重大突破！這個全球首臺的“大心臟”在哈電集團研制成功
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發布時間：2025-07-03
7月2日，一(yi)件凝聚中國水(shui)電(dian)裝備頂尖(jian)智慧(hui)的(de)龐然大(da)物在哈電(dian)集(ji)(ji)團電(dian)機公司(si)正(zheng)式(shi)啟(qi)程。全球(qiu)首(shou)臺單(dan)機容(rong)量最大(da)500兆瓦、尺寸最大(da)6.23米的(de)沖擊式(shi)水(shui)輪機轉輪在哈電(dian)集(ji)(ji)團自主研制成(cheng)功(gong)并發運，標(biao)志著我(wo)國在高水(shui)頭、大(da)容(rong)量沖擊式(shi)水(shui)輪機組核心裝備領域實(shi)現歷(li)史(shi)性突破。項目業主、監理、合作單(dan)位代表共同見證轉輪驗收啟(qi)運這一(yi)歷(li)史(shi)時刻。
該轉輪將(jiang)應(ying)用(yong)于西藏扎拉水電(dian)站，扎拉水電(dian)站是(shi)國家“藏電(dian)外(wai)送(song)”骨(gu)干工程和(he)世界在建(jian)綜合(he)難度(du)(du)最(zui)大的沖(chong)擊式水電(dian)項目(mu)(mu)，電(dian)站裝(zhuang)機2臺全球單機容量最(zui)大、技術(shu)難度(du)(du)最(zui)高(gao)的500兆瓦沖(chong)擊式機組。該機組作為國家能源局(ju)能源領域(yu)首臺（套）重大技術(shu)裝(zhuang)備(bei)項目(mu)(mu)，具有高(gao)海拔、高(gao)水頭(tou)、大容量等技術(shu)特點，是(shi)服務國家“加快西南水電(dian)基地(di)建(jian)設”戰略的主力機型。
自主攻堅 尺寸與性能“雙突破”
沖(chong)擊(ji)式水(shui)(shui)輪機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)水(shui)(shui)斗(dou)式轉輪作為(wei)(wei)機(ji)(ji)(ji)組核(he)心部件，承擔著將(jiang)水(shui)(shui)流動能(neng)轉化為(wei)(wei)機(ji)(ji)(ji)械能(neng)的(de)(de)關鍵作用，堪稱水(shui)(shui)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組的(de)(de)“心臟”。作為(wei)(wei)國(guo)內(nei)沖(chong)擊(ji)式機(ji)(ji)(ji)組研(yan)制的(de)(de)開(kai)拓者，哈電(dian)集團(tuan)電(dian)機(ji)(ji)(ji)公司憑借數十年的(de)(de)技術積淀，先后(hou)參與(yu)研(yan)制了東川電(dian)站、秘魯圣加旺等國(guo)內(nei)外(wai)30座電(dian)站67臺套機(ji)(ji)(ji)組，形成了獨(du)具特色的(de)(de)研(yan)發(fa)制造體系。從水(shui)(shui)力開(kai)發(fa)到模型試(shi)驗，從結(jie)構設計(ji)到加工制造，電(dian)機(ji)(ji)(ji)公司在沖(chong)擊(ji)式機(ji)(ji)(ji)組各環(huan)節積累了豐富的(de)(de)工程實(shi)踐經驗。
扎拉(la)轉(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)對結構(gou)參數(shu)、水力性能(neng)及制造工藝的(de)要求極高(gao)，代表著當前(qian)沖(chong)擊式水電機組的(de)最前(qian)沿技術(shu)水平。電機公司為(wei)扎拉(la)沖(chong)擊式機組量身定制了(le)高(gao)性能(neng)水斗式轉(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)。該(gai)轉(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)由21個(ge)精密水斗構(gou)成，外徑達6.23米、整(zheng)輪(lun)(lun)高(gao)度1.34米、重量約(yue)80噸(dun)，其輪(lun)(lun)轂鍛(duan)件更是目(mu)前(qian)世界(jie)最大的(de)馬氏體不銹鋼鍛(duan)件。這些突破性參數(shu)標志著該(gai)轉(zhuan)(zhuan)輪(lun)(lun)在水力性能(neng)、高(gao)效運行(xing)區間和承壓能(neng)力方面均實(shi)現行(xing)業顛覆性提升(sheng)。
