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经济日报:世界最大冲击式水电机组转轮锻件首套研制成功

来源: 经济日报新闻客户端 浏览次数:1655 发布时间:2023-09-29


9月27日,由哈电集团与中国一重联合研制的中国大唐扎拉水电站500兆瓦冲击式水轮发电机组成套结构的转轮锻件成功完工下线,标志着世界单机容量最大的冲击式水电机组转轮轮毂锻件和水斗锻件全序制造取得重大突破。


扎拉水电站是国家“藏电外送”骨干电站,藏东南清洁能源一体化基地核心电站,也是世界在建综合难度最大的冲击式水电项目,共装设2台世界最大单机容量500兆瓦冲击式水电机组。作为国家能源局能源领域首台(套)重大技术装备项目,扎拉水电站500兆瓦冲击式水电机组是目前国内唯一的500兆瓦级高水头大容量冲击式水电机组研制及应用示范项目。


扎拉水电站具有高海拔、高水头、大容量等特点,即将建设的500兆瓦冲击式机组,是服务国家“加快西南水电基地建设”重大战略需求的主力机型。由于机组容量、工况条件、运行载荷等原因,机组的水斗转轮是研制难度最大的部件之一,在产品结构、刚强度、动力特性、应力控制等方面技术要求很高。


哈电集团电机公司是国内最早开展冲击式水电机组研制的装备制造企业,在数十年的技术开发过程中,逐渐形成了具有哈电特色的冲击式水电机组设计方法,先后参与研制了东川电站、厄瓜多尔米纳斯、秘鲁圣加旺、巴基斯坦SK等国内外30座电站67台/套冲击式水电机组,在水力开发和模型试验、结构设计,关键部件加工制造、运输、安装调试等方面积累了丰富的工程实践经验,掌握了冲击式水电机组最新前沿技术。


为打造扎拉项目精品,哈电集团电机公司研发的冲击式转轮采用了锻焊结构制造工艺,转轮轮毂锻件和水斗锻件具有大、厚、重的特点,其制造难度远超世界现有转轮锻件产品。在中国大唐的组织协调下,哈电集团电机公司与中国一重等单位开展联合攻关,研发制造了由转轮轮毂锻件和水斗锻件组成的首套500兆瓦冲击式转轮锻件。同时,哈电集团电机公司还牵头起草了“冲击式转轮不锈钢锻件技术条件”行业标准,为我国构建完整的具有自主知识产权的冲击式水电机组全产业链,服务我国西南清洁能源基地建设夯实了基础。


哈电集团与中国一重历经多年联合科研攻关,高质量完成了多个钢锭锻件的试制、工艺验证与应用性能评价,以及超大模锻水斗的模拟仿真及试制;成功解决了超大型马氏体不锈钢锻件冶炼、锻造、热处理、模锻成形等关键工序核心技术难题,取得了超大型冲击式转轮锻件极限制造技术的突破。


扎拉转轮轮毂锻件采用了300吨级马氏体不锈钢钢锭,锻造重量超过160吨、外圆直径近5米、最大厚度1.2米,成品轮毂锻件重量达到107吨,是目前世界最大规格的马氏体不锈钢转轮锻件。该锻件的成功研制,解决了超大型冲击式转轮制造“卡脖子”技术难题。


扎拉转轮模锻水斗锻件的毛坯重量超过3吨,壁厚为30至300毫米,斗宽约1.5米,锻件复杂系数达S4级以上,属于大型深腔复杂曲面马氏体不锈钢锻件。通过开发大型复杂曲面水斗模锻成形技术,解决了水斗锻件快速制坯和成形的技术难题,实现了水斗锻件的近净成形和高效批量化制造。


超大厚度锻件轮毂和超大尺寸模锻水斗的有机结合,较好的减少了转轮后续制造的焊接量,使得扎拉转轮锻件材料占比达98%以上。经过联合检测,扎拉冲击式转轮轮毂锻件和水斗锻件各项性能指标全部满足标准要求。这为高效率、高质量、高品质完成扎拉水电站冲击式转轮的制造提供了基础,具有重要里程碑意义。

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