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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 15:06:23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(xué)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(tuán)哈爾濱電機廠有限責(zé)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(biāo)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(lǐng)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(yīng)用示范’的水電項目，戰(zhàn)略意義重大

、發(fā)展影響深遠(yuǎn)

。在以中國大唐集團(tuán)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(guān)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(shè)

。”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(shè)計水頭671米

，裝設(shè)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(dǎo)水流沖擊水斗式轉(zhuǎn)輪進(jìn)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(guān)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(dá)到世界先進(jìn)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。”哈電集團(tuán)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(dá)1米

，創(chuàng)造了馬氏體不銹鋼最大鍛件世界紀(jì)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(jì)錄

。其焊接、加工等環(huán)節(jié)的制造技術(shù)

，都處于相關(guān)領(lǐng)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(fēng)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(guān)，哈電電機開展了技術(shù)攻關(guān)

，采用數(shù)字仿真技術(shù)

，進(jìn)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(jìn)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(fù)雜曲面超厚水斗高效高強韌焊接制造難關(guān)

、掌握了超高結(jié)合強度表面強化制造工藝關(guān)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(jìn)程中樹立了新的里程碑

。

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