作為(wei)世界(jie)水(shui)(shui)(shui)電技術的(de)巔峰之(zhi)作，該轉輪的(de)研發過程堪稱系統工程創新的(de)典范。電機公司(si)科研團隊從機組(zu)安全(quan)與性(xing)(xing)能等維(wei)度出發，綜合考量水(shui)(shui)(shui)斗(dou)與噴(pen)嘴的(de)精密匹配、射(she)流(liu)(liu)(liu)直徑與效率的(de)一致性(xing)(xing)、射(she)流(liu)(liu)(liu)與水(shui)(shui)(shui)斗(dou)的(de)相(xiang)互作用、多(duo)噴(pen)嘴相(xiang)鄰射(she)流(liu)(liu)(liu)的(de)干涉效應(ying)，以(yi)及水(shui)(shui)(shui)斗(dou)的(de)剛強度指標(biao)等，依托水(shui)(shui)(shui)力(li)(li)發電設(she)(she)備全(quan)國重點(dian)實(shi)驗室的(de)沖擊式水(shui)(shui)(shui)力(li)(li)試(shi)驗臺，創新性(xing)(xing)地將計(ji)算流(liu)(liu)(liu)體(ti)力(li)(li)學流(liu)(liu)(liu)動分(fen)析、高速攝影與流(liu)(liu)(liu)態觀測技術融(rong)合，通過持(chi)續優化，最終實(shi)現了過流(liu)(liu)(liu)參數的(de)極致化設(she)(she)計(ji)。
整個(ge)研(yan)發(fa)過(guo)程(cheng)歷(li)時4年攻堅，經(jing)歷(li)5次評審(shen)。研(yan)發(fa)團隊對百余種(zhong)方(fang)案(an)進行(xing)系統論證(zheng)，制造(zao)了6個(ge)不同(tong)設(she)計方(fang)向的(de)觀測轉(zhuan)輪和6個(ge)性能(neng)試(shi)驗(yan)模型轉(zhuan)輪，經(jing)高(gao)精度沖擊試(shi)驗(yan)臺驗(yan)證(zheng)，其最優(you)效(xiao)(xiao)率和加權(quan)平均效(xiao)(xiao)率均刷新世界紀錄，為機組安全高(gao)效(xiao)(xiao)穩定運行(xing)提供(gong)了堅實保(bao)障(zhang)。
制造登峰 科技與攻堅“雙賦能”
哈(ha)電集團電機公司針對扎(zha)拉轉(zhuan)輪500兆瓦(wa)級大型鍛焊結(jie)(jie)構的特殊要求，統籌(chou)最(zui)優資源(yuan)，嚴格執行質(zhi)量管控體系，在結(jie)(jie)構設計、材(cai)料制備、焊接工(gong)藝及精(jing)密加工(gong)等關鍵環節(jie)實現全面突破。
電(dian)機(ji)公司組織(zhi)聯合攻(gong)關，采(cai)(cai)取“化整為(wei)零、分散式加工”策略，優化數控程序(xu)，使其從38萬(wan)條(tiao)精簡至27萬(wan)條(tiao)，提升(sheng)車序(xu)效率21%、鏜(tang)序(xu)效率27%。面對超大(da)尺(chi)寸帶(dai)來的(de)應力挑戰，團隊運(yun)用(yong)數字(zi)仿真技術(shu)指導(dao)模鍛(duan)研究，創新采(cai)(cai)用(yong)鍛(duan)焊結(jie)合結(jie)構(gou)，精準設計(ji)分瓣(ban)位置以避(bi)開水斗高應力區。
焊接環(huan)節采用三維檢測(ce)模(mo)擬、焊機(ji)群控系統等(deng)(deng)數(shu)字化手段，實現全程監(jian)控，優(you)化工藝參數(shu)，提(ti)升(sheng)接頭沖(chong)擊韌(ren)性及(ji)耐疲勞性能。同時(shi)，構建“7序14檢”—全生命周期(qi)檢測(ce)體系，綜合(he)相控陣超聲(sheng)探傷等(deng)(deng)技術，形(xing)成“實體檢測(ce)+數(shu)字仿(fang)真”雙保障(zhang)體系，實現焊后尺寸、應(ying)力、硬度測(ce)試一(yi)次合(he)格(ge)，探傷合(he)格(ge)率達98.04%，確保長期(qi)運行可(ke)靠性。
加(jia)(jia)(jia)工(gong)團隊利用多(duo)軸數(shu)控(kong)機床，在(zai)狹小空(kong)間內攻克大深(shen)度(du)、多(duo)曲面的復雜加(jia)(jia)(jia)工(gong)難題(ti)，確(que)保轉(zhuan)輪(lun)的水(shui)斗內型面加(jia)(jia)(jia)工(gong)符合精品標準。通(tong)過(guo)數(shu)字編程、三維掃描儀與攝影測量系(xi)統(tong)、大型水(shui)斗在(zai)位檢(jian)測技術，實現(xian)加(jia)(jia)(jia)工(gong)過(guo)程實時監(jian)控(kong)與動態優(you)化，為全球(qiu)最大容量、最大尺寸沖(chong)擊式轉(zhuan)輪(lun)的研制提供加(jia)(jia)(jia)工(gong)保障。
哈電集團電機公司成(cheng)功突(tu)破(po)水力設(she)計、材料制(zhi)(zhi)備(bei)、巨型鍛件、復雜(za)焊接(jie)、精密加(jia)工(gong)、質量(liang)管控等全(quan)鏈條上(shang)的(de)世界級難題(ti)，自主(zhu)研(yan)制(zhi)(zhi)出全(quan)球首臺500兆瓦(wa)沖擊式水輪(lun)機轉輪(lun)，破(po)解了高水頭大(da)容量(liang)沖擊式機組的(de)“卡脖子”難題(ti)，為(wei)世界能源裝備(bei)技(ji)術發展注入了強(qiang)勁(jing)的(de)“中國動力”。