我國首臺1000兆帕級抽水蓄能用鋼材料通過驗收——
“鋼鐵裁縫”鑄就源源動能
“我們歷時數(shù)年的創(chuàng)新成果通過了考驗!”近日,我國自主研制的天臺抽水蓄能電站首臺鋼岔管預組裝順利通過驗收,哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(下稱哈電電機)研發(fā)團隊松了一口氣。這是我國水電行業(yè)首次將1000兆帕級高強鋼應用在相關(guān)工程中,填補了國內(nèi)空白。
天臺抽水蓄能電站坐落于浙江省天臺縣,其額定水頭高達724米,位列全球之首。電站總裝機容量達到1700兆瓦,配備4臺425兆瓦單級混流可逆式機組,全數(shù)為哈電電機研制。以往,相關(guān)領(lǐng)域的核心零部件只能依賴進口,如今,通過自主創(chuàng)新,國內(nèi)企業(yè)攻克了“卡脖子”技術(shù)難題。那么,我國1000兆帕級高強鋼背后有哪些創(chuàng)新突破呢?
填補技術(shù)空白
在天臺抽水蓄能電站項目中,哈電電機的研發(fā)團隊展示了一個“鋼鐵裁縫”的絕技--把1000兆帕級的超級硬鋼岔管給“縫紉”起來,這活兒甚至比繡花還要精細。
研發(fā)團隊不僅手藝高超,還特別能創(chuàng)新。他們面對的可不是一般的布料,而是硬邦邦的鋼鐵材料。在他們靈巧的手中,這些鋼鐵材料就像變魔術(shù)一樣,變成了既能承受千軍萬馬壓力又能輕巧轉(zhuǎn)動的鋼岔管。
“鋼岔管是水電站中,用于連接壓力鋼管主管與支管的重要結(jié)構(gòu)部件,主要作用是將上游壓力鋼管的水輸配到兩臺或更多機組中。”哈電電機相關(guān)負責人對中國知識產(chǎn)權(quán)報記者表示,1000兆帕級鋼岔管是超高水頭大管徑水電站、超高水頭抽水蓄能電站建設(shè)用戰(zhàn)略性材料。
研發(fā)團隊在項目啟動之初就深知這項技術(shù)的難度和復雜性。他們面對的是一個前所未有的挑戰(zhàn):如何在極端的壓力條件下,保證鋼岔管結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性?這是一個技術(shù)難題,也是一個創(chuàng)新的機遇。
“團隊成員們夜以繼日地投入到研究中,翻閱了大量資料,進行了無數(shù)次的計算和模擬?!鄙鲜鲐撠熑吮硎荆?jīng)過無數(shù)次的失敗和重新開始,他們終于找到了問題的癥結(jié)所在,并設(shè)計出了一種全新的鋼岔管結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅能夠承受高達1000兆帕的壓力,而且具有良好的穩(wěn)定性和耐久性。
“先進的技術(shù)水平、成熟可靠的焊接工藝,為此次天臺1000兆帕級鋼岔管的焊接制造,提供了有力的技術(shù)支撐。”哈電電機相關(guān)負責人表示,與此同時,哈電電機還將4G數(shù)字化焊機群控系統(tǒng)應用于天臺鋼岔管的異地焊接管控環(huán)節(jié),將采集到的焊接數(shù)據(jù),實時傳輸回廠內(nèi)服務器監(jiān)控分析,實現(xiàn)了工地現(xiàn)場與廠內(nèi)同質(zhì)化管理,且焊接過程工藝參數(shù)全程可追溯。
在天臺項目通風冷卻科研攻關(guān)上,冷卻組團隊日夜奮戰(zhàn)在科研前線,對比多種方案,深度挖掘天臺項目通風系統(tǒng)潛力,通過采取多項措施、優(yōu)化多個關(guān)鍵結(jié)構(gòu),在尺寸受限的情況下有效提升了通風系統(tǒng)的冷卻能力,在大容量抽蓄機組通風冷卻關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破。
天臺項目科研攻關(guān),不但攻克了世界級技術(shù)難題,提升了水力研發(fā)實力和水平,而且成功打造了一支不畏艱險、敢打硬仗的隊伍。
掌握核心專利
