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水能科技
誰是中國近代水輪機設計第一人?
2017-06-01 09:39:10 來源:北極星電力網新聞中心 作者: 【 】 瀏覽:1432次 評論:0

    近代水輪機通常指迄今廣泛應用的水輪機,即是1827年法國工程師B.富爾內隆制成的反擊式水輪機,1849年美國工程師弗朗西斯設計改進形成的混流式水輪機,1880年美國工程師培爾頓發明的沖擊式水輪機,1912年奧地利工程師卡普蘭設計的軸流轉槳式水輪機,以及20世紀40-50年代,相繼出現貫流式和斜流式水輪機,和用于抽水蓄能電站的水泵水輪機。

  中國第一臺近代的水輪發電機組,1905年裝設在臺灣省的龜山水電站,是日本占領期間由日本廠家制造的混流式水輪機。中國大陸第一臺近代的水輪發電機組,1912年開始發電,裝設在云南省的石龍壩水電站,是由德國廠家制造的混流式水輪機和發電機。

  在那以后,從1912年到1949年的近40年間,全國共建有正規水電站42座,水電裝機容量93.3 萬千瓦,到1949年尚能運行的有16.3萬千瓦。其中裝機容量超過1萬千瓦的,是日本侵占東北期間,在第二松花江上建設的裝有8臺共5.6萬千瓦的豐滿水電站,和在牡丹江上裝有2臺1.8萬千瓦的機組的鏡泊湖水電站。此外,在四川、西藏、云南、貴州、福建等地建設的小水電站的水電機組、水輪機設備大多是從歐美進口的近代水輪機組。

  中華人民共和國成立后的電站設備,已為大家所熟悉。由哈爾濱電機廠的前身東北電工四廠、沈陽電工機械廠和沈陽高壓開關廠合作制成的800千瓦水輪發電機組,安裝在四川下硐水電站,1952年發電運行。1955年12月發電的北京官廳水電站,安裝了3臺1萬千瓦機組。福建古田一級電站,先后安裝2臺哈爾濱電機廠于1953年制成的銘牌出力6200千瓦和4臺1.2萬千瓦機組。云南東川安裝有水頭200米、銘牌出力為800千瓦的臥軸沖擊式水輪機組。廣東流溪河裝有4臺1.05萬千瓦機組。1956年四川獅子灘水電站裝有4臺1.2萬千瓦機組。江西上猶江水電站裝有4臺1.5萬千瓦機組。這些20世紀50年代建成的電站裝設的都是近代水輪機。

所謂近代水輪機設計者,應為熟悉前述水輪機的理論,熟悉水力設計、結構設計以及有制造實踐者。毫無疑問,前述水輪機的設計者,都是近代水輪機的設計者。

  值得注意的是,1949年后國內制造安裝發電的第一臺機組,是在1952年發電的四川下硐水電站的800千瓦水輪機組。中國水輪機發展史中一般都稱其為第一臺新中國自己設計制造的水輪機。

  今年85歲的中國工程院院士梁維燕,在2009年接受“院士訪談”時,對這段歷史“訪談文章”是這樣講述的:

  1951年,國家第一次對高等院校畢業生進行統一分配工作,北洋大學(現為天津大學)僅有三人被分配到電工四廠,梁維燕便是其中之一。剛剛進廠不久,年輕的梁維燕便參加了我國自行設計制造的第一臺800千瓦立式水輪發電機組的總裝試驗工作,談及當年的情景,梁教授回憶:“國民黨軍隊撤退時,把四川下硐水電廠給炸毀了,周恩來總理要求東北電工局盡快修復,在老工人和歸國工程師帶領下,我們大家一起克服重重困難,以戰斗姿態來設計制造800千瓦水電機組,最終園滿完成了任務。

  這篇訪談文章只說梁院士參加總裝試驗工作,設計工作當然不是“老工人”而應該是“歸國工程師”了。

  這些歸國工程師是誰呢?他們就是根據1945年9月國民政府資源委員會與美國摩根.史密斯公司簽訂技術合作協議,派赴美國摩根.史密斯公司學習水輪機設計的俞炳元,以及1947-1949在美國摩根.史密斯公司學習的陶煒和王述羲。

  美國摩根.史密斯公司(后來的阿里斯.查爾摩斯公司,現在的美國福伊特水電公司)是世界上一流的水輪機公司,當時已設計制造了在美國大古力、胡佛電站運行的10.8萬千瓦水輪機。

  本文要說的故事就是在梁院士訪談中的一句話:“國民黨撤退時,把四川下硐水電廠給炸毀了。”那么這被炸毀的下硐電廠的水電機組原來是誰設計制造的呢?

