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世界首个高原水电机组产研基地投用
2025-09-12 11:01:48
【导语】9月11日，世界首个高原水电机组产研基地——东方电气西藏林芝产研基地正式投用，该基地对服务国家水电基地建设意义重大。此前，东方电气已实现150兆瓦级冲击式(shì)转(zhuǎn)轮(lún)国产化，如今又向500兆瓦级发起挑战并取得进展，未来还将持续攻克技术难关，推动我国冲击式水电机组研制迈向“领跑”。
中国能源新闻网记者 赵坤
9月11日，世界首个高原水电机组产研基地——东方电(diàn)气(qì)西藏林芝产研基地正式建成投用，对更好服务国家加快西南水电基地建设，推动高水头大容量巨型冲击式水电机组自主研发和工程应用具有重要意义。
东方电气西藏林芝产研基地是中央企业、地方政府和科研院所深入贯彻落实新时代党的治藏方略的具体实践，对助力西藏加快建设国家清洁能源基地、推动产学研用深度融合、加快科技成果转化、培养本土水电人才等具有积极意义。该基地占地约48000平方米，于2023年10月开始建设。一期工程水力机械泥沙磨蚀实验室建成的冲击式水轮机泥沙磨蚀试验台，可用于模拟水轮机在含沙水流中长期运行的冲击磨蚀情况，为进一步提升水轮机抗磨性能和优化抗磨设计提供坚实支撑。试验台设备先进、智能化程度高，满足相关国际和国家标准，参数水平和综合试验能力达到国际先进水平。
据悉，冲击式水电机组是服务国家重大战略需求的主力机型。除了水力机械泥沙磨蚀实验室，该基地还将建设冲击式水电机组智能制造车间、科研综合实验楼、高海拔绝缘/冷(lěng)却(què)实(shí)验(yàn)室(shì)等(děng)，着(zhe)力(lì)打(dǎ)造(zào)世(shì)界(jiè)领(lǐng)先(xiān)水(shuǐ)平(píng)的(de)集研(yán)发(fā)、制(zhì)造(zào)、维(wéi)保(bǎo)及(jí)人(rén)才(cái)培(péi)养(yǎng)四(sì)大(dà)功(gōng)能(néng)为(wèi)一(yī)体(tǐ)的(de)基(jī)地(de)，与(yǔ)有(yǒu)关单(dān)位(wèi)共(gòng)建(jiàn)、共(gòng)研(yán)、共(gòng)享(xiǎng)。面(miàn)向(xiàng)国(guó)家(jiā)战(zhàn)略(è)需(xū)求(qiú)，东(dōng)方(fāng)电(diàn)气(qì)坚(jiān)持(chí)把(bǎ)关键核(hé)心(xīn)技(jì)术(shù)牢(láo)牢(láo)掌(zhǎng)握(wò)在(zài)自(zì)己(jǐ)手(shǒu)里(lǐ)，致(zhì)力(lì)于(yú)实(shí)现(xiàn)冲(chōng)击(jī)式(shì)水(shuǐ)电(diàn)机(jī)组(zǔ)研(yán)制(zhì)从(cóng)“0到(dào)1”的(de)源(yuán)创新和从“1到N”的再提升，向着更高水头更大容量的冲击式水(shuǐ)电(diàn)机(jī)组(zǔ)奋力攀登。
从0到1，实现150兆瓦级冲击式转轮国产化
自2019年起，东方电气全力组织开展高水头大容量冲击式水电机组关键技术研究。为补齐短板、填补空白，东方电气联合科研院所、上下游企业，针对梳理出的涉及水力、水机、电机、工艺4大专业的70多项攻关课题开展联合技术攻关，致力于重点、系统、全面突破和掌握冲击式水电机组研制“卡脖子”关键核心技术，带动了研发、设计、制造、材料、工艺、抗磨、工程应用等全产业链联合创新，逐步建立起专业融合、内外协同的研发模式及技术体系。
自主研发三维造型软件，水斗建模速度从2周到15分钟；自主搭建DF300冲击式水力试验台，实现高精度、智能化“一键试验”；自主完成转轮造型设计，100余个方案优中选优。自主开发机器人增材制造技术，“铁臂绣花”完成转轮金属增材；首次应用相控阵技术完成质检，填补了冲击式转轮检测技术空白……创新自有万钧之力，30余项专利点亮了东方电气冲击式水电机组的研发之路。
2023年5月16日，东方电气自主研制的具有全产业链完全自主知识产权的150兆瓦级大型冲击式转轮成功下线，实现了我国该容量等级大型冲击式转轮关键核心技术国产化“从无到有”的历史性突破。6月7日，该转(zhuǎn)轮(lún)在(zài)四(sì)川(chuān)田(tián)湾(wān)河(hé)流(liú)域金(jīn)窝(wō)水(shuǐ)电(diàn)站(zhàn)成(chéng)功(gōng)实(shí)现工程应用，为国内单机容量最大的冲击式水电机组装上“中国心”。
依托150兆瓦级大型冲击式转轮国产化项目，东方电气在冲击式机组水力研发、模型试验、结构设计、工艺技术、材料应用、加工制造、抗磨措施等多个方面实现了完全自主化，填补了多项国内技术空白。如今，金窝水电站安全稳定运行的机组成为冲击式机组技术国产化的重要见证，成为东方电气创新和研制能力的有力体现。
