12月30日,世界式转隨著世界最大單機容量、最大最大造最大尺寸衝擊式水輪機轉輪在哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(以下簡稱哈電電機)焊接製造成功,单机世界首台單機500兆瓦紮拉水電站衝擊式水輪發電機組轉輪問世,容量標誌著我國高水頭、尺寸冲击成焊大容量衝擊式水電機組的轮完研製技術實現了重大突破。
該水輪機轉輪是接制國家“藏電外送”骨幹電站紮拉水電站水輪發電機組的“心髒”,為發電機提供500兆瓦額定功率的世界式转源動力。在項目業主中國大唐集團的最大最大造組織下,哈電電機自主化研製的单机衝擊式轉輪能量轉換效率達到世界先進水平。其轉輪采用鍛焊結構,容量由1個輪轂鍛件和21個水鬥鍛件組成,尺寸冲击成焊焊接後的轮完重量超過90噸。
衝擊式水輪機是接制一種利用壓力管道引導水流衝擊水鬥式轉輪進行能量轉換的水力機械,適用於落差大、世界式转壓力高的電站。轉輪是直接影響機組效率和最重要的受力部件及通流部件之一。在機組運行狀態下,轉輪時刻承受高頻率的動態壓力,對機組的穩定運行和安全起著至關重要的作用,焊接製造要求極為嚴苛。作為世界單機容量最大衝擊式機組轉輪,其輪轂鍛件直徑尺寸為4.7米、厚度達1米,創造了馬氏體不鏽鋼最大鍛件世界紀錄;加工後的轉輪最大外徑6.23米、最大寬度1.34米,也是衝擊式轉輪世界之最。鑒於材質、尺寸等因素,焊接、加工等環節的製造技術,都處於相關領域的前沿,探索製造的過程也存在很多風險因素和不確定性,焊接製造要求極高、難度極大。
為突破焊接難關,哈電電機開展了技術攻關,采用數字仿真技術,進行大型水鬥的模鍛技術研究,選擇了性能優異且高效的“鍛焊”製造工藝路線;通過三維檢測模擬計算進行裝配焊接,探索選用了最優的焊接參數,用高強韌的焊縫將馬氏體不鏽鋼鍛鋼製造的輪轂和水鬥焊接在一起,提高了轉輪的衝擊韌性及耐疲勞性能。
哈電電機組建紮拉轉輪焊接技術團隊,針對馬氏體不鏽鋼強韌焊接要求和複雜曲麵超厚水鬥轉輪的結構特點,從焊接材料、焊接工藝、水鬥裝配定位、焊接工位、焊接變形控製及焊接質量保證等多個方麵,對焊接製造關鍵技術進行深入剖析與研究,形成了一整套焊接技術方案,為高效優質完成紮拉500兆瓦衝擊式轉輪的焊接製造提供了技術支撐。
哈電股份副總裁,哈電電機黨委書記、董事長王貴表示,哈電電機與合作夥伴同題共答、攻堅克難,成功實現紮拉轉輪焊接這一最關鍵核心部件的研發製造工序,對加快西南清潔能源基地建設具有重要意義。