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儀表網(wǎng) 產(chǎn)業(yè)報(bào)道】6月7日,東方電氣集團(tuán)自主研制的國(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)鏈完全自主知識(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)輪成功實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用,開(kāi)啟了我國(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)組最核心的部件,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)輪應(yīng)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)、造型設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、模型裝置研制等實(shí)現(xiàn)了完全自主化,填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白,轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、加工工藝等關(guān)鍵核心制造技術(shù)取得了突破性進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組關(guān)鍵核心技術(shù)“從無(wú)到有”的歷史性突破。
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)制定了150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪研制、500兆瓦級(jí)巨型沖擊式機(jī)組研制、700-1000兆瓦級(jí)高水頭大容量巨型沖擊式機(jī)組研制的“三步走”攀登計(jì)劃。自2019年起,東方電氣集團(tuán)全力組織開(kāi)展高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組關(guān)鍵核心技術(shù)研究,與
科研院所、上下游企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),重點(diǎn)、系統(tǒng)、全面突破沖擊式水電機(jī)組研制“卡脖子”難題,建立起內(nèi)部多專(zhuān)業(yè)融合創(chuàng)新、內(nèi)外協(xié)同合作共贏的優(yōu)質(zhì)高效研制模式,形成了大型沖擊式轉(zhuǎn)輪研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)全過(guò)程技術(shù)體系。
在水力開(kāi)發(fā)方面,創(chuàng)新三維造型設(shè)計(jì)思路,自主開(kāi)發(fā)了具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水斗斗葉三維造型設(shè)計(jì)軟件,解決了自主化設(shè)計(jì)以及快速準(zhǔn)確幾何建模的難題。掌握了先進(jìn)的半開(kāi)放半封閉全流場(chǎng)多相流CFD仿真分析方法,有效提高了水力開(kāi)發(fā)、優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率。建成了智能化、高精度、國(guó)際領(lǐng)先的DF300-沖擊式
水輪機(jī)模型試驗(yàn)臺(tái),實(shí)現(xiàn)了一鍵完成全部試驗(yàn)功能。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,驗(yàn)證分析了100多個(gè)方案,優(yōu)化了轉(zhuǎn)輪三維高階復(fù)雜曲面造型,優(yōu)化應(yīng)力分布,確保轉(zhuǎn)輪循環(huán)疲勞壽命不低于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,系統(tǒng)掌握了轉(zhuǎn)輪剛強(qiáng)度、動(dòng)力特性、動(dòng)應(yīng)力分析和試驗(yàn)方法,從無(wú)到有解決了大型沖擊式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的難題,確保轉(zhuǎn)輪性能優(yōu)異,結(jié)構(gòu)安全可靠。
在工藝制造方面,采用基于應(yīng)力分布的分瓣方式和制造手段,應(yīng)用高精度數(shù)控加工工藝,保證轉(zhuǎn)輪運(yùn)行可靠性。中心體采用鍛件與復(fù)合增材相結(jié)合,有效壓縮鍛件規(guī)格,釋放大型鍛件的制造風(fēng)險(xiǎn)。外部水斗采用模鍛、電渣熔鑄及增材制造三種方式,有效驗(yàn)證了不同制造方式的適用性。采用激光熔覆、表面納米化制造技術(shù),有效提升了轉(zhuǎn)輪抗泥沙磨蝕性能,為更高水頭更大容量沖擊式轉(zhuǎn)輪研制積累了寶貴經(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)輪工程應(yīng)用為契機(jī),按既定“三步走”計(jì)劃,進(jìn)一步加強(qiáng)聯(lián)合創(chuàng)新,攜手國(guó)內(nèi)能源企業(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)組工程示范應(yīng)用,接續(xù)開(kāi)展700-1000兆瓦級(jí)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組研制,持續(xù)推動(dòng)我國(guó)水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。