7月2日，全球首臺單機容量最大500兆瓦、轉(zhuǎn)輪尺寸最大6.23米的沖擊式水輪機核心部件——轉(zhuǎn)輪在哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(以下簡稱“哈電電機”)自主研制成功并發(fā)運，標志著中國在高水頭、大容量沖擊式水輪機組核心裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)歷史性突破。
哈電電機研制全球首臺最大單機容量最大尺寸沖擊式轉(zhuǎn)輪 史軼夫 攝
沖擊式水輪機的水斗式轉(zhuǎn)輪作為機組核心部件，承擔著將水流動能轉(zhuǎn)化為機械能的關(guān)鍵作用，堪稱水電機組的“心臟”。
哈電電機研發(fā)的這顆“心臟”將應(yīng)用于西藏扎拉水電站。作為中國“藏電外送”骨干工程，扎拉水電站是世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項目，電站裝機2臺全球單機容量最大、技術(shù)難度最高的500兆瓦沖擊式機組。
該機組作為中國國家能源局能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目，具有高海拔、高水頭、大容量等技術(shù)特點，是服務(wù)中國國家“加快西南水電基地建設(shè)”戰(zhàn)略的主力機型。
扎拉轉(zhuǎn)輪對結(jié)構(gòu)參數(shù)、水力性能及制造工藝的要求極高，代表著當前沖擊式水電機組的最前沿技術(shù)水平。哈電電機為扎拉沖擊式機組量身定制了高性能水斗式轉(zhuǎn)輪。
該轉(zhuǎn)輪由21個精密水斗構(gòu)成，外徑達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)標志著該轉(zhuǎn)輪在水力性能、高效運行區(qū)間和承壓能力方面均實現(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)過程堪稱系統(tǒng)工程創(chuàng)新的典范。哈電電機科研團隊從機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)，以及水斗的剛強度指標等，依托水力發(fā)電設(shè)備全國重點實驗室的沖擊式水力試驗臺，創(chuàng)新性地將計算流體力學(xué)流動分析、高速攝影與流態(tài)觀測技術(shù)融合，通過持續(xù)優(yōu)化，最終實現(xiàn)了過流參數(shù)的極致化設(shè)計。
