世界首臺單機(jī)容量最大沖擊式機(jī)組噴嘴研制成功

近日，東方電氣集團(tuán)所屬東方電機(jī)自主研制的世界首臺單機(jī)容量最大500兆瓦沖擊式水電機(jī)組核心部件——噴嘴通過驗(yàn)收，各項(xiàng)裝配試驗(yàn)指標(biāo)全部達(dá)到精品標(biāo)準(zhǔn)，制造精度達(dá)到了微米級，將應(yīng)用于大唐扎拉水電站，標(biāo)志著我國在高水頭、大容量沖擊式水電機(jī)組核心裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破。

本次驗(yàn)收由大唐西藏能源開發(fā)有限公司、西藏大唐扎拉水電開發(fā)有限公司、中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司水電科學(xué)研究院、長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司、北京中唐電工程咨詢有限公司、四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司、中國水利水電第七工程局有限公司等多方共同見證。與會專家一致認(rèn)為該噴嘴設(shè)計(jì)工藝技術(shù)先進(jìn)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足合同及設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)收通過。

噴嘴是沖擊式水電機(jī)組的重要部套，其作用為將水的勢能轉(zhuǎn)換成射流的動能，并通過調(diào)節(jié)噴針的開度來控制水電機(jī)組出力，其水流穩(wěn)定性能、結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平、疲勞性能、結(jié)構(gòu)剛度、制造質(zhì)量等直接關(guān)系到整個(gè)電站的安全性和可靠性。

扎拉噴嘴進(jìn)口直徑達(dá)1410毫米，尺寸居行業(yè)前列。產(chǎn)品嚴(yán)格遵循嚴(yán)苛工況設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)水壓高達(dá)9.0兆帕，噴針接力器設(shè)計(jì)最大操作油壓6.3兆帕，克服了運(yùn)行可靠性要求高、零部件加工精度高、過流部件表面質(zhì)量要求高等諸多難點(diǎn)，通過調(diào)整法蘭與配水環(huán)管出口精密連接，確保了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與流道的高效，性能卓越可靠。

在研發(fā)設(shè)計(jì)方面，每個(gè)噴針接力器及折向器接力器中心均配備了內(nèi)置式非接觸位移傳感器，并創(chuàng)新性地設(shè)置兩路獨(dú)立信號傳輸通道，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)測的雙重冗余，極大提升了控制系統(tǒng)可靠性。此外，每個(gè)噴嘴均配置獨(dú)立折向器，其驅(qū)動系統(tǒng)采用“油壓退出”與“彈簧+油壓投入”的冗余設(shè)計(jì)，確保了在緊急情況下快速響應(yīng)。

在制造工藝方面，工藝技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻克了噴針和噴嘴口環(huán)超高硬度防護(hù)層鏡面處理技術(shù)、噴嘴管超大長徑比小深孔加工技術(shù)、噴嘴管內(nèi)外筒體車鏜復(fù)合高精度加工技術(shù)、噴嘴碟簧高可靠性裝壓技術(shù)等諸多行業(yè)難題。本次成功研制的首臺噴嘴零部件加工和整體裝配試驗(yàn)的指標(biāo)達(dá)到精品標(biāo)準(zhǔn)，多個(gè)核心部件制造精度達(dá)到了微米級。

大唐扎拉水電站具有高水頭、大容量、高海拔等特點(diǎn)，共裝設(shè)2臺單機(jī)容量500兆瓦的沖擊式水電機(jī)組，東方電機(jī)負(fù)責(zé)其中1臺套機(jī)組的研制供貨。該項(xiàng)目入選國家能源局能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備項(xiàng)目，是現(xiàn)階段國內(nèi)唯一可開展500兆瓦級高水頭大容量沖擊式機(jī)組研制及應(yīng)用示范的水電項(xiàng)目，也是目前世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項(xiàng)目。