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重磅！世界最大單機容量最大尺寸沖擊式轉(zhuǎn)輪在哈電集團焊接制造成功
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發(fā)布時間：2024-12-31
12月30日，世界最大單機容量、最大尺寸沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪在哈電集團焊接制造成功，世界首臺單機容量500兆瓦扎拉水電站沖擊式水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)輪躍然出世，標志著我國高水頭、大容量沖擊式水電機組的研制技術(shù)實現(xiàn)了重大突破，走在了世界前列。
水輪機轉(zhuǎn)輪是國家“藏電外送”骨干電站扎拉水電站水輪發(fā)電機組的“心臟”，為發(fā)電機發(fā)出500兆瓦額定功率提供源動力。哈電集團自主化研制的沖擊式轉(zhuǎn)輪能量轉(zhuǎn)換效率達到世界先進水平，轉(zhuǎn)輪采用鍛焊結(jié)構(gòu)，由1個輪轂鍛件和21個水斗鍛件組成，焊接后的重量達90.8噸。
沖擊式水輪機是用壓力管道引導(dǎo)水流沖擊式轉(zhuǎn)輪進行能量轉(zhuǎn)換的水力機械，電站落差大、壓力高。扎拉電站設(shè)計水頭671米，轉(zhuǎn)輪是直接影響機組效率和最重要的受力部件及通流部件之一。在機組運行狀態(tài)下，時刻承受高頻率的動態(tài)壓力，對機組的穩(wěn)定運行和安全起著至關(guān)重要的作用，焊接制造要求極為嚴苛。
作為世界單機容量最大沖擊式機組轉(zhuǎn)輪，其輪轂鍛件直徑尺寸為4.7米、厚度達1米，創(chuàng)造了馬氏體不銹鋼最大鍛件世界紀錄；加工后的轉(zhuǎn)輪最大外徑6.23米、最大寬度1.34米，也是沖擊式轉(zhuǎn)輪世界之最；且由于材質(zhì)、型狀、尺寸等原因，焊接、加工等環(huán)節(jié)的制造技術(shù)，都處于相關(guān)領(lǐng)域的前沿，探索制造的過程，存在很多風(fēng)險因素和不確定性，焊接制造要求極高、難度極大。
為突破扎拉500兆瓦沖擊式轉(zhuǎn)輪焊接難關(guān)，哈電集團電機公司開展了技術(shù)攻關(guān)，采用數(shù)字仿真技術(shù)，進行大型水斗的模鍛技術(shù)研究，選擇了性能優(yōu)異且高效的“鍛焊”制造工藝路線；通過三維檢測模擬計算進行裝配焊接，探索選用了最優(yōu)的焊接參數(shù)，用高強韌的焊縫將馬氏體不銹鋼鍛鋼制造的輪轂和水斗焊接在一起，提高了轉(zhuǎn)輪的沖擊韌性及耐疲勞性能。
哈電集團電機公司組建扎拉轉(zhuǎn)輪焊接技術(shù)團隊，針對馬氏體不銹鋼強韌焊接要求和復(fù)雜曲面超厚水斗轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)特點，從焊接材料、焊接工藝、水斗裝配定位、焊接工位、焊接變形控制及焊接質(zhì)量保證等多個方面，對焊接制造關(guān)鍵技術(shù)進行深入剖析與研究，形成了一整套焊接技術(shù)方案，為高效優(yōu)質(zhì)完成扎拉500兆瓦沖擊式轉(zhuǎn)輪的焊接制造提供了技術(shù)支撐。哈電集團電機公司組建了扎拉轉(zhuǎn)輪焊接生產(chǎn)攻關(guān)團隊，一方面，抽調(diào)技術(shù)高超、經(jīng)驗豐富的精英焊工和焊接工藝人員承擔(dān)焊接任務(wù)；另一方面，采取精益管理舉措保質(zhì)量、保進度、提效率。承擔(dān)焊接任務(wù)的冷作分廠深入推進生產(chǎn)和技術(shù)融合，并圍繞提質(zhì)增效開展攻關(guān)活動，反復(fù)研討工藝方案、開展多項仿真模擬，為生產(chǎn)過程的順利進行做好充分準備。焊接生產(chǎn)攻關(guān)團隊成員，在水斗之間僅能勉強容身的狹小空間里艱難作業(yè)，克服高溫炙烤、反手焊接難度大、層間清理強度大等諸多困難，采用TIG方法對深焊口進行精細焊接，采用MAG方法對其他位置進行焊接，全方位、多層次保證轉(zhuǎn)輪焊接制造過程質(zhì)量。經(jīng)過歷時107天累計1712小時的不懈努力，哈電集團電機公司成功攻克了扎拉轉(zhuǎn)輪的焊接制造難關(guān)，創(chuàng)造了世界首臺500兆瓦沖擊式機組轉(zhuǎn)輪的制造奇跡。通過扎拉500兆瓦沖擊式機組轉(zhuǎn)輪的焊接制造，哈電集團電機公司破解了超大超厚低碳馬氏體不銹鋼強韌鍛件焊接難題、攻克了復(fù)雜曲面超厚水斗高效高強韌焊接制造難關(guān)、掌握了超高結(jié)合強度表面強化制造工藝關(guān)鍵技術(shù)，推動了我國電力裝備制造技術(shù)取得了重大突破。這是哈電集團電機公司深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記致金沙江白鶴灘水電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電的賀信重要指示精神的具體實踐，是哈電集團電機公司勇攀科技高峰服務(wù)國家“加快西南水電基地建設(shè)”戰(zhàn)略的重要成果，在我國能源裝備制造行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展進程中樹立了新的里程碑。
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扎拉水電站是國家“藏電外送”骨干電站，藏東南清潔能源一體化基地核心電站，也是世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項目，位于西藏自治區(qū)昌都市左貢縣。裝設(shè)2臺單機容量500兆瓦沖擊式水電機組，是當今世界單機容量最大、功率最高、技術(shù)最先進且難度最大的沖擊式水電機組。作為國家能源局能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目，該項目是目前國內(nèi)唯一的500兆瓦級高水頭、大容量沖擊式水電機組研制及應(yīng)用示范項目。
哈電集團電機公司是國內(nèi)最早開展沖擊式水電機組研制的裝備制造企業(yè)，在數(shù)十年的技術(shù)開發(fā)過程中，逐漸形成了具有哈電特色的沖擊式水電機組設(shè)計制造方法，先后參與研制了東川電站、厄瓜多爾米納斯、秘魯圣加旺、巴基斯坦SK等國內(nèi)外30座電站67臺/套沖擊式水電機組，掌握了沖擊式水電機組最新前沿技術(shù)，在水力開發(fā)和模型試驗、結(jié)構(gòu)設(shè)計，關(guān)鍵部件加工制造、運輸、安裝調(diào)試等方面，積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗。