首臺國產(chǎn)化150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪在東方電氣成功下線
文章來源：中國東方電氣集團有限公司 發(fā)布時間：2023-05-18
5月16日，東方電氣自主研制的國內(nèi)首臺單機容量最大功率150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功下線，實現(xiàn)我國高水頭大容量沖擊式水電機組關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化“從無到有”的歷史性突破，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。
本次完工下線的沖擊式轉(zhuǎn)輪重約20噸，最大直徑約4米，將用于四川省雅安市田灣河流域金窩水電站，預計6月初投入運行，屆時將為國內(nèi)單機容量最大的沖擊式水電機組裝上“中國心”。
依托150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化項目，東方電氣沖擊式轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、造型設(shè)計、軟件開發(fā)、模型裝置研制等實現(xiàn)了完全自主化，填補了多項國內(nèi)技術(shù)空白；轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料應用、加工工藝等關(guān)鍵核心制造技術(shù)取得了突破性進展。
牢牢把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中
在水力開發(fā)方面，轉(zhuǎn)輪研發(fā)創(chuàng)新應用了東方電氣自主開發(fā)的具有完全知識產(chǎn)權(quán)的沖擊式轉(zhuǎn)輪三維造型軟件，解決了自主化設(shè)計的建模難題；應用了先進的仿真分析計算方法，提高了轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、設(shè)計優(yōu)化效率。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，設(shè)計團隊驗證分析了一百多個方案，優(yōu)化了轉(zhuǎn)輪三維高階復雜曲面造型，優(yōu)化應力分布，確保轉(zhuǎn)輪循環(huán)疲勞壽命不低于15億次，綜合考慮振形與激振頻率、轉(zhuǎn)輪固有頻率在不同介質(zhì)中的差異，執(zhí)行1到17階頻率校驗檢查，轉(zhuǎn)輪水斗每秒承受高速水流沖擊范圍37.5次至637.5次，解決了大型沖擊式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的難題，確保轉(zhuǎn)輪性能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)安全可靠。
在工藝制造方面，轉(zhuǎn)輪中心體采用鍛件與復合增材結(jié)構(gòu)，降低了鍛坯制造難度，提高了材料利用率。轉(zhuǎn)輪應用高精度數(shù)控加工工藝，實現(xiàn)轉(zhuǎn)輪水斗異形深腔高效銑削、水斗型面高精度銑削。轉(zhuǎn)輪外部水斗采用3種制造方式，有效驗證了不同制造方式的適用性，為更高水頭更大容量沖擊式轉(zhuǎn)輪研制積累了寶貴經(jīng)驗。
40天完成2700千克金屬增材
150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪生產(chǎn)制造創(chuàng)新應用了機器人電弧增材制造技術(shù)（3D打印），3臺機器人歷時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，進一步降低鍛坯制造難度，有效減少后期機械加工量。
機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)輪外部水斗復雜型面結(jié)構(gòu)部件的制造，實現(xiàn)了遠程操控與多機器人無人值守作業(yè)，實現(xiàn)定制化設(shè)計和制造的“近凈成形”（所焊即所得）。
堅開啟我國水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新篇章
研制高水頭大容量沖擊式水電機組是適應我國西部水電基地高原峽谷建設(shè)環(huán)境條件，實現(xiàn)平衡發(fā)展和環(huán)境保護的最優(yōu)方案。
受應用市場缺乏、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組的自主研發(fā)、設(shè)計、制造和運行等方面基礎(chǔ)較為薄弱，與國外先進企業(yè)存在差距。
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組關(guān)鍵技術(shù)研究。2020年，東方電氣成功建設(shè)具有世界先進水平的沖擊式水力模型試驗臺，具備了按照IEC國際規(guī)程及GBT國家標準進行沖擊式轉(zhuǎn)輪水力研究試驗的能力。同時，東方電氣對高水頭大容量沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪等核心部件的制造工藝進行專題技術(shù)攻關(guān)，具備了高水頭大容量沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪研制能力。
2021年5月，東方電氣簽訂“四川省田灣河流域梯級電站水斗式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化研究合作協(xié)議”，推進150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化相關(guān)工作。2021年12月，150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪完成驗證試驗。2022年11月，150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪水力模型通過驗收。2023年5月，150兆瓦級大型沖擊式轉(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。
據(jù)悉，下一步，東方電氣將持續(xù)與相關(guān)單位、創(chuàng)新聯(lián)合體深入合作，按照既定的“三步走”戰(zhàn)略，全力推進巨型沖擊式水電機組關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，不斷提高我國能源裝備行業(yè)核心競爭力。
【責任編輯：俞昭君】
掃一掃在手機打開當前頁
