特写

从中国制造到中国创造!白鹤滩参建者揭秘电站之最

见道网 2021年06月29日
  • 最大泄洪量达到每秒42348立方米,6分钟即可灌满整个西湖,枢纽泄洪功率世界第三
  • 白鹤滩水电站水电机组单机容量100万千瓦,位居世界第一。预计2022年7月可实现16台机组全部投产发电,届时一天的发电量就可满足50万人一年的生活用电

金沙江下游,四川、云南两省交界处,绵延的V字形窄深河谷中,一座特高拱坝巍然而立,站在河谷一侧向大坝望去,水气弥漫中,两条巨型水柱从泄洪深孔中喷涌而出,形如一只巨大白鹤在深谷中展翅欲飞。这里,是实施“西电东送”的国家重大工程,当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程,国家重大战略性清洁能源工程——白鹤滩水电站。

6月28日,随着首批机组投产发电,这座新时代的大国重器将与乌东德、向家坝、溪洛渡以及此前建成的三峡、葛洲坝水电站共同构成世界上最大的清洁能源走廊,成为带动经济社会高质量发展的绿色动力引擎。

从源头解决无坝不裂难题

站在高289米的白鹤滩混凝土双曲拱坝上,刚刚参加了金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电仪式的白鹤滩工程建设部党委书记何炜感慨,“虽然一切都在意料当中,但这一刻的到来还是让人感慨万分!”

作为“老”一辈的白鹤滩水电站建设者,何炜对大坝的角角落落都熟稔于心。大坝工程是水电站枢纽建筑物核心,它的工程质量关系到水电站的长期安全稳定运行。大坝的质量,就要看我脚下的混凝土,大体积混凝土的温度控制是建设无缝大坝的关键。为了从源头上解决“无坝不裂”的难题,白鹤滩水电站针对混凝土温控开展了一系列创新工作。大坝坝体里,埋设了上万个监测仪器,能感知温度、变形、应力状态等重要信息。

这些信息实时采集传输至智能建造管理平台,进行实时分析判断,对各类参数准确进行智能控制和实时调整,使白鹤滩水电站大坝成为最“聪明”的大坝。

白鹤滩的每一仓混凝土里都有创新的基因。参与电站建设的清华大学水利水电工程系教授林鹏十分感慨,“面对大坝和智能建造新技术中的挑战问题,我们常说,要做到不唯上、不唯书、不唯洋、不唯他,只唯白鹤滩工程这个实。”

林鹏介绍,清华大学和三峡集团共同研制的智能通水成套装备和移动实时诊断控制软件,通过在新浇筑混凝土坝块和水管中安装数字温度传感器,实时测量混凝土温度和进出水温。在冷却水管中安装的温度、流量和一体流温集成控制装置,还可以实现动态智能控制。“点开手机,大坝施工状态和各种参数尽在掌握。工作人员可以实时分析混凝土温度-通水响应关系、进度、季节特性等多元数据,克服了白鹤滩复杂多场景适应性智能温控难题。”

地下部分也别有洞天

深V型峡谷空间有限,因此,白鹤滩水电站整个引水发电系统的设备都被安置在两侧山体内专门开挖的地下洞室中。分别安装着8台百万千瓦水电机组的两岸地下厂房,每一个的长度就有438米,顶拱跨度超过34米,高度88.7米,是目前世界上最大的地下厂房。另外,左右岸还共有8个圆筒式尾水调压室,直径42~48米,也是世界上已建跨度最大的调压室。

“白鹤滩水电站的隧洞总长度约217千米,相当于从上海到宁波的距离。洞室开挖量达2500万立方米,足够填满2个西湖,或者建起10座埃及的胡夫金字塔。”华东院白鹤滩水电站枢纽部分设计总工程师陈建林给记者打比方说,白鹤滩水电站的地下部分,不但规模惊人,而且洞室复杂,施工难度在同类型工程中也是首屈一指。

擦亮中国创造新名片

世界第一的百万机组有多大?在白鹤滩水电站左岸地下电站厂房中,“每一台百万水电机组,高度超过50米,重量超过8000吨——一台机组就相当于一艘驱逐舰的重量。”何炜介绍。

白鹤滩百万千瓦水电机组结合技术标准、实践经验和模型试验,设计出高效匹配的水流流道完美处理了容量、电压、转速、效率、温升等参数协调关系,打造出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维护方便的百万千瓦水电机组。

“从水力设计、电磁计算、结构设计,到加工制造、设备安装、机组调试,可以说已经做到了极致。”东方电机技术服务高级工程师王笑君向记者介绍,白鹤滩百万千瓦水电机组是中国自主设计制造的完全国产化的百万千瓦机组,发电机效率已经达到99.01%,是目前世界上效率水平最高的水轮发电机组。“一要大、二要精,就像大象绣花一样。”站在白鹤滩水电站发电机组的心脏——全球首台“零配重”通过验收的巨型长短叶片水轮发电机组转轮旁,哈电集团电机公司副总工程师覃大清感叹。

“配重量越小,就意味着转轮制造技术水平、制造质量越高,将来安装到机组之后的运行性能就越好。白鹤滩百万千瓦机组转轮制造过程中,成功实现机组转轮零配重,在巨型机组转轮中是第一次。”这样一台“巨无霸”,每转一圈即可发电约150度,相当于一个普通家庭一个月的用电量。

深居内陆干热峡谷,白鹤滩水电站却拥有向外生长的蓬勃之力。从这里发出的清洁电能将承载着世界水电建设的最高水平,助推中国经济实现高质量发展。数据显示,白鹤滩水电站建成后,每年可节约标煤约1968万吨,减少排放二氧化碳约5160万吨、二氧化硫约17万吨、氮氧化物约15万吨,减少烟尘年排放约22万吨。“白鹤滩水电站是当之无愧的国之重器,伴随源源不断、质优价廉的清洁能源输出,将产生巨大的生态、社会、经济等综合效益,极大推动长江流域实现高质量发展。”中国工程院院士王浩表示。

“伴随着白鹤滩水电站的投产发电,从金沙江延伸至长江的梯级电站群将实现联合统一调度,使单座水电站的综合效益得以放大,统筹实现防洪、补水、发电、水生态保护等多目标综合调度,充分发挥大坝水库调节作用。”(转载请注明见道网 www.seetao.com )见道网一带一路栏目编辑/田增鹏

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