设

坚持公平、公正、公开的原则,发动研究所职工共同参与制定和完善研究所的人事教育制度体系建设,从制度的起草、修订、讨论、审议定稿、执行等各个环节出发,全面考虑制度的可行性。出台的制度涉及专业技术岗位分级、岗位设置方案、考核办法、聘用合同、实验室岗位设置、职工休假、人事争议调解、职工疗休养、项目聘用的实施、招聘录用员工、继续教育与培训等30多项规章制度,基本完善了研究所人事管理的制度体系。

为方便和规范工作,对人事教育工作中的事务性内容制定了详细的工作流程。教育工作流程进行了部分修改,重新印发了新的版本。人事工作方面将各类办事环节进行了认真梳理,制定了规范的工作流程,包括:新员工入所、退休手续办理、所内人员调动、离所人员手续、就医、招聘、百人计划引进、调动工作等13个工作流程,提高了管理工作的效率。积极推动人事档案的规范化,以表格、文件、工作流程单等为依据,对工作过程实施了规范化管理,保障人事材料归档完整性。

队伍建设

2007年度积极引进相关学科的带头人,3人通过所内百人计划答辩,1人已经正式申报院百人计划;新进所应届毕业生11人,调入3人,调出2人,退休6人。完成科研支撑中心、物业中心等岗位的竞聘及人事调整。

组织完成专业技术岗位的首次分级聘用工作,专业技术岗位首次分级聘用73人。其中科技岗位52人,自然科学系列39人,工程技术系列13人;支撑岗位21人,工程技术系列14人,实验系列3人,其它系列4人。

继续教育与培训

继续教育是提高人才素质、持续保持队伍创新活力、提升科技创新能力的重要途径,加强继续教育工作是实现“创新跨越、持续发展”的必然要求。

结合研究所知识创新工程的战略目标和总体部署,以全所齐心协力通过质量认证为契机,依据按需施教、以人为本的原则,2007年我所计划并完成培训24项,其中与质量认证体系相关的培训有12项。24项培训内容涉及质量管理知识和意识、科学道德、专业知识与技能、管理人员能力与技巧等多个方面。研究所各类人员——科技人员、管理人员和技术支撑人员均广泛参与。

2007年,经过一年的摸索,研究所建立了较为完备的继续教育体系并积累了有意义的继续教育经验。继续教育的开展,一方面使全所各类人员拓宽了视野,拓展了技能,培养了学习能力、实践能力和科技创新能力;另一方面,通过切实保障员工接受继续教育的权益,促进了一流研究所与和谐研究所的建设。

博士后工作

博士后是研究所科研力量的重要组成部分,是研究所的战略储备人才。1985年10月,研究所经批准设立“动力工程及工程热物理”博士后科研流动站,建站以来,研究所对博士后工作予以了充分的重视,已有50位博士后顺利出站,2006年被中国科学院授予“优秀博士后流动站”荣誉称号。

2007年,博士后规模进一步扩大,科研流动站有5名博士后进站,所内在站博士后达到10人。2007年,研究所对博士后公寓进行了全面的改善和装修,力图为年轻的博士们由学生向成熟的科研人员过度创建良好的科研与生活条件,吸引和培养更多的优秀青年人才。

研究生培养

研究所是培养中国工程热物理学科高层次专业人才的重要基地,拥有一批学识渊博、治学严谨的研究生指导教师。2007年,所内博士生导师15名,硕士生导师24名。

研究所研究生培养规模不断扩大,实现了跨越式发展。截止2007年9月,在学研究生共计192人,包括博士生94人,硕士生98人,形成了一支流动的、充满活力的研究队伍,研究生已经成为研究所不可缺少的研究力量。

2007年,研究所研究生教育再上新台阶,所内课程开设管理规定出台,11门课程相继开讲。课程内容紧扣能源、传热、航空发动机、燃烧、燃气轮机等研究领域,为逐步形成具有研究所学科特色、较为完备的课程体系奠定了基础。所内课程的开设有效丰富了研究生的课程教育,提高了研究所研究生的培养质量与一级学科的学术水平,同时也促进了研究生导师能力的全面提升。

2007年研究生活动广泛开展,活动形式丰富多样,既有元旦晚会、乒乓球赛、“三人制”篮球赛等文体活动,又有“人文论坛”、“博士论坛”等学术活动,更有“五四·回忆·思索”等爱国主题系列活动。大量活动的开展,不仅丰富了学生的课余生活,更增进了学生对研究所的了解和热爱,为研究所的创新文化建设注入了活力。

研究所毕业生规模逐年扩大,为中国培养了越来越多具有独立从事科学研究工作能力的研究人才和技术人才。2007年毕业生人数又创历史新高,42名毕业生走向工作岗位,就业率继2005、2006年后,持续保持100%,这体现了国家和社会对研究所毕业生的迫切需求,也体现了研究所毕业生良好的竞争力和综合能力。

2006-2007年度,29位研究生获得研究生院各类“优秀学生”荣誉称号;赵庆军同学获得“中国科学院院长优秀奖”,朱建国同学获得“宝钢优秀学生奖”,滕海鹏同学获得“中国科学院研究生科学与社会实践资助专项”资助。

2007年,研究所继续广泛开展与高校及科研机构的合作交流,吸引高校本科生来研究所进行毕业设计和暑期实习,并与中国科技大学签订了合作培养博士生框架协议,为2008年相关工作的推进奠定了良好的基础。

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