全球单机容量最大冲击式水轮机转轮研制成功

xinwen.mobi · 发表于 2025-7-5 03:49:54

2025年7月2日，全球单机容量最大（500兆瓦）的冲击式水轮机核心部件——转轮在哈电集团哈尔滨电机厂研制成功并发运。这一突破性成果标志着我国在高端水电装备领域实现从跟跑到领跑的历史性跨越，成为全球首个掌握500兆瓦级冲击式水轮机全链条技术的国家。一、核心技术参数与创新突破该转轮外径达6.23米、整轮高度1.34米，重量约80吨，由21个精密水斗构成，核心轮毂锻件采用目前世界最大的马氏体不锈钢材料。其设计攻克了多项世界级难题：1. 水力性能优化：研发团队依托水力发电设备全国重点实验室的冲击式水力试验台，融合计算流体力学流动分析、高速摄影与流态观测技术，实现过流参数的极致化设计。经高精度冲击试验台验证，其最优效率和加权平均效率均刷新世界纪录。2. 材料与工艺创新：针对超大尺寸带来的应力挑战，团队采用数字仿真技术优化分瓣结构，避开高应力区；焊接环节引入三维检测模拟、焊机群控系统等数字化手段，提升接头冲击韧性及耐疲劳性能，焊后探伤合格率高达98.04%。3. 制造体系突破：历时4年攻坚，制造了6个观测转轮和6个性能试验模型转轮，通过“7序14检”全生命周期检测体系，实现从锻件制备到精密加工的全链条自主化。二、应用场景与战略意义该转轮将安装于我国“藏电外送”核心工程——西藏扎拉水电站。作为世界在建综合难度最大的冲击式水电项目，扎拉水电站落差近700米（相当于200层楼高），装机2台500兆瓦机组，是国家能源局首台（套）重大技术装备项目。其战略价值体现在：能源结构优化：电站投产后每年可向华东地区输送数亿千瓦时清洁电力，预计年节约标准煤130万吨，减少二氧化碳排放342万吨。技术引领地位：突破高水头大容量冲击式机组的“卡脖子”难题，推动我国水电装备技术从“跟跑”迈向“领跑”，为全球水电开发提供中国方案。工程实践积累：哈电集团作为国内冲击式机组研制的开拓者，已参与国内外30座电站67台套机组建设，此次成果进一步巩固其在国际水电装备市场的竞争力。三、行业影响与技术标杆这一成果被业界称为“冲击式水轮机中的白鹤滩”，其研发过程堪称系统工程创新的典范。通过解决水斗与喷嘴精密匹配、多喷嘴射流干涉效应等复杂问题，该转轮在水力性能、高效运行区间和承压能力方面实现颠覆性提升。国际能源署（IEA）相关专家评价称，这是“全球水电技术的巅峰之作”，为高海拔、高水头地区的清洁能源开发提供了新范式。四、产业链协同与未来展望哈电集团通过整合材料、焊接、加工等产业链资源，形成了独具特色的研发制造体系。例如，其采用的机器人电弧增材制造技术（3D打印）为大型装备跨区域运输提供了创新思路。未来，这一技术有望应用于雅鲁藏布江下游水电开发等超级工程，进一步助力我国“双碳”目标实现，并推动全球水电装备技术升级。

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