踏入哈電電機的一間實驗室,各類色彩斑斕的電機模型,承載著各自獨特且不平凡的歷史。入口處,一臺體型龐大、外披黃色“外衣”的設(shè)備,乃是全球最大的臥式機組徑向軸承試驗臺;實驗室尾部,一座靜默的巨大轉(zhuǎn)子,是我國首臺大型可變速抽水蓄能機組的研制項目轉(zhuǎn)子真機模型。經(jīng)過10余年的理論機理探討及眾多小模型試驗,該項目已步入工程化階段。
在這里,諸多擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的水電創(chuàng)新技術(shù)猶如新生兒般呱呱墜地,見證了我國水電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展歷程。2019年,哈電電機在國內(nèi)針對1000兆帕級高強鋼焊接技術(shù)展開科研立項,對焊接過程進行全面系統(tǒng)的研究。通過不懈努力,其成功解決了鋼板焊接過程中冷熱裂紋敏感性、焊接線能量與保護氣體配比、高強韌焊接接頭組織及性能保證等一系列技術(shù)難題。
事實上,在1000兆帕級高強鋼自主研發(fā)領(lǐng)域,哈電電機并非孤軍奮戰(zhàn)。2021年,南京鋼鐵集團有限公司成功研發(fā)大型水電工程用1000兆帕級高強鋼技術(shù),并通過了專家評審。同一年,河鋼承鋼技術(shù)人員自主研發(fā)的一種1000兆帕高強耐磨鋼及其生產(chǎn)方法,獲發(fā)明專利授權(quán),該發(fā)明進一步推動了鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化。2023年,寶山鋼鐵股份有限公司歷經(jīng)6年研發(fā),完成了1000兆帕級高性能水電用鋼第三方焊接工藝評定,并順利通過了產(chǎn)品評價。
1000兆帕鋼岔管結(jié)構(gòu)只是我國突破水電“卡脖子”技術(shù)一個縮影。在水電領(lǐng)域,我國企業(yè)還實現(xiàn)了諸多自主創(chuàng)新。
以哈電電機為例,依托抽水蓄能機組開發(fā),創(chuàng)新研發(fā)了大扭轉(zhuǎn)翼型長短葉片轉(zhuǎn)輪,在各水頭段上均形成有鮮明哈電特色的長短葉片轉(zhuǎn)輪型譜,率先攻克水泵水輪機“S”特性和“駝峰”特性等世界性難題。近十年來,該企業(yè)取得了一大批原創(chuàng)成果,一次又一次把性能優(yōu)異、安全可靠的水電“皇冠上的明珠”鑲嵌在祖國的大好河山。
與創(chuàng)新交相輝映的是,目前哈電電機擁有授權(quán)專利849件,其中發(fā)明專利236件,獲得國際發(fā)明展覽會金獎4項,中國專利優(yōu)秀獎8項,獲得國家級知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)。
業(yè)內(nèi)人士表示,抽水蓄能技術(shù)是目前世界公認的技術(shù)成熟、經(jīng)濟效益好、安全性高、壽命長、環(huán)境污染少、應用廣泛的儲能技術(shù)。哈電電機始終致力于研制清潔、高效、低碳的高端發(fā)電裝備。迄今為止,該企業(yè)共參與了40座電站、146臺套抽水蓄能機組的研制,總?cè)萘窟_4.3萬兆瓦,市場占有率穩(wěn)居國內(nèi)前列。(記者 陳景秋)
轉(zhuǎn)自:中國知識產(chǎn)權(quán)報
【版權(quán)及免責聲明】凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品,轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”,違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章及企業(yè)宣傳資訊,僅代表作者個人觀點,不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系:010-65363056。
延伸閱讀