科技日?qǐng)?bào)記者 李麗云 朱虹 通訊員 王學(xué)善

7月2日，一件凝聚中國(guó)水電裝備頂尖智慧的龐然大物在哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱哈電電機(jī)）正式啟程。全球首臺(tái)單機(jī)容量最大500兆瓦、轉(zhuǎn)輪尺寸最大6.23米的沖擊式水輪機(jī)核心部件——轉(zhuǎn)輪在哈電電機(jī)自主研制成功并發(fā)運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)在高水頭、大容量沖擊式水輪機(jī)組核心裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)歷史性突破。

該轉(zhuǎn)輪將應(yīng)用于西藏扎拉水電站。扎拉水電站由大唐西藏能源開(kāi)發(fā)有限公司建設(shè)，是國(guó)家“藏電外送”骨干工程和世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項(xiàng)目，電站裝機(jī)2臺(tái)全球單機(jī)容量最大、技術(shù)難度最高的500兆瓦沖擊式機(jī)組。作為國(guó)家能源局能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備項(xiàng)目，該機(jī)組具有高海拔、高水頭、大容量等技術(shù)特點(diǎn)，是服務(wù)國(guó)家“加快西南水電基地建設(shè)”戰(zhàn)略的主力機(jī)型。

沖擊式水輪機(jī)的水斗式轉(zhuǎn)輪作為機(jī)組核心部件，承擔(dān)著將水流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵作用，堪稱水電機(jī)組的“心臟”。

扎拉轉(zhuǎn)輪對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)、水力性能及制造工藝的要求極高，代表著當(dāng)前沖擊式水電機(jī)組的最前沿技術(shù)水平。哈電電機(jī)為扎拉沖擊式機(jī)組量身定制了高性能水斗式轉(zhuǎn)輪。該轉(zhuǎn)輪由21個(gè)精密水斗構(gòu)成，外徑達(dá)6.23米、整輪高度1.34米、重量約80噸。其核心部件——輪轂鍛件，更是目前世界最大的馬氏體不銹鋼鍛件。這些突破性參數(shù)標(biāo)志著該轉(zhuǎn)輪在水力性能、高效運(yùn)行區(qū)間和承壓能力方面均實(shí)現(xiàn)行業(yè)顛覆性提升。

作為世界水電技術(shù)的巔峰之作，該轉(zhuǎn)輪的研發(fā)過(guò)程堪稱系統(tǒng)工程創(chuàng)新的典范。哈電電機(jī)科研團(tuán)隊(duì)從機(jī)組安全與性能等維度出發(fā)，綜合考量水斗與噴嘴的精密匹配、射流直徑與效率的一致性、射流與水斗的相互作用、多噴嘴相鄰射流的干涉效應(yīng)，以及水斗的剛強(qiáng)度指標(biāo)等，依托水力發(fā)電設(shè)備全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的沖擊式水力試驗(yàn)臺(tái)，創(chuàng)新性地將計(jì)算流體力學(xué)流動(dòng)分析、高速攝影與流態(tài)觀測(cè)技術(shù)融合，通過(guò)持續(xù)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了過(guò)流參數(shù)的極致化設(shè)計(jì)。

據(jù)了解，整個(gè)研發(fā)過(guò)程歷時(shí)4年攻堅(jiān)，經(jīng)歷5次評(píng)審。研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)百余種方案進(jìn)行系統(tǒng)論證，制造了6個(gè)不同設(shè)計(jì)方向的觀測(cè)轉(zhuǎn)輪和6個(gè)性能試驗(yàn)?zāi)Ｐ娃D(zhuǎn)輪，經(jīng)高精度沖擊試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證，其最優(yōu)效率和加權(quán)平均效率均刷新世界紀(jì)錄，為機(jī)組安全高效穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

（科技日?qǐng)?bào)記者 李麗云 攝）