9月11日，世界首個高原水電機組產(chǎn)研基地——東方電氣西藏林芝產(chǎn)研基地正式建成投用，對更好服務(wù)國家加快西南水電基地建設(shè)，推動高水頭大容量巨型沖擊式水電機組自主研發(fā)和工程應(yīng)用具有重要意義。
東方電氣西藏林芝產(chǎn)研基地是中央企業(yè)、地方政府和科研院所深入貫徹落實新時代黨的治藏方略的具體實踐，對助力西藏加快建設(shè)國家清潔能源基地、推動產(chǎn)學研用深度融合、加快科技成果轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)本土水電人才等具有積極意義。該基地占地約48000平方米，于2023年10月開始建設(shè)。一期工程水力機械泥沙磨蝕實驗室建成的沖擊式水輪機泥沙磨蝕試驗臺，可用于模擬水輪機在含沙水流中長期運行的沖擊磨蝕情況，為進一步提升水輪機抗磨性能和優(yōu)化抗磨設(shè)計提供堅實支撐。試驗臺設(shè)備先進、智能化程度高，滿足相關(guān)國際和國家標準，參數(shù)水平和綜合試驗?zāi)芰_到國際先進水平。
據(jù)悉，沖擊式水電機組是服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求的主力機型。除了水力機械泥沙磨蝕實驗室，該基地還將建設(shè)沖擊式水電機組智能制造車間、科研綜合實驗樓、高海拔絕緣/冷卻實驗室等，著力打造世界領(lǐng)先水平的集研發(fā)、制造、維保及人才培養(yǎng)四大功能為一體的基地，與有關(guān)單位共建、共研、共享。面向國家戰(zhàn)略需求，東方電氣堅持把關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，致力于實現(xiàn)沖擊式水電機組研制從“0到1”的源創(chuàng)新和從“1到N”的再提升，向著更高水頭更大容量的沖擊式水電機組奮力攀登。
從0到1，實現(xiàn)150兆瓦級沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化
自2019年起，東方電氣全力組織開展高水頭大容量沖擊式水電機組關(guān)鍵技術(shù)研究。為補齊短板、填補空白，東方電氣聯(lián)合科研院所、上下游企業(yè)，針對梳理出的涉及水力、水機、電機、工藝4大專業(yè)的70多項攻關(guān)課題開展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，致力于重點、系統(tǒng)、全面突破和掌握沖擊式水電機組研制“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)，帶動了研發(fā)、設(shè)計、制造、材料、工藝、抗磨、工程應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合創(chuàng)新，逐步建立起專業(yè)融合、內(nèi)外協(xié)同的研發(fā)模式及技術(shù)體系。
自主研發(fā)三維造型軟件，水斗建模速度從2周到15分鐘；自主搭建DF300沖擊式水力試驗臺，實現(xiàn)高精度、智能化“一鍵試驗”；自主完成轉(zhuǎn)輪造型設(shè)計，100余個方案優(yōu)中選優(yōu)。自主開發(fā)機器人增材制造技術(shù)，“鐵臂繡花”完成轉(zhuǎn)輪金屬增材；首次應(yīng)用相控陣技術(shù)完成質(zhì)檢，填補了沖擊式轉(zhuǎn)輪檢測技術(shù)空白……創(chuàng)新自有萬鈞之力，30余項專利點亮了東方電氣沖擊式水電機組的研發(fā)之路。
2023年5月16日，東方電氣自主研制的具有全產(chǎn)業(yè)鏈完全自主知識產(chǎn)權(quán)的150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功下線，實現(xiàn)了我國該容量等級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化“從無到有”的歷史性突破。6月7日，該轉(zhuǎn)輪在四川田灣河流域金窩水電站成功實現(xiàn)工程應(yīng)用，為國內(nèi)單機容量最大的沖擊式水電機組裝上“中國心”。
依托150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化項目，東方電氣在沖擊式機組水力研發(fā)、模型試驗、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝技術(shù)、材料應(yīng)用、加工制造、抗磨措施等多個方面實現(xiàn)了完全自主化，填補了多項國內(nèi)技術(shù)空白。如今，金窩水電站安全穩(wěn)定運行的機組成為沖擊式機組技術(shù)國產(chǎn)化的重要見證，成為東方電氣創(chuàng)新和研制能力的有力體現(xiàn)。
再攀新高，挑戰(zhàn)500兆瓦沖擊式水電機組研制
