图:白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江干流河段上,总装机容量1600万千瓦,是我国实施“西电东送”的国家重大工程,共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。\新华社
“全球单机容量最大百万千瓦白鹤滩机组的成功研制,意味着中国水电装备已全面超越国际同行,我们登上了水电领域的‘珠穆朗玛峰’。”早前,白鹤滩水电站核心装备研制者──哈电集团首席科学家、国家卓越工程师覃大清于访谈中这样评价。据了解,白鹤滩水电站单台机组转轮每转一圈,就能发出150度电,相当于一户普通家庭一个月的用电量。
从研制出世界单机容量最大的白鹤滩百万千瓦发电机组,到今天举世瞩目的“超级工程”雅鲁藏布江下游水电项目正式开工……新中国水电工业在一穷二白的基础上艰难起步,用70多年赶超西方国家130多年的历程,带领全球将水电技术推向新高度。\大公报记者 张宝峰
2021年6月28日,在四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江下游干流河段上,白鹤滩水电站首批机组正式投产发电。这座水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高289米,相当于100层楼高。白鹤滩水电站也是当时世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。
以“中国创造”攻克“世界难题”
彼时,白鹤滩水电站就拥有世界规模最大的两个地下厂房。每个地下厂房长438米、宽34米、高88.7米,开挖量2500万立方米,体量足够建起10座胡夫金字塔,可以宽松停下13架大型客机,或者放进去一艘航空母舰。作为水电站的“心脏”,发电机组就深埋于地下厂房内。如果站在“水轮机层”,人们就可以感受到:金沙江水流冲击水轮机,让源源不断的水流转化为电能。据测算,这里的单台机组转轮每转一圈,就能发出150度电,相当于一户普通家庭一个月的用电量。
覃大清是白鹤滩水电站右岸机组研发团队负责人。他曾在回忆文章中表示,“在白鹤滩项目中,我们攻克了水力设计、电磁设计、发电机绝缘和通风、机组总体设计及结构设计等一个又一个技术难题,突破了多项世界性技术极限。白鹤滩水电站正式投产发电是我国水电领跑世界的标志,完成了从‘中国制造’到‘中国创造’的历史性跨越。百万千瓦是世界水电机组的‘珠穆朗玛峰’,代表着我国水力发电装备技术登顶世界水电之巅。”
今年7月,全球首台单机容量最大500兆瓦、转轮尺寸最大6.23米的冲击式水轮机核心部件──转轮研制成功并发运,这也标志着我国在高水头、大容量冲击式水轮机组核心装备领域实现历史性突破。甚至有网友形容:这项水电技术直接帮助中国实现了从“被卡脖子”到“卡世界脖子”的超级转变。
冲击式水轮机的水斗式转轮承担着将水流动能转化为机械能的关键作用,堪称水电机组“心脏”。这一转轮将应用于西藏扎拉水电站。扎拉水电站不仅是国家“藏电外送”的骨干工程,也是世界在建综合难度最大的冲击式水电项目。
用70多年赶超西方130多年历程
该机组的技术成果也为雅鲁藏布江下游水电项目的成功推进奠定重要基础。有业界分析指出,随着智能控制系统和新材料的持续迭代,未来冲击式机组有望在效率、寿命和环境友好性上实现新突破,为我国达成“双碳”目标提供核心装备支撑,并继续引领全球高水头水电开发新范式。
从1951年的800千瓦开始,到1959年自主研发的新安江7.25万千瓦,从1972年的刘家峡30万千瓦,到2007年与国外同台竞技设计制造的三峡右岸70万千瓦,从研制出世界单机容量最大的白鹤滩100万千瓦,到今天令世界惊叹的“超级工程”雅鲁藏布江下游水电项目……新中国水电技术艰难起步,用70多年的时间赶超了西方国家130多年的历程。