大国重器 全球首台百万千瓦水电机组背后的故事

金沙江白鹤滩水电站

中国报道讯(焦峰华报道）2020年8月18日，世界首台百万千瓦水轮发电机组转子在金沙江白鹤滩水电站成功吊装!

8月18日下午，白鹤滩水电站左岸1号机组转子在两台1300吨桥机并车抬吊牵引下缓缓上升，拉开了世界首台单机容量100万千瓦水轮发电机组转子吊装的序幕。经过约300米的水平移动后，转子安全平稳落入1号机组机坑，实现了与发电机轴的精准对接。

金沙江白鹤滩水电站以在建规模世界第一(1600万千瓦)、地下洞室群规模世界第一、单机容量100万千瓦世界第一、300米级特高拱坝综合难度世界第一等闻名遐迩。白鹤滩水电站装机预计将于2021年7月实现首批机组投产发电，2022年7月实现全部机组投产发电。

华东勘察设计院是白鹤滩水电站勘测设计工程师

作为三峡工程之后中国水电新的“国家名片”，金沙江白鹤滩水电站以在建规模世界第一(1600万千瓦)、地下洞室群规模世界第一、单机容量100万千瓦世界第一、300米级特高拱坝综合难度世界第一等闻名于世。华东勘测设计研究院承担了白鹤滩工程的全过程勘测设计，攻克了一系列的世界级难题，引领着世界水电工程技术再上一个新台阶。

8月18日，全球水电行业的目光再次聚焦白鹤滩，世界首台百万千瓦水轮发电机组转子在白鹤滩成功吊装!这个“重器之心”重达2100吨，最大直径超过16米，高度超过4米磁轭冲片1.6万张……是白鹤滩水轮发电机组安装过程中，重量最大的核心部件。它的成功吊装，标志着世界单机最大的百万千瓦水轮发电机组正式进入总装冲刺阶段!

这个庞然大物是如何精准吊进机坑?百万千瓦水电机组是怎么研发的?它的建造将为我国科技发展带来哪些影响?

白鹤滩为什么成为世界上率先使用单机容量百万千瓦水电机组的电站？

白鹤滩水电站左、右岸厂房各安装8台100万千瓦水轮发电机组，是世界水轮发电机组首次迈入百万千瓦级，也是国内首个全部采用国产化机组的巨型水电站。电站使用百万千瓦水轮发电机组主要有以下几个原因：

全球首台百万千瓦机组水轮机转子吊装现场

工程条件适宜，经济效益明显

白鹤滩为双曲拱坝，引水发电系统、泄洪洞和导流洞等建筑物布置在左右两岸山体中。山体为玄武岩，岩性坚硬，岩体较完整，成洞条件较好，具备布置大厂房、大机组的条件。选择较大单机容量、减少机组台数，可减少地下厂房长度和引水隧洞条数，有利于工程枢纽尤其是地下工程的布置，从而节约工程投资和缩短工程建设工期，进一步发挥工程的巨大效益。

满足“西电东送”长距离、大容量送电要求

白鹤滩水电站处在“西电东送”中部通道上，电力将外送华东电网。华东电网覆盖区内的主要用电负荷地区均在超高压输电可以送达的范围内，大容量机组能更好地适应电站长距离、大容量送电方式的要求。

引领我国机电装备技术再攀新高峰

水轮发电机组在白鹤滩迈入百万千瓦级，不是中小型机组的简单几何放大，具有许多新特点、新结构，需要采取新材料、新工艺、新设备和新技术。

白鹤滩百万千瓦机组不仅是高效清洁和节能型设备，还是世界领先的高新技术结晶。研发过程中，取得了大量世界级突破和进展，引领我国机电装备技术再攀新高峰，为我国机电装备走出国门，提高竞争力奠定了坚实的技术基础。

白鹤滩水电站百万千瓦机组的建设，得益于我国综合实力的显著提升，以及中国工程技术、装备制造技术的快速发展。通过电站的建设，也将把中国水电产业和中国水电设计水平、施工能力、重大装备制造能力、建设管理水平提升到一个全新的高度。

华东院白鹤滩勘测设计团队(部分)

从国内已建的85万千瓦水电机组到白鹤滩的百万千瓦水电机组，最大的难点是什么？

白鹤滩水电站采用的100万千瓦立轴混流式水轮发电机组，突破了现有最大单机容量水平，在水轮机水力研发、机组结构设计、材料选择和强度设计均提出了更高的要求，已经进入技术“无人区”。

白鹤滩水电站水轮机组

仅为了确定机组的额定水头，华东院联合东电、哈电，历时四年，进行水轮机模型转轮的开发和试验研究。

在确定招标方案的过程中，华东院对水轮发电机组参数和结构进行了多项专题研究，包括机组运行参数、发电机线棒环境模拟试验等新研究，采用了24-26kV水轮发电机额定电压、800MPa等级蜗壳钢板等创新技术和新材料。

白鹤滩水电站水轮机组蜗壳

与百万千瓦水轮发电机组配套，白鹤滩水电站岩壁吊车梁规模和承载能力居世界之最。技术人员对其结构布置及尺寸，采用多种方法进行了大量的分析论证工作。

白鹤滩水电站地下厂房岩壁吊车梁

这些设备的成功应用极大推动我国大型水电机组制造技术的全面发展，为我国未来超高水头大型水电站的开发，以及提高国内水电行业竞争力，奠定坚实的技术基础。

本次重达2100吨的转子吊装面临哪些挑战？

白鹤滩水电站水轮机组转子吊装现场

本次吊装过程中，首先要将两台世界上最大的1300吨桥机并车联合起吊，将两台1300吨桥机的吊钩与2350吨平衡梁连接固定在一起，将起吊轴分别与平衡梁和发电机转子连接。

起吊至安全高度并经过一系列精细调整后，要保证外径为16.2米的转子安全吊入定子机坑，同时转子圆周与定子内壁的间隙均匀控制在44毫米以内。最大的难点在于，两台1300吨桥机联合起吊系统和并车运行的调节安全及精准控制。

院技术专家查看机电设备制安情况

为了解决这些技术难点，白鹤滩机电设计团队不畏挑战，组成多个技术攻关小组，与设备制造厂商一道夜以继日地研究论证。虽然辛苦，但他们任劳任怨，攻克了一个又一个难关。

白鹤滩水电站总体布置图

作为世界在建规模最大的巨型水电站，白鹤滩水电站建设涉及工程设计、重大装备制造、建设管理等诸多产业领域，彰显了我国完备的产业链在锻造大国重器、超级工程中的优势。

华东院将继续秉承“负责 高效 最好”的企业精神，传承科学严谨的技术风范，弘扬谦虚负责的设计理念，在三峡集团坚强领导下，电建集团的统一部署下，与参建单位一道，为工程建设的质量、安全、进度提供强有力的技术保障，以高度的历史使命感和社会责任感，以饱满的热情和执着的追求，共同将白鹤滩水电站打造成本质安全型、民生保障型、生态环保型、质量领先型、创新驱动型的大国重器典范!

责任编辑：钟报国