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          世界首臺500兆瓦沖擊式機組轉(zhuǎn)輪完成焊接制造

          2025-01-07 10:52:18

          來源:科技日報

            世界首臺500兆瓦沖擊式機組轉(zhuǎn)輪完成焊接制造

            扎拉水電站有了強勁“心臟”

            ◎本報記者 李麗云

            通 訊 員 王學善

            2024年12月30日,世界最大單機容量、最大尺寸沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪在哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司焊接制造成功。世界首臺單機500兆瓦扎拉水電站沖擊式水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)輪問世,標志著我國高水頭、大容量沖擊式水電機組的研制實現(xiàn)了重大突破,其技術(shù)水平位居世界前列。

            該水輪機轉(zhuǎn)輪是國家“藏電外送”骨干電站扎拉水電站水輪發(fā)電機組的“心臟”,可為發(fā)電機提供500兆瓦額定功率的動力。扎拉水電站是藏東南清潔能源一體化基地核心電站,國家能源局能源領域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目,也是目前世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項目。

            “扎拉水電站是目前國內(nèi)唯一可以開展‘500兆瓦級高水頭沖擊式機組研制及應用示范’的水電項目,戰(zhàn)略意義重大、發(fā)展影響深遠。在以中國大唐集團為代表的能源骨干企業(yè)共同助力下,我們成功實現(xiàn)扎拉轉(zhuǎn)輪焊接這一最關鍵核心部件的研發(fā)制造,助力加快西南清潔能源基地建設。”哈電股份副總裁,哈電電機黨委書記、董事長王貴說。

            扎拉水電站位于西藏自治區(qū)昌都市左貢縣。該電站設計水頭671米,裝設2臺單機容量500兆瓦沖擊式水電機組。沖擊式水輪機是用壓力管道引導水流沖擊水斗式轉(zhuǎn)輪進行能量轉(zhuǎn)換的水力機械,轉(zhuǎn)輪是最重要的受力部件及通流部件之一,直接影響機組效率。在機組運行狀態(tài)下,沖擊式轉(zhuǎn)輪時刻承受高頻率的動態(tài)壓力,對機組的安全穩(wěn)定運行起著至關重要的作用。

            哈電電機自主研制的沖擊式轉(zhuǎn)輪能量轉(zhuǎn)換效率達到世界先進水平。該轉(zhuǎn)輪采用鍛焊結(jié)構(gòu),由1個輪轂鍛件和21個水斗鍛件組成,焊接后的重量超過90噸。“此前,我國沖擊式水輪機的效率為91%左右,這次的技術(shù)突破將效率提高到92.6%。按照500兆瓦機組一天運行24小時計算,效率提高1.6%,每天約能夠增加發(fā)電量19萬度?!惫娂瘓F首席技術(shù)專家陶星明說。

            作為世界單機容量最大的沖擊式機組轉(zhuǎn)輪,該轉(zhuǎn)輪的輪轂鍛件直徑為4.7米、厚度達1米,創(chuàng)造了馬氏體不銹鋼最大鍛件世界紀錄。加工后的轉(zhuǎn)輪最大外徑6.23米、最大寬度1.34米,也創(chuàng)造了沖擊式轉(zhuǎn)輪世界紀錄。其焊接、加工等環(huán)節(jié)的制造技術(shù),都處于相關領域前沿。由于材質(zhì)、形狀、尺寸等原因,扎拉沖擊式轉(zhuǎn)輪的焊接制造要求極高、難度極大,探索制造該轉(zhuǎn)輪的過程,存在很多風險因素和不確定性。

            為突破扎拉500兆瓦沖擊式轉(zhuǎn)輪焊接難關,哈電電機開展了技術(shù)攻關,采用數(shù)字仿真技術(shù),進行大型水斗的模鍛技術(shù)研究,選擇了性能優(yōu)異且高效的鍛焊制造工藝路線;通過三維檢測模擬計算進行裝配焊接,探索選用了最優(yōu)的焊接參數(shù),將整體鍛造的輪轂和水斗焊接在一起,提高了轉(zhuǎn)輪的沖擊韌性及耐疲勞性能。

            哈電電機實現(xiàn)扎拉500兆瓦沖擊式機組轉(zhuǎn)輪焊接制造的突破,破解了超大超厚低碳馬氏體不銹鋼強韌鍛件焊接難題、攻克了復雜曲面超厚水斗高效高強韌焊接制造難關、掌握了超高結(jié)合強度表面強化制造工藝關鍵技術(shù),推動了我國電力裝備制造技術(shù)取得了重大突破,在我國能源裝備制造行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展進程中樹立了新的里程碑。(科技日報)

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