單機(jī)容量最大的沖擊式水電機(jī)組成功發(fā)電

 

　　6月7日，東方電氣集團(tuán)自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大沖擊式水電機(jī)組完成國(guó)產(chǎn)化改造，在川投集團(tuán)金窩水電站成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著東方電氣集團(tuán)具有全產(chǎn)業(yè)鏈徹底自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化首臺(tái)150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功完成工程使用，敞開(kāi)了我國(guó)水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新篇章。

 

　　轉(zhuǎn)輪是水電機(jī)組最中心的部件，被譽(yù)為水電機(jī)組的“心臟”。國(guó)產(chǎn)化首臺(tái)150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪使用于四川川投田灣河開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司金窩水電站沖擊式水電機(jī)組。該轉(zhuǎn)輪重約20噸，最大直徑約4米，于5月16日在東方電氣集團(tuán)成功下線。

 

　　依托150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目，東方電氣集團(tuán)沖擊式轉(zhuǎn)輪水力開(kāi)發(fā)、造型規(guī)劃、軟件開(kāi)發(fā)、模型裝置研發(fā)等完成了徹底自主化，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)技能空白，轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)規(guī)劃、資料使用、加工工藝等要害中心制作技能取得了打破性進(jìn)展，完成了我國(guó)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組要害中心技能“從無(wú)到有”的歷史性打破。

 

　　據(jù)了解，面向國(guó)家“加快西南水電基地建設(shè)”的重大戰(zhàn)略需求，東方電氣集團(tuán)擬定了150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪研發(fā)、500兆瓦級(jí)巨型沖擊式機(jī)組研發(fā)、700-1000兆瓦級(jí)高水頭大容量巨型沖擊式機(jī)組研發(fā)的“三步走”攀爬計(jì)劃。自2019年起，東方電氣集團(tuán)全力組織展開(kāi)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組要害中心技能研究，與科研院所、上下游企業(yè)聯(lián)合展開(kāi)技能攻關(guān)，重點(diǎn)、體系、全面打破沖擊式水電機(jī)組研發(fā)“卡脖子”難題，建立起內(nèi)部多專業(yè)融合立異、表里協(xié)同協(xié)作共贏的優(yōu)質(zhì)高效研發(fā)模式，形成了大型沖擊式轉(zhuǎn)輪研發(fā)、規(guī)劃、制作、查驗(yàn)全過(guò)程技能體系。

 

　　在水力開(kāi)發(fā)方面，立異三維造型規(guī)劃思路，自主開(kāi)發(fā)了具有徹底知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水斗斗葉三維造型規(guī)劃軟件，處理了自主化規(guī)劃以及快速精確幾何建模的難題。把握了先進(jìn)的半開(kāi)放半封閉全流場(chǎng)多相流CFD仿真剖析辦法，有用提高了水力開(kāi)發(fā)、優(yōu)化規(guī)劃的功率。建成了智能化、高精度、國(guó)際搶先的DF300-沖擊式水輪機(jī)模型試驗(yàn)臺(tái)，完成了一鍵完成全部試驗(yàn)功能。

 

　　在結(jié)構(gòu)規(guī)劃方面，驗(yàn)證剖析了100多個(gè)計(jì)劃，優(yōu)化了轉(zhuǎn)輪三維高階雜亂曲面造型，優(yōu)化應(yīng)力散布，確保轉(zhuǎn)輪循環(huán)疲勞壽數(shù)不低于15億次，可承受110-220噸的力15億次的沖擊。綜合考慮振形與激振頻率、轉(zhuǎn)輪固有頻率在不同介質(zhì)中的差異，體系把握了轉(zhuǎn)輪剛強(qiáng)度、動(dòng)力特性、動(dòng)應(yīng)力剖析和試驗(yàn)辦法，從無(wú)到有處理了大型沖擊式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)規(guī)劃方面的難題，確保轉(zhuǎn)輪功能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)安全可靠。

 

　　在工藝制作方面，選用基于應(yīng)力散布的分瓣方法和制作手法，使用高精度數(shù)控加工工藝，確保轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。中心體選用鍛件與復(fù)合增材相結(jié)合，有用緊縮鍛件規(guī)格，開(kāi)釋大型鍛件的制作風(fēng)險(xiǎn)。外部水斗選用模鍛、電渣熔鑄及增材制作三種方法，有用驗(yàn)證了不同制作方法的適用性。選用激光熔覆、外表納米化制作技能，有用提升了轉(zhuǎn)輪抗泥沙磨蝕功能，為更高水頭更大容量沖擊式轉(zhuǎn)輪研發(fā)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

 

　　據(jù)悉，東方電氣集團(tuán)將以150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪工程使用為關(guān)鍵，按既定“三步走”計(jì)劃，進(jìn)一步加強(qiáng)聯(lián)合立異，攜手國(guó)內(nèi)動(dòng)力企業(yè)，共同推進(jìn)具有世界影響力的500兆瓦級(jí)沖擊式水電機(jī)組工程示范使用，接續(xù)展開(kāi)700-1000兆瓦級(jí)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組研發(fā)，持續(xù)推進(jìn)我國(guó)水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。