單機容量最大的沖擊式水電機組成功發電

 

　　6月7日，東方電氣集團自主研發的國內單機容量最大沖擊式水電機組完成國產化改造，在川投集團金窩水電站成功并網發電，標志著東方電氣集團具有全產業鏈徹底自主知識產權的國產化首臺150兆瓦級大型沖擊式轉輪成功完成工程使用，敞開了我國水力發電產業高質量發展的新篇章。

 

　　轉輪是水電機組最中心的部件，被譽為水電機組的“心臟”。國產化首臺150兆瓦級大型沖擊式轉輪使用于四川川投田灣河開發有限責任公司金窩水電站沖擊式水電機組。該轉輪重約20噸，最大直徑約4米，于5月16日在東方電氣集團成功下線。

 

　　依托150兆瓦級大型沖擊式轉輪國產化項目，東方電氣集團沖擊式轉輪水力開發、造型規劃、軟件開發、模型裝置研發等完成了徹底自主化，填補了多項國內技能空白，轉輪結構規劃、資料使用、加工工藝等要害中心制作技能取得了打破性進展，完成了我國高水頭大容量沖擊式水電機組要害中心技能“從無到有”的歷史性打破。

 

　　據了解，面向國家“加快西南水電基地建設”的重大戰略需求，東方電氣集團擬定了150兆瓦級大型沖擊式轉輪研發、500兆瓦級巨型沖擊式機組研發、700-1000兆瓦級高水頭大容量巨型沖擊式機組研發的“三步走”攀爬計劃。自2019年起，東方電氣集團全力組織展開高水頭大容量沖擊式水電機組要害中心技能研究，與科研院所、上下游企業聯合展開技能攻關，重點、體系、全面打破沖擊式水電機組研發“卡脖子”難題，建立起內部多專業融合立異、表里協同協作共贏的優質高效研發模式，形成了大型沖擊式轉輪研發、規劃、制作、查驗全過程技能體系。

 

　　在水力開發方面，立異三維造型規劃思路，自主開發了具有徹底知識產權的水斗斗葉三維造型規劃軟件，處理了自主化規劃以及快速精確幾何建模的難題。把握了先進的半開放半封閉全流場多相流CFD仿真剖析辦法，有用提高了水力開發、優化規劃的功率。建成了智能化、高精度、國際搶先的DF300-沖擊式水輪機模型試驗臺，完成了一鍵完成全部試驗功能。

 

　　在結構規劃方面，驗證剖析了100多個計劃，優化了轉輪三維高階雜亂曲面造型，優化應力散布，確保轉輪循環疲勞壽數不低于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、轉輪固有頻率在不同介質中的差異，體系把握了轉輪剛強度、動力特性、動應力剖析和試驗辦法，從無到有處理了大型沖擊式轉輪結構規劃方面的難題，確保轉輪功能優異，結構安全可靠。

 

　　在工藝制作方面，選用基于應力散布的分瓣方法和制作手法，使用高精度數控加工工藝，確保轉輪運轉可靠性。中心體選用鍛件與復合增材相結合，有用緊縮鍛件規格，開釋大型鍛件的制作風險。外部水斗選用模鍛、電渣熔鑄及增材制作三種方法，有用驗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，有用提升了轉輪抗泥沙磨蝕功能，為更高水頭更大容量沖擊式轉輪研發積累了寶貴經驗。

 

　　據悉，東方電氣集團將以150兆瓦級大型沖擊式轉輪工程使用為關鍵，按既定“三步走”計劃，進一步加強聯合立異，攜手國內動力企業，共同推進具有世界影響力的500兆瓦級沖擊式水電機組工程示范使用，接續展開700-1000兆瓦級高水頭大容量沖擊式水電機組研發，持續推進我國水力發電產業高質量發展。