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7月2日，全球首臺(tái)單機(jī)容量最大500兆瓦、尺寸最大6.23米的沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（簡稱“哈電電機(jī)”）自主研制成功并發(fā)運(yùn)，標(biāo)志著我國在高水頭、大容量沖擊式水輪機(jī)組核心裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)歷史性突破。

沖擊式水輪機(jī)的水斗式轉(zhuǎn)輪作為機(jī)組核心部件，承擔(dān)著將水流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵作用，堪稱水電機(jī)組的“心臟”。作為國內(nèi)沖擊式機(jī)組研制的開拓者，哈電電機(jī)先后參與研制了東川電站、秘魯圣加旺等國內(nèi)外30座電站67臺(tái)套機(jī)組，形成了獨(dú)具特色的研發(fā)制造體系。從水力開發(fā)到模型試驗(yàn)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到加工制造，哈電電機(jī)在沖擊式機(jī)組各環(huán)節(jié)積累了豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

扎拉轉(zhuǎn)輪對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)、水力性能及制造工藝的要求極高，代表著當(dāng)前沖擊式水電機(jī)組的最前沿技術(shù)水平。哈電電機(jī)為扎拉沖擊式機(jī)組量身定制了高性能水斗式轉(zhuǎn)輪。該轉(zhuǎn)輪由21個(gè)精密水斗構(gòu)成，外徑達(dá)6.23米、整輪高度1.34米、重量約80噸，其輪轂鍛件更是目前世界最大的馬氏體不銹鋼鍛件。這些突破性參數(shù)標(biāo)志著該轉(zhuǎn)輪在水力性能、高效運(yùn)行區(qū)間和承壓能力方面均實(shí)現(xiàn)行業(yè)顛覆性提升。

據(jù)介紹，科研團(tuán)隊(duì)從機(jī)組安全與性能等維度出發(fā)，綜合考量水斗與噴嘴的精密匹配、射流直徑與效率的一致性、射流與水斗的相互作用、多噴嘴相鄰射流的干涉效應(yīng)，以及水斗的剛強(qiáng)度指標(biāo)等，依托水力發(fā)電設(shè)備全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的沖擊式水力試驗(yàn)臺(tái)，創(chuàng)新性地將計(jì)算流體力學(xué)流動(dòng)分析、高速攝影與流態(tài)觀測技術(shù)融合，通過持續(xù)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了過流參數(shù)的極致化設(shè)計(jì)。整個(gè)研發(fā)過程歷時(shí)4年攻堅(jiān)，經(jīng)歷5次評(píng)審。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)百余種方案進(jìn)行系統(tǒng)論證，制造了6個(gè)不同設(shè)計(jì)方向的觀測轉(zhuǎn)輪和6個(gè)性能試驗(yàn)?zāi)Ｐ娃D(zhuǎn)輪，經(jīng)高精度沖擊試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證，其最優(yōu)效率和加權(quán)平均效率均刷新世界紀(jì)錄。哈電電機(jī)組織聯(lián)合攻關(guān)，采取“化整為零、分散式加工”策略，優(yōu)化數(shù)控程序，使其從38萬條精簡至27萬條，提升車序效率21%、鏜序效率27%。

該轉(zhuǎn)輪將應(yīng)用于西藏扎拉水電站，扎拉水電站是國家“藏電外送”骨干工程和世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項(xiàng)目，電站裝機(jī)2臺(tái)全球單機(jī)容量最大、技術(shù)難度最高的500兆瓦沖擊式機(jī)組。該機(jī)組作為國家能源局能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備項(xiàng)目，具有高海拔、高水頭、大容量等技術(shù)特點(diǎn)，是服務(wù)國家“加快西南水電基地建設(shè)”戰(zhàn)略的主力機(jī)型。

本次，哈電電機(jī)成功突破水力設(shè)計(jì)、材料制備、巨型鍛件、復(fù)雜焊接、精密加工、質(zhì)量管控等全鏈條上的世界級(jí)難題，自主研制出全球首臺(tái)500兆瓦沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，破解了高水頭大容量沖擊式機(jī)組的“卡脖子”難題。