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  • 解码金沙江上“白鹤滩”

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  在建规划全球第一、单机容量国际第一、装机规划全球第二本年6月28日,一阵欢呼声中,金沙江白鹤滩水电站的左右两岸两台百万千瓦水轮发电机组高速转动,第一批机组正式投产发电。

  白鹤滩水电站是国家动力战略布局“西电东送”的主干电源点,是长江防洪体系的重要组成部分。在工程施工制作中,工程人员们霸占多项国际级难题,发明了多项纪录。与此一起,全球单机容量最大功率百万千瓦的水轮发电机组,完成了我国高端装备制作的重大突破。这标志着我国大型水电工程制作完成从“中国制作”到“中国发明”的历史性跨越。

  从1991年开端白鹤滩梯级电站制作的前期研讨,到2004年白鹤滩水电站全面发动可行性研讨,从2010年正式筹建,再到本年5月31日大坝全线浇筑到顶,阅历三十载艰辛磨砺,白鹤滩水电站总算迎来第一批机组投产发电。

  作为国际上目前在建规划最大的水电工程,白鹤滩水电站是金沙江下流四个水电梯级乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的第二个梯级,在制作中发明了多项国际纪录:地下洞室总长217公里,地下洞室群规划国际第一;拦河拱坝高289米,相当于100层楼高,为国际第三;最大泄洪量到达每秒42348立方米,6分钟即可灌满整个西湖,枢纽泄洪功率国际第三。

  据三峡集团董事长雷鸣山介绍,白鹤滩水电站核心技能均为自主研制,“2022年7月悉数机组投产发电后,白鹤滩水电站将成为仅次于三峡水电站的国际第二大水电站。”

  在群山峡谷之中制作水电站,发电厂房建在哪?怎么让每台高50米、分量超8000吨的水轮发电机组安卧其中?对此,三峡集团白鹤滩工程制作部主任汪志林介绍,水电站的引水发电体系设备被安顿在两侧山体专门开挖的地下洞室中,地下洞室开挖量达2500万立方米,“足够填满2个西湖”。

  与此一起,左右岸的引水发电体系共安置了超越160条隧洞,由进水口、压力管道、尾水隧洞、尾水出口等建筑物组成,加上各种廊道、管道,从而构成一个庞大的地下洞室群。而左右两岸的地下厂房长达438米,高度近90米,相当于30层楼高,跨度34米,也是国际之最。这里,正是16台百万千瓦机组的“栖息之地”。

  “白鹤滩水电大坝最大坝高289米,整体方案浇筑低热混凝土803万立方米,规划巨大。”三峡集团白鹤滩工程制作部党委书记何炜说,大体积混凝土的温控防裂一向是工程界的难题。混凝土中的水泥水化反应会发生热量,使得混凝土浇筑后温度上升,之后再缓慢冷却到环境温度。如果不采纳有用的温控措施,任由混凝土热胀冷缩,难免会发生裂缝。

  而白鹤滩水电站大坝做到了没有一条毫米级的温度裂缝。何炜介绍,这一方面得益于“斗极”体系的助力,另一方面得益于自主研制的低热水泥。为完成“无缝”方针,工程人员运用斗极导航体系完成对浇筑阶段的实时监控、全面感知。而为从源头上处理温度裂缝问题,白鹤滩特高拱坝选用我国自主研制的低热水泥,有用操控混凝土最高温度,避免混凝土温度裂缝。

  大量混凝土浇筑条件下,怎么完成智能制作,是三峡集团白鹤滩工程制作部工程师刘春风一向关注的要点。得益于长期的水电工程制作经历,在白鹤滩水电站制作过程中,智能制作体系给每一仓混凝土原材料配上“身份证”,完成智能配比和可追溯。

  现在,盯着体系,轻点鼠标,大坝施工全过程数据、科研成果等模块便依次展开。刘春风介绍,体系完成了全天候不间断,迅速回应着动态监督、点评预警、终端推送等多方需求,确保最客观、最直接的数据助力现场科学决策。

  在安全稳定的地下洞室开挖完成之后,怎么确保大体积混凝土浇筑的质量则是工程人员考虑的要点。“地下厂房桥机最大起分量达1300吨,牵引转子转轮吊装时,需求岩壁梁来承当这样巨大的荷载。”汪志林说,如果岩壁梁混凝土浇筑不密实不紧固,结果不可思议。

