白鶴灘機組：

讓中國人登上世界“水電珠峰”

講述人 覃大清

覃大清，1965年生，哈爾濱電氣集團有限公司首席科學(xué)家，我國水電裝備制造領(lǐng)域知名專家。作為總設(shè)計師，他主持了三峽水電機組、白鶴灘水電機組、響水澗抽水蓄能機組和陽江抽水蓄能機組研發(fā)工作。他曾獲國家科技進步特等獎1項、二等獎2項，省部級科技進步獎33項。2024年，覃大清獲得“國家卓越工程師”稱號。

我清楚地記得，2021年6月28日，在金沙江白鶴灘水電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電之際，習(xí)近平總書記發(fā)來賀信，“白鶴灘水電站是實施‘西電東送’的國家重大工程，是當(dāng)今世界在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程。全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機組，實現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破”。

白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界的金沙江下游干流河段上。水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289米，相當(dāng)于100層樓高，從空中俯視十分宏偉壯觀。這個水電站有世界規(guī)模最大的兩個地下廠房，位于大壩兩側(cè)的山體深處。左右岸兩個廠房，各分布著8臺百萬千瓦機組。每個地下廠房長438米、寬34米、高88.7米，開挖量2500萬立方米，體量足夠建起10座胡夫金字塔，可以寬松停下13架大型客機，或者放進去一艘航空母艦。

白鶴灘水電站大壩一景。新華社記者 陳欣波 攝

作為水電站的“心臟”，發(fā)電機組就深埋于地下廠房內(nèi)。我們現(xiàn)在看不見這些機組，但如果站在一個叫“水輪機層”的地方，可以感受到，金沙江水流在沖擊水輪機。正是這源源不斷的水流，不斷地轉(zhuǎn)化為電能。這里的單臺機組轉(zhuǎn)輪每轉(zhuǎn)一圈，能發(fā)出150度電，相當(dāng)于一戶普通家庭一個月的用電量。

當(dāng)初，白鶴灘水電站右岸14號機組成功發(fā)電，看著“孕育”了多年的產(chǎn)品由圖紙變成現(xiàn)實，看著那由16萬個零件組成、54米高、總重量7600噸，重量與埃菲爾鐵塔相當(dāng)?shù)?ldquo;龐然大物”投入運行，我們無比自豪。

因為我所在的哈電集團承擔(dān)了白鶴灘電站右岸全部8臺機組研制任務(wù)，早在2007年，我就帶領(lǐng)團隊開始技術(shù)攻關(guān)。2013年，白鶴灘投標(biāo)準(zhǔn)備啟動，模型轉(zhuǎn)輪研發(fā)進入關(guān)鍵階段，從那一天開始，我和團隊就在水電“無人區(qū)”深入探索。

白鶴灘水電站右岸地下廠房里的發(fā)電機組。新華社記者 陳欣波 攝

在白鶴灘項目中，我們攻克了水力設(shè)計、電磁設(shè)計、發(fā)電機絕緣和通風(fēng)、 機組總體設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計等一個又一個技術(shù)難題，突破了多項世界性技術(shù)極限。

我們研制的水電機組，實現(xiàn)了0%—100%全負(fù)荷安全穩(wěn)定運行；首創(chuàng)15長+15短的長短葉片轉(zhuǎn)輪，實現(xiàn)全球首個巨型長短葉片轉(zhuǎn)輪“零配重”。水輪機最優(yōu)效率達96.7%，處于世界領(lǐng)先水平。

如果有人問：一根手指的力量有多大？我們會自豪地回答：能輕松撥動一臺338噸重的轉(zhuǎn)輪。這指的就是白鶴灘“零配重”長短葉片轉(zhuǎn)輪。轉(zhuǎn)輪是決定發(fā)電機組能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件，一旦出現(xiàn)質(zhì)量偏心，會影響機組安全。工作人員曾將6枚一元硬幣豎立于高速運轉(zhuǎn)的機組上，硬幣竟然不倒，機組穩(wěn)定性可見一斑。

單機容量從80萬千瓦躍升到100萬千瓦，更是我們實現(xiàn)的發(fā)電機重大突破。百萬千瓦意味著，單臺機組滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，每小時能夠發(fā)出100萬千瓦時的電能，也就是老百姓說的100萬度電。

總重量超過2000噸的轉(zhuǎn)子緩緩起吊。哈電集團供圖

2021年6月，我們研發(fā)的世界單機容量最大的白鶴灘水電站右岸14號機組，率先實現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電。這是全球首臺并網(wǎng)發(fā)電，并實現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電的機組。

白鶴灘水電站正式投產(chǎn)發(fā)電是我國水電領(lǐng)跑世界的標(biāo)志，完成了從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的歷史性跨越。百萬千瓦是世界水電機組的“珠穆朗瑪峰”，代表著我國水力發(fā)電裝備技術(shù)登上世界水電之巔。

如今，白鶴灘水電站是僅次于三峽的世界第二大水電站，成功蓄水至825米，呈現(xiàn)出高峽出平湖的壯美景象。隨著16臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電，長江干流上的6座水電站連珠成串，共同構(gòu)成了一條跨越1800公里的世界最大清潔能源走廊。這條走廊上的110臺水電機組，總裝機容量7169.5萬千瓦，年均生產(chǎn)電能約3000億千瓦，可滿足3.6億人一年的用電需求，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和“西電東送”提供有力支撐。通過流域梯級電站聯(lián)合調(diào)度，甚至實現(xiàn)了“一滴水發(fā)六次電”。當(dāng)白鶴“兩翼”齊飛，金沙江流域的豐沛水能瞬間轉(zhuǎn)化成強勁電能，沿著能源“空中走廊”直抵華東大地。

作為能源領(lǐng)域的大國重器，白鶴灘水電站在人類水力發(fā)電史上寫下了濃墨重彩的一筆，使中國水電的國家名片更加閃耀。

千百度電，點亮千萬里。每一度，都承載著風(fēng)云與時光。作為中國工程師的一員，鍛造國之重器是我們應(yīng)有的擔(dān)當(dāng)。科研無止境，我們永不停歇。

白鶴灘右岸機組大事記

2007年，哈電集團以國家科技支撐計劃項目為依托，開啟百萬千瓦機組課題研究。

2017年10月17日，世界首臺百萬千瓦精品座環(huán)通過驗收。

2018年10月27日，世界首臺百萬千瓦精品導(dǎo)水機構(gòu)通過驗收。

2019年5月29日，世界首臺百萬千瓦長短葉片精品轉(zhuǎn)輪通過驗收。

2020年1月18日，白鶴灘第三臺長短葉片轉(zhuǎn)輪，以靜平衡試驗“零配重”的突破性業(yè)績通過驗收。

2021年6月28日，白鶴灘水電站14號機組帶100萬千瓦負(fù)荷成功。