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圖為向家壩機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)驗(yàn)收儀式現(xiàn)場。

        引 言

        3月22日，我國具有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的世界最大向家壩1號水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，在哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 （以下簡稱哈電機(jī)）制造成功。

        經(jīng)業(yè)主——三峽集團(tuán)公司專家檢查確認(rèn)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均滿足設(shè)計規(guī)范要求，制造質(zhì)量達(dá)到精品標(biāo)準(zhǔn)。

        導(dǎo)水機(jī)構(gòu)總重量達(dá)976噸

        向家壩水輪發(fā)電機(jī)組是目前世界上單機(jī)容量最大的800兆瓦混流式機(jī)組。哈電機(jī)成功自主設(shè)計制造向家壩1號水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，刷新了我國電力裝備制造行業(yè)巨型機(jī)組自主設(shè)計制造的新紀(jì)錄，標(biāo)志著世界最大的混流式水輪機(jī)制造瓶頸已被成功突破，體現(xiàn)了哈電機(jī)雄厚科研技術(shù)水平和生產(chǎn)制造實(shí)力，在我國電力裝備制造技術(shù)發(fā)展史上樹立了一個新的里程碑。

        有關(guān)專家告訴記者，水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是水輪發(fā)電機(jī)組的核心部件之一，是運(yùn)行中控制進(jìn)入機(jī)組的水流方向和大小的裝置，對整個機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。

        向家壩導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由上百個部件組裝而成，加工精度高，裝配要求嚴(yán)，制造難度大。預(yù)裝完成后的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)高7.8米，外徑尺寸近13米，是貨真價實(shí)的巨型部件。

        舉世矚目的三峽機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)總重量為736噸，而向家壩機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的總重量達(dá)976噸，堪稱目前世界上重量最大、技術(shù)要求最嚴(yán)、制造難度最高的部件，是整個機(jī)組制造的主要瓶頸之一。

        眾多高手中成功中標(biāo)

        2008年在向家壩項(xiàng)目競標(biāo)前，哈電機(jī)就組織了大批優(yōu)秀科技人員，對世界最大的向家壩巨型水輪發(fā)電機(jī)組自主設(shè)計和制造展開了科技攻關(guān)。

        當(dāng)這個極具誘惑力的項(xiàng)目開始競標(biāo)消息傳出后，幾乎涉及到國內(nèi)外電力裝備制造企業(yè)的所有 “高手”參與競標(biāo)，在業(yè)內(nèi)掀起了一場競標(biāo)風(fēng)波。

        哈電機(jī)在與國內(nèi)同行及國外大公司的同臺展示中，由于制造方案的科學(xué)合理，獲得了三峽集團(tuán)公司的認(rèn)可，終于簽下了象征著國家榮譽(yù)的全部向家壩4臺機(jī)組的設(shè)計和生產(chǎn)制造合同。

        向家壩機(jī)組設(shè)計工作從2009年12月開始，哈電機(jī)僅僅用了一年半的時間，就設(shè)計完成了包括頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、控制環(huán)及導(dǎo)水零件組成的主要部件，圖紙多達(dá)200余張。

        對于世界頂級技術(shù)，哈電機(jī)人變“相對技術(shù)”為 “絕對技術(shù)”，重新計算了向家壩機(jī)組18個導(dǎo)水零部件的剛強(qiáng)度，進(jìn)行多次有限元計算推演。

        根據(jù)科學(xué)的計算結(jié)果，加強(qiáng)了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主件頂蓋的高度，頂蓋焊接材料的規(guī)格也根據(jù)需求增加了厚度，有效保證了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在機(jī)組運(yùn)行中的穩(wěn)定和安全。同時，增加了控制環(huán)的自重，解決了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)開關(guān)時，24組導(dǎo)葉臂和連接板運(yùn)行不同步而產(chǎn)生振動的問題。

        在根據(jù)同類機(jī)組實(shí)際問題邏輯推理和科學(xué)計算數(shù)據(jù)的支持下，簡化了結(jié)構(gòu)，使機(jī)組的安全運(yùn)行更加可靠。

        突破混流式水輪機(jī)制造瓶頸

        哈電機(jī)對向家壩導(dǎo)水機(jī)構(gòu)制造的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。針對底環(huán)最大板厚160毫米，焊接量大，鑄造的導(dǎo)葉軸套焊接性差等特點(diǎn)，負(fù)責(zé)組焊的冷作分廠一步一步嚴(yán)格按照工藝文件執(zhí)行。

        向家壩頂蓋是導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中制造難度最大的產(chǎn)品，重量達(dá)340余噸；工件直徑近13米，共分四瓣；板厚最大達(dá)到230毫米；焊接需要消耗的焊絲多達(dá)20噸；為了保質(zhì)提效，哈電機(jī)將4瓣頂蓋生產(chǎn)分到4個生產(chǎn)工段同時投入。由于頂蓋體積、噸位大，翻身和起吊難度都非常大，同時，吊掛及翻身操作對工件質(zhì)量有一定影響，為保證產(chǎn)品制造質(zhì)量，哈電機(jī)總結(jié)了以往巨型機(jī)組的制造經(jīng)驗(yàn)，減少了工件翻身、吊運(yùn)頻次，調(diào)整了頂蓋焊接順序，不僅避免了不必要的工件翻身操作，還減小了焊接應(yīng)力，有效控制了頂蓋的焊接變形，大大提高了工作效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。(通訊員 王忠孝 王學(xué)善 本報記者 由慶祝)

         相關(guān)鏈接

        向家壩水電站是中國長江三峽集團(tuán)公司的開發(fā)項(xiàng)目，該電站是金沙江水電基地下游4級開發(fā)中，最末一個梯級的電站。壩址位于云南省水富縣 （右岸）和四川省宜賓縣 （左岸）的金沙江下游河段上，計劃在左、右岸分別安裝4臺800兆瓦機(jī)組，總裝機(jī)規(guī)模僅次于三峽和溪洛渡水電站，目前為中國第三大水電站。哈電機(jī)承制了其中的4臺機(jī)組。

        目前，哈電機(jī)在自主設(shè)計制造向家壩機(jī)組的同時，本著對國家電力裝備制造事業(yè)負(fù)責(zé)的精神，正著手1000兆瓦級水輪發(fā)電機(jī)組的科研開發(fā)工作。定子機(jī)座通風(fēng)冷卻試驗(yàn)、推力軸承制造技術(shù)等一大批關(guān)鍵科研項(xiàng)目已被突破，其中多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)填補(bǔ)了國內(nèi)和國際空白。