  为了战胜挑战,工程人员将白鹤滩地下洞室的建筑物外立面做到了“免装饰”水平。汪志林介绍,“免装饰”便是外立面光滑细腻,混凝土直接浇出,后期不用装饰就已有陶瓷般的触摸感。这得益于工程人员在浇筑模板选型、结构安置等方面的精雕细镂。“比如模板的挑选,惯例的钢模板能够重复运用,可一旦模板变形,便会导致浇出的混凝土坑坑洼洼。”为此,制作者们选用了只可运用两次的模板,以此确保浇筑的平整与光滑。

  金沙江流域降水年内分配极不均匀,年降水主要会集在5至10月,可占到年降水量的80%以上。白鹤滩拱坝位于金沙江上的河谷狭窄处,汛期来势凶猛的强降雨汇入金沙江后,洪水向大坝奔涌而来。最大泄洪量每秒42348立方米,下泄落差高达190米,9万兆瓦的能量需求消刹。如此大的“泄洪消能”,在国际上难度也最大。

  为处理窄河谷、大泄量条件下泄洪消能等问题,负责规划的华东勘察规划研讨院选用坝身孔口和岸边泄洪洞联合泄洪的方法进行泄洪。工程师们经过对坝身最大泄量的深入研讨,合理确认了坝身与岸边泄洪洞之间的泄量分配比例。针对坝身泄洪消能,工程师们在归纳分析下流河床承受能力、坝身孔口安置方法、坝身开孔对坝体结构影响等要素的基础上,经过大量水工模型试验验证,决定选用“坝身两层孔口”的安置方案,将坝身孔口的最大泄量操控在30000立方米每秒,泄洪建筑物超泄能力强、运行可靠性高,有用处理了超大泄洪规划不对称拱坝坝身泄洪消能的技能难题。

  据了解,白鹤滩水电站装机总容量1600万千瓦,左右两岸分别装置8台100万千瓦水电机组。6月28日,第一批2台机组投产发电。

  据研制发电机组的东方电机有限公司相关负责人介绍,白鹤滩水电站单机容量为百万千瓦,是国际上单机容量最大的水电机组。水轮机最优功率到达96.7%,发电机额定功率超越99%,是国际功率方针最高的水轮发电机组。

  一起,机组定子绕组温升不超越63K,转子绕组温升不超越58K,为水电行业最严格的温升操控水平;额定电压24千伏,为水电行业最高电压等级。

  发电机组核心部件完成了智能制作。东方电机有限公司工艺部相关负责人邹应冬介绍,白鹤滩发电机核心部件定子线棒、转子线圈、定子冲片的出产制作,选用了数字化车间出产,出产功率大幅提高,运营成本大幅下降,产品研制周期大幅缩短,产品不良品率和能耗大幅下降。

  与以往不同,此次运行机组转动部件由上万个零部件构成,重达2600吨,但在总装后却完成了“零配重”,成为全球首个巨型水轮发电机组不需试运行配重即满足精品方针的案例,也是水电史上首个“零配重”机组。

  东方电机白鹤滩项目部现场负责人冷建华介绍,百万千瓦机组由转轮、转子、主轴等组成,上万个零部件拼装。“这些零部件如果不是一个机床出产的,或许都会呈现纤细的分量差别,那么转起来就会呈现力矩不平衡误差,需求配重之后才能进入下一个环节。”冷建华说,但白鹤滩百万千瓦机组完成了“零配重”,几乎没有力矩不平衡,阐明在研制规划、制作加工、装置误差操控上均做到了极致。

  值得注意的是,水电站的水轮发电机组零部件已悉数完成国产化。据介绍,东方电机充沛总结以往经历,形成了包括机组总体规划、转轮研制、核心部件制作、磁极绕组空内冷技能、低损耗轴承技能、24千伏绝缘体系、平衡受力新型转子支架开发等一系列自主知识产权和核心技能。

  “水电站完全建成后,年均发电量约624亿千瓦时,每年可节省标准煤1968万吨,减排二氧化碳5160万吨。”汪志林说,这对于我国如期完成2030年碳达峰、2060年碳中和方针将发挥重要作用。(来源:人民日报海外版记者王永战)

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