創(chuàng)新沒有休止符，150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪的投運，不是終點，而是新的起點，它使東方電氣邁向更高水平、更大目標的基礎(chǔ)更牢、步伐更穩(wěn)、信心更足。
2023年6月16日，東方電氣成功獲得世界單機容量最大的扎拉水電站1臺套沖擊式水電機組研制供貨項目，開啟500兆瓦沖擊式水電機組研制新篇章。12月19日，扎拉水電站500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪在東方電氣開工制造，開啟了我國高水頭大容量沖擊式水電機組研制新征程。
大唐集團扎拉水電站具有高水頭、大容量、高海拔等特點，是國家能源局能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備項目，是現(xiàn)階段國內(nèi)唯一可開展500兆瓦級高水頭大容量沖擊式機組研制及應(yīng)用示范的水電項目，也是目前世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項目。扎拉水電站水頭近700米，噴嘴出口射流速度約120米/秒。每一次水流沖擊水斗產(chǎn)生的能量，大約相當于一輛7.5噸的汽車以100千米的時速撞擊（產(chǎn)生的能量），而每個水斗在全生命周期內(nèi)，至少要承受150億次這樣的撞擊。
更高的水頭、更大的沖擊，意味著500兆瓦級轉(zhuǎn)輪研制需要迎接新的挑戰(zhàn)。在轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計上，研發(fā)設(shè)計團隊對比驗證了100多個方案，研究了轉(zhuǎn)輪的復雜曲面造型，優(yōu)化了應(yīng)力分布等，“新”的結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓轉(zhuǎn)輪可以挑戰(zhàn)嚴苛。在轉(zhuǎn)輪的工藝制造上，制造團隊采用機器人增材制造（3D打?。┘夹g(shù)，高質(zhì)量的焊接和高精度數(shù)控加工，“新”的工藝方式，讓轉(zhuǎn)輪可以應(yīng)對極端。
在整個轉(zhuǎn)輪制造完成之后，轉(zhuǎn)輪直徑達到6.2米，整個重量達到90噸，其中通過機器人增材技術(shù)的增材制造量超過6噸。增材制造完成后，轉(zhuǎn)輪將“長”出一片片花瓣形的水斗，這項工藝也被稱為“鐵臂繡花”。這項技術(shù)非常適合于復雜型面結(jié)構(gòu)部件的定制化制造，而東方電氣也是國內(nèi)唯一一家將機器人增材制造技術(shù)應(yīng)用于大型沖擊式轉(zhuǎn)輪制造的企業(yè)。
2025年8月12日，東方電氣自主研制的世界單機容量最大500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪完成機器人焊接，首次探傷合格率超過99%，將應(yīng)用于西藏大唐扎拉水電站。該轉(zhuǎn)輪在行業(yè)內(nèi)首次應(yīng)用機器人焊接技術(shù)實現(xiàn)了外部水斗與中心體的組焊，大幅提升了沖擊式轉(zhuǎn)輪的焊接質(zhì)量和效率，為后續(xù)高水頭大容量沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪規(guī)模化生產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。
2024年4月7日，東方電氣向全行業(yè)公開了首臺國產(chǎn)化150兆瓦級沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪全過程研制和真機試驗資料，全面共享了水力模型、現(xiàn)場動應(yīng)力實測數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)輪三維實體數(shù)據(jù)。這是發(fā)電裝備企業(yè)首次面向全行業(yè)共享技術(shù)資料，對促進知識共享和課題共研、構(gòu)建開放協(xié)同的科研氛圍、推動行業(yè)技術(shù)進步具有重要意義。
面向未來，東方電氣將堅持服務(wù)國家戰(zhàn)略，堅持高水平科技自立自強，持續(xù)攻克沖擊式水電機組研制“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，傾心打造更高水頭、更大容量沖擊式水電機組，推動我國沖擊式水電機組研制實現(xiàn)從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，為推動經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、促進人與自然和諧共生作出新的更大貢獻。
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