再攀新高，挑战500兆瓦冲击式水电机组研制
创新没有休止符，150兆瓦级大型冲击式转轮的投运，不是终点，而是新的起点，它使东方电气迈向更高水平、更大目标的基础更牢、步伐更稳、信心更足。
2023年6月16日，东方电气成功获得世界单机容量最大的扎拉水电站1台套冲击式水电机组研制供货项目，开启500兆瓦冲击式水电机组研制新篇章。12月19日，扎拉水电站500兆瓦冲击式水电机组转轮在东方电气开工制造，开启了我国高水头大容量冲击式水电机组研制新征程。
大唐集团扎拉水电站具有高水头、大容量、高海拔等特点，是国家能源局能源领域首台（套）重大技术装备项目，是现阶段国内唯一可开展500兆瓦级高水头大容量冲击式机组研制及应用示(shì)范(fàn)的(de)水(shuǐ)电(diàn)项(xiàng)目(mù)，也(yě)是(shì)目(mù)前(qián)世(shì)界(jiè)在(zài)建(jiàn)综(zōng)合(hé)难(nán)度(dù)最(zuì)大(dà)的(de)冲(chōng)击(jī)式(shì)水(shuǐ)电(diàn)项(xiàng)目(mù)。扎(zhā)拉(lā)水(shuǐ)电(diàn)站(zhàn)水(shuǐ)头(tóu)近(jìn)700米(mǐ)，喷嘴出口射流速度约120米/秒。每一次水流冲击水斗产生的能量，大约相当于一辆7.5吨的汽车以100千米的时速撞击（产生的能量），而每个水斗在全生(shēng)命(mìng)周(zhōu)期(qī)内(nèi)，至(zhì)少(shǎo)要(yào)承(chéng)受(shòu)150亿(yì)次(cì)这(zhè)样(yàng)的(de)撞(zhuàng)击。
更高的水头、更大的冲击，意味着500兆瓦级转轮研制需要迎接新的挑战。在转(zhuǎn)轮(lún)结(jié)构(gòu)设(shè)计(jì)上(shàng)，研(yán)发(fā)设(shè)计(jì)团(tuán)队(duì)对(duì)比(bǐ)验(yàn)证(zhèng)了(le)100多(duō)个(gè)方(fāng)案(àn)，研究了转轮的复杂曲面造型，优化了应力分布等，“新”的结构设计，让转轮可以挑战严苛。在转轮的工艺制造上，制造团队采用机器人增材制造（3D打印）技术，高质量的焊接和高精度数控加工，“新”的工艺方式，让转轮可以应对极端。
在整个转轮制造完成之后，转轮直径达到6.2米，整个重量达到90吨，其中通过机器人增材技术的增材制造量超过6吨。增材制造完成后，转轮将“长”出一片片(piàn)花(huā)瓣(bàn)形(xíng)的(de)水(shuǐ)斗(dòu)，这(zhè)项(xiàng)工(gōng)艺(yì)也(yě)被(bèi)称(chēng)为(wèi)“铁(tiě)臂(bì)绣(xiù)花(huā)”。这(zhè)项(xiàng)技(jì)术(shù)非(fēi)常适合于复杂型面结构部件的定制化制造，而东方电气也是国内唯一一家将机器人增材制造技术应用于大型冲击式转轮制造的企业。
2025年8月12日，东方电气自主研制的世界单机容量最大500兆瓦冲击式水电机组转轮完成机器人焊接，首次探伤合格率超过99%，将应用于西藏大唐扎拉水电站。该转轮在行业内首次应用机器人焊接技术实现了外部水斗与中心体的组焊，大幅提升了冲击式转轮的焊接质量和效率，为(wèi)后(hòu)续高水头大容量冲击式水电机组转轮规模化生产提供了技术基础。
从(cóng)1到(dào)N，向(xiàng)更(gèng)高(gāo)水(shuǐ)头(tóu)、更(gèng)大(dà)容(róng)量(liàng)发(fā)起(qǐ)冲(chōng)击(jī)
关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。
2024年4月7日，东方电气向全行业公开了首台国产化150兆瓦级冲击式水电机组转轮全过程研制和真机试验资料，全面共享了水力模型、现场动应力实测数据及转轮三维实体数据。这是发电装备企业首次面向全行业共享技术资料，对促进知识共享和课题共研、构建开放协同的科研氛围、推动行业技术进步具有重要意义。
面向未来，东方电气将坚持服务国家战略，坚持高水平科技自立自强，持续攻克冲击式水电机组研制“卡脖子”关键技术，倾心打造更高水头、更大容量冲击式水电机组，推动我(wǒ)国(guó)冲(chōng)击(jī)式(shì)水电机组研制实现从“跟跑”“并跑”到“领跑”的转变，引领行业创新发展，为推动经济社会发展全面绿色转型、促进人与自然和谐共生作出新的更大贡献。
责(zé)任(rèn)编(biān)辑(ji)：闫(yàn)弘(hóng)旭(xù)
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