湖南阳光技术学校
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更新时间:2024-03-18 10:37
习近平总书记在致金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电的贺信中指出:“白鹤滩水电站是实施‘西电东送’的国家重大工程,是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。”2022年12月,白鹤滩水电站全部机组投产发电,标志着我国在长江之上建成世界最大清洁能源走廊,对保障长江流域防洪、发电、航运、水资源综合利用和水生态安全具有重要意义。这一重大工程也显示出我国大型水电工程建设从“中国制造”到“中国创造”的跨越。
水电开发综合效益高,前景广阔
电,是人类生产生活不可或缺的能源。水电是全球公认的清洁、优质、灵活的可再生能源,具有无污染、运行成本低、资源利用率高、便于电力调峰等特点,开发综合效益高。在河流、湖泊上修建水电站,通过引水管、水轮机、发电机等设备将水能转化为电能,可以实现水力资源的可持续利用。在传统能源日益紧张的背景下,不少国家都在大力开发水电资源。除此之外,一些大中型水电站作为水利枢纽工程,还有防洪、减灾、供水、航运、灌溉等功能,成为促进国家经济社会发展的重要基础设施。
我国是水能资源大国,水电开发历史较长。早在1912年,中国第一座水电站——云南石龙坝水电站就已建成发电。但直到1949年,全国水电装机容量仅36万千瓦,水电开发迫在眉睫。新中国成立后,水电建设蒸蒸日上。从自主勘测、设计、施工和制造设备的新安江水电站,到“万里长江第一坝”葛洲坝水利枢纽工程,再到世界上规模最大的水利枢纽工程——三峡工程……历经70余年,中国水电建设取得举世瞩目的成就,为解决电力短缺和洪旱灾害问题提供了巨大支撑,促进了国家经济社会发展。在这一过程中,我国水电技术取得长足发展,为白鹤滩水电站建设奠定了扎实的技术基础。目前,我国水电已探明可开发装机容量约6.87亿千瓦,年均发电量约3万亿千瓦时。面对这个能源库,我们的水电开发大有可为,前景广阔。
进军“无人区”,打造超级水电工程
白鹤滩水电站不仅是当代水利枢纽工程的集大成者,更是技术上的创新者、引领者。白鹤滩水电站位于长江上游金沙江河段,总装机容量世界第二,电站装机容量1600万千瓦,多年平均发电量624.43亿千瓦时,源源不断地将清洁电能输送到江苏、浙江等沿海经济发达地区。等量换算的话,其一年的发电量可满足6500万人全年生活用电需求。
建设这样一座超级水电站,需要几代人共同努力。上世纪50年代,国家组织相关水电勘测设计单位和中科院对金沙江开发开展了大量普查、勘察、规划和一系列筹备工作。党的十八大之后,白鹤滩水电站开工建设,吹响了中国攀登世界水电“珠峰”的号角。10年间,建设者们团结协作、攻坚克难、精益求精,先后创造了水电机组单机容量世界第一、地下电站洞室群规模世界第一、无压泄洪洞群规模世界第一等6项世界纪录,将白鹤滩水电站打造成名副其实的超级工程。
用先进技术筑成“无缝大坝”。大坝是水电枢纽工程的核心建筑,只有大坝质量过硬才能截住水。白鹤滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高289米,相当于100层楼高,从空中俯视犹如一个弯曲的、薄薄的鸡蛋壳镶嵌在金沙江河谷中,十分宏伟壮观。建设过程中,我们在温控理论、坝工设计、混凝土原材料、施工工艺和养护维护等多个领域实现了技术突破。比如,温度裂缝是由混凝土内外温度变化产生的裂缝,也是大坝建设面临的普遍难题。白鹤滩水电站全坝采用低热水泥混凝土,我们优化完善了大体积混凝土温控理论,形成了一整套相关施工工法和工艺,为“无缝大坝”提供了坚实保障。大坝内部还累计埋设了300万米长的冷却水管,借助1万多个传感器,运用物联网、云计算、智能控制等先进技术,可以进行故障自我诊断、温度流量异常报警等。在这套智能温控系统和智能混凝土运输、浇筑成套设备的支持下,截至目前,大坝没有发现一条温度裂缝。
研制百万千瓦水电机组,向世界水电“无人区”进军。如果说大坝是水电站的躯干,发电机组就是心脏。心脏够强,水能才可以充分、稳定地转化成电能。白鹤滩水电站就拥有一颗“大心脏”——16台百万千瓦水轮发电机组。研制这一级别的水电机组没有先例可以参考,犹如攀登水电行业的“珠峰”。建设者攻克了发电机组结构、水力设计、发电机通风、机组总体设计等一个又一个技术难题,把核心技术牢牢掌握在我们自己手中。比如巨型转轮“零配重”,即用一根手指的力量就能拨动巨大的转轮。转轮是决定发电机组能量转化的关键部件,一旦出现质量偏心,会影响机组安全。为保证重达330吨的转轮不出现质量偏心,白鹤滩水电站通过现场建厂解决运输难题,采取转轮全低氢焊接、三维模拟精准确定、转轮过程监控等措施,实现了“零配重”。从运行效果来看,白鹤滩水电站发电机组的效率、稳定性等指标均处于国际领先水平。高50米、重逾8000吨的机组,整体振动、摆度值只有头发丝宽度。
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