  為了在《三峽工程史料選編》中核對史實,我查閱了下硐電站的史料。

 這個下硐水電站是四川龍溪河下游最后一座電站,全名叫“下清淵硐水電站”。是國民政府資源委員會繼開發長壽桃花溪電站并于1941年發電后開發的水電站。桃花溪電站的臥軸沖擊式水輪機由英國古柏公司制造,發電機由美國西屋公司提供。

  1939年10月開工的下硐水電站利用毛水頭(水位差)43米,裝機容量3000千瓦。計劃裝設單機容量750千瓦的混流式機組4臺,向英、美各訂購了2臺。

  由于受第二次世界大戰的影響,機組設備滯留在越南海防港,于是出現了“有廠待機”的意外局面。為了不坐等發電,只有自已想辦法。

  當時四川宜賓電廠有一臺閑置的(50/60周波)的變頻機,容量為1940千伏安,可以改造為發電機。這次改造工作由朱仁堪實施并取得成功。朱仁堪1936年畢業于上海交通大學電機系,那時在資源委員會中央電工器材廠昆明廠工作。

  那么下硐電站水輪機又從何而來呢?這1000馬力(750千瓦)的水輪機就是由名叫吳震寰的工程師設計,由陶煒當時所在的重慶民生機械廠制造的。他們用兩臺750千瓦的臥式水輪機帶動這臺改造好的發電機,于1941年1月安裝完成投入運行。一直運行到1949年11月29日下午6點,國民黨軍隊撤退時炸毀了電站,這兩臺水輪機共運行了9年。

  吳震寰(1901-1949)何許人也?他怎能設計制造現代水輪機,成為中國近代水輪機設計第一人呢?

  作者在 2005年寫作“在水電世界馳騁”一書時,通過查閱資料、研究歷史,得悉他是中國著名革命家吳玉章唯一的兒子。1917年進入留學法國的預備學校——河北保定育德中學,1919年赴法勤工儉學,進入法國格勒諾布爾(作者“在水電世界馳騁”一書中稱之為:法國水輪機之都)電科專門學校,并在格勒諾布爾工廠學習水輪機技術,畢業后當了一名水電工程師。以后又在法國、德國邊境從事水電建設5到6年。1933年在蘇聯國家計劃局任工程師4年,又在蘇聯烏克蘭水電工地工作到1937年。1938年隨父親回囯后,應聘為國民政府資源委員會長壽龍渓河水力發電工程處工程師兼工務長,為興建桃花溪電站做出重要貢獻。在下硐水電站“有廠待機”時,他運用在法國格勒諾布爾所學知識和10年在蘇聯水電建設的經驗,成功設計制造我國第一臺現代水輪機,1941年1月在下硐電站投入運行。

  格勒諾布爾市150年來始終是法國水輪機的研發中心,阿爾斯通公司便坐落于此。在三峽左岸電站競標中取得8臺機組的合同,在三峽右岸、地下廠房和溪落渡機組招標中都成功中標,迄今這些電站舉世聞名的大機組,都在安全穩定運行。

吳震寰在赴法國勤工儉學的時候,于1930年加入中國共產黨,在這批當年留法勤工儉學的人中,后來不少人成為中共和新中國的領導人。吳震寰更多選擇工程技術,以造福貧困落后的中國。他在法國水輪機之都格勒諾布爾電科專科學習,在格勤諾布爾工廠勤工儉學,在烏克蘭水電工地工作的經歷,為他在四川桃花溪水電站、龍溪河下硐電站建設中,扮演了不可替代的角色。

  機緣巧合,正是由于下硐電站向英美兩國訂購的4臺750千瓦的水輪機滯留海外,造就了吳震寰成功設計制造了下硐1000馬力(750千瓦)水輪機的史實,并且成功運行了9年。

  1941年由中國人自已設計制造的下硐水輪機,毫無疑問使吳震寰成為中國現代水輪機設計第一人。

  有的文章和圖書(例如國家能源局的“中國水電100年”),將為福建早期水電做出突出貢獻的南平紀廷洪先生,在1927年“改裝舊的木質水輪”,稱之謂 “拉開了中國人制造的水輪機的序幕”;把1930年“自己動手仿鑄水渦輪機”稱之謂“研制我國水輪機第一人”;把1944年紀廷洪對進口的水輪機進行測繪、仿制的132千瓦水輪機,稱之為設計制造中國水輪機第一人。從歷史史實看,紀廷洪所受的教育、掌握的知識、技術工作經歷,他都沒有具備設計制造真正意義上的水輪機的實力。我們不應將其人為拔高為設計制造中國水輪機第一人。

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