磁轴承事业部
磁轴承事业部 测厚仪 核电事业部

1、磁轴承事业部概况

        北京清能创新科技有限公司磁轴承事业部以清华大学核能与新能源技术研究院403室(磁轴承技术研究室)为核心技术依托,致力于将领先的磁悬浮与电磁支承技术成果产业化。磁轴承事业部聚焦于满足核能、能源动力、航空航天及高端装备领域对高可靠、高性能支承系统的需求。团队由清华大学科研人员及多领域工程专家组成,拥有从基础研发、系统设计、样机制造到工程验证和交付的完整能力体系。事业部长期坚持工程驱动、创新引领、可靠运行的发展理念,已形成多项国际先进、国内领先的核心技术与产业化成果。


2、技术方向与研发能力

磁轴承事业部在电磁系统与控制领域二十余年的技术积累,具备从原理设计到整机系统集成的全链条研发能力。
主要研究与产品方向包括:

磁轴承系统设计与一体化解决方案;

高精度、高可靠传感器与信号检测技术;

高集成度磁轴承电控与功率放大模块;

电磁轴承先进控制算法与振动抑制技术;

系统级智能监测、健康管理与故障诊断平台;

特种磁轴承技术(超高温、耐腐蚀、高压密封工况等)。


 

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                                                                                                                                                                                                               工程楼


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大型7MPa氦气试验回路

这些设施可覆盖从单轴承验证到整机系统级的多场景测试与评估,为产品可靠性和工程验证提供坚实基础。


3、典型工程与应用成果

磁轴承事业部承担并完成了多项国家级重大科研与工程任务,形成了在核电、能源动力、工业装备与科研装置等多个领域的系统化应用成果

1)核能领域:高温气冷堆主氦风机与氦气压缩

针对第四代核能“高温气冷堆”商用电站运行的苛刻要求,事业部开展了电磁轴承关键技术攻关,完成了主氦风机和氦气压缩机电磁支承系统的研制与国产化。研究内容涵盖主动振动抑制控制、轴承-转子系统动力学、在线监测与诊断、辅助轴承设计与电磁兼容分析等。该成果实现了核电主设备用磁轴承的自主可控和长期运行验证,荣获教育部高校十大科技进展奖(2014)

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高温60万kW高温气冷堆商用电站主氦风机、氦气压缩机

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10MW高温气冷试验堆(HTR-GT)主氦风机


 

2)氦气透平直接循环磁悬浮发电系统

“高温气冷“高温气冷堆氦气透平发电系统”(HTR-10GT)项目中,事业部成功攻克高温高压环境下挠性转子跨临界稳定运行难题,完成15,000 rpm高速转子的电磁轴承系统研制。该成果在国际上首次实现大型挠性转子跨越二阶临界转速的稳定控制,标志着我国在该领域处于国际领先水平


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4、工程应用与产业化成果

事业部在国家“863计划”、科技重大专项及重点研发计划等支持下,建立了从技术研发 → 工程验证 → 产品制造 → 项目交付的全流程体系。

典型工程领域与成果如下

项目名称/应用领域

主要技术参数

核电领域                                                       


60MW商用高温堆核电站主氦风机电磁轴承

功率:4.5MW,转速:4000rpm,7MPa,氦气

60MW商用高温堆核电站氦气压缩机电磁轴承

转速:9800rpm,7MPa,氦气

高温堆燃料输送用氦气压缩机

转速:9800rpm,7MPa,氦气

其他领域


超临界二氧化碳(S-CO2)透平和压气机组

功率:1.2MW,转速:20000rpm

氦气透平压气机组电磁轴承

功率:500kW,转速:24000rpm

汽发机组电磁轴承

功率:750kW,转速:20000rpm

5MW氦气轮机电磁轴承

功率:5MW,转速:16500rpm

汽发机组电磁轴承

功率:1.6MW,转速:15000rpm

高温高压水介质泵屏蔽电磁轴承

功率:***,转速:3000rpm

磁悬浮高速电机

功率:315kW,转速:42000rpm

超临界二氧化碳(S-CO2)机组

功率:800kW,转速:20000rpm

高速离心压缩机电磁轴承

功率:260kW,转速:27000rpm

汽发机组电磁轴承

功率:750kW,转速:20000rpm

超临界二氧化碳(S-CO2)透平和压气机组

功率:***,转速:15000rpm

2.5MW工业压缩机电磁轴承

功率:2.5MW,转速:7000rpm

主给水泵电磁轴承

功率:10MW,转速:6000rpm

2MW工业压缩机电磁轴承

功率:2MW,转速:13500rpm

低温余热发电机组电磁轴承

功率:1MW,转速:9500rpm

低温氦膨胀机

转速:120000rpm,温度:20k

超高速磁悬浮压缩机电磁轴承

功率:250kW,转速:60000rpm

1MW工业压缩机电磁轴承设计

功率:1MW,转速:30000rpm

2级8kg高速离心空气压缩机

功率:300kW,转速:60000rpm

高速磁悬浮永磁电机电磁轴承

功率:1.12MW,转速:18000rpm

……




5、 核心技术与创新突破

磁轴承事业部在高温、高压、高速环境下的电磁支承系统领域取得多项关键突破:

· 跨临界挠性转子控制技术:实现大型转子在可控状态下安全跨越二阶临界转速;

· 高温密封环境磁轴承系统:完成7MPa氦气环境下长期稳定运行验证;

· 智能监测与故障诊断平台:建立全生命周期健康监测与数据分析系统;

· 自主设计全链条:覆盖控制算法、功率放大器、传感器、系统集成等核心环节。

这些成果推动了我国在核能与高端装备领域的自主化进程,确立了清能磁轴承在行业内的技术领先地位。


6、主要获奖:

2014年 教育部高校十大科技进展“高温气冷堆主氦风机工程样机研制”

2020年 清华大学核能与新能源技术研究院院级先进集体

2024年 四川省技术发明奖一等奖