首臺(tái)國產(chǎn)化150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪靜平衡 （東方電氣供圖）    

5月16日，國內(nèi)首臺(tái)單機(jī)容量最大功率150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪在德陽成功下線，標(biāo)志著我國高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)了“從無到有”的歷史性突破。

本次下線的沖擊式轉(zhuǎn)輪由東方電氣自主研制，重約20噸，最大直徑約4米，預(yù)計(jì)6月初將應(yīng)用于雅安市田灣河流域金窩水電站。屆時(shí)，將為國內(nèi)單機(jī)容量最大的沖擊式水電機(jī)組裝上“中國心”。

填補(bǔ)多項(xiàng)國內(nèi)技術(shù)空白

轉(zhuǎn)輪被譽(yù)為水電機(jī)組的“心臟”，是研發(fā)和制造難度最大的核心部件。依托150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化項(xiàng)目，東方電氣沖擊式轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、造型設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、模型裝置研制等實(shí)現(xiàn)了完全自主化，填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)技術(shù)空白。轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、加工工藝等關(guān)鍵核心制造技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。

據(jù)介紹，該轉(zhuǎn)輪研發(fā)創(chuàng)新應(yīng)用了東方電氣自主開發(fā)的具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的沖擊式轉(zhuǎn)輪三維造型軟件，解決了自主化設(shè)計(jì)的建模難題。建成了智能化、高精度國際領(lǐng)先的DF300-沖擊式水輪機(jī)模型試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一鍵完成全部試驗(yàn)功能。應(yīng)用了先進(jìn)的仿真分析計(jì)算方法，提高了轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、設(shè)計(jì)優(yōu)化效率。

此外，在該轉(zhuǎn)輪生產(chǎn)制造過程中，創(chuàng)新應(yīng)用了機(jī)器人電弧增材制造技術(shù)（3D打?。?。機(jī)器人電弧增材制造充分融入數(shù)字化技術(shù)，高度適用于沖擊式轉(zhuǎn)輪外部水斗復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)部件的制造，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控與多機(jī)器人無人值守作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了定制化設(shè)計(jì)和制造的“近凈成形”（所焊即所得）。3臺(tái)機(jī)器人歷時(shí)40余天協(xié)同作業(yè)，完成2700千克金屬增材，開創(chuàng)了行業(yè)先例，突破了轉(zhuǎn)輪鍛件制造難題，降低鍛件厚度，進(jìn)一步降低鍛坯制造難度，有效減少后期機(jī)械加工量。

開啟我國水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新篇章

相關(guān)分析研究表明，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，水輪發(fā)電機(jī)組大型化發(fā)展速度加快，大型沖擊式水輪機(jī)需求也在逐步增多。然而受應(yīng)用市場(chǎng)缺乏、研發(fā)投入不足等因素影響，我國發(fā)電裝備企業(yè)在高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組的自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行等方面基礎(chǔ)較為薄弱，與國外先進(jìn)企業(yè)存在差距。據(jù)了解，目前，國際上已投運(yùn)的水頭最高、容量最大的沖擊式水電機(jī)組是瑞士畢爾德隆電站，額定水頭達(dá)1869米，單機(jī)容量達(dá)423兆瓦。

為此，2019年開始，東方電氣全力組織開展高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究。2020年，成功建設(shè)具有世界先進(jìn)水平的沖擊式水力模型試驗(yàn)臺(tái)，具備了按照IEC國際規(guī)程及GBT國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊式轉(zhuǎn)輪水力研究試驗(yàn)的能力。同時(shí)，東方電氣對(duì)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組轉(zhuǎn)輪等核心部件的制造工藝進(jìn)行專題技術(shù)攻關(guān)，具備了高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組轉(zhuǎn)輪研制能力。2021年開始推進(jìn)150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化相關(guān)工作，并于當(dāng)年12月完成150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪驗(yàn)證試驗(yàn)。2022年11月，150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪水力模型通過驗(yàn)收。今年5月16日，150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功下線，開啟了我國水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的嶄新篇章。

東方電氣將以此為契機(jī)，按“三級(jí)跳”計(jì)劃，進(jìn)一步加強(qiáng)聯(lián)合創(chuàng)新，攜手國內(nèi)能源企業(yè)，共同推進(jìn)具有世界影響力的500兆瓦沖擊式水電機(jī)組工程示范應(yīng)用，接續(xù)開展700～1000兆瓦級(jí)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組研制，持續(xù)推動(dòng)我國水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為加快建設(shè)科技強(qiáng)國，更好服務(wù)“雙碳”目標(biāo)作出新的更大貢獻(xiàn)。