白鹤滩水电站全部机组投产发电，“鹤舞金沙”创造了哪些世界第一？

发布者：秦时明月 2023-1-3 23:47

在建规模世界第一、装机规模全球第二大水电站——金沙江白鹤滩水电站最后一台机组12月20日上午顺利完成72小时试运行，正式投产发电。至此，白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组全部投产发电，标志着我国在长江之上全面建成世界最大清洁能源走廊。

白鹤滩水电站主体工程于2017年7月全面开工建设，2021年6月首批机组投产发电。截至12月20日，白鹤滩水电站累计发电量超过530亿千瓦时，主要向江苏、浙江等区域输送清洁绿色电能。白鹤滩水电站工程规模巨大，地质条件复杂，综合技术难度位居世界首位。“鹤舞金沙”都克服了怎样的困难挑战，创造了哪些世界第一？

16台百万千瓦水轮发电机组

可供7500万人一年用电量

白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内，犹如一弯新月镶嵌在河谷之中，是金沙江下游四座梯级电站中的第二个梯级。水电站的左右岸各安装了8台具有完全自主知识产权、全球单机容量最大功率百万千瓦的水轮发电机组，单台机组高50米，重达8000多吨，重量与法国埃菲尔铁塔相当。

△白鹤滩水电站

三峡集团白鹤滩工程建设部副主任、高级工程师康永林介绍，在16台机组满发条件下，年平均发电量能够达到624.43亿度电，可以满足约7500万人一年的生活用电需求。“白鹤滩水电站自投产以来发电量已经超过了530亿度电，机组运行情况还是非常好的。全部投产以后，可以输出1600万千瓦的功率，为东部的浙江、江苏两省提供优质的电源，是‘西电东送’的一个骨干电源。”

△白鹤滩水电站全部机组投产发电仪式现场

转轮作为水轮发电机组的“心脏”，是机组中研发难度最大、制造难题最多的部件，也是影响机组运行效率和稳定性的关键部件。康永林介绍，研究团队研发的长短叶片结构转轮，将机组能量转化率由原来世界最高水平95%，提高到了如今的96.7%。而总重量8000多吨的设备按每分钟110转的速度旋转，在机盖上竖向放置多枚多向硬币却可以不倒，平稳程度可见一斑。

“水轮发电机组最重要的是通过水来推动转轮旋转，也就是把水的势能转换为机械能。通过理论计算设计新的转轮、计算输出功率、用什么材料、制造小一点的模型、在模型机上做模型试验，大概经历了8年时间。转换效率是非常高的，已经达到了96.7%，它的稳定性非常好，通过稳定的输出发出来的电的质量才能够很好。”康永林说。

△最后一台投产发电的右岸9号发电机组

综合技术难度居世界首位

六项技术指标创世界第一

白鹤滩水电站工程规模巨大，地质条件极为复杂，包括发电机组单机容量在内，共有六项主要技术指标创世界第一。白鹤滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝，“双曲”指的是横向和竖向都是曲线，顶部弧线长度709米，最大坝高达到了289米，相当于100层楼高。

三峡集团白鹤滩工程建设部副主任、首席专业师陈文夫介绍，为了实现“无缝大坝”，白鹤滩大坝全坝应用了800多万立方米的低热水泥混凝土，相当于三座胡夫金字塔的体量。“在全坝使用低热水泥是首次创新，在全世界尚无先例。坝址处于9度高抗震设防区，抗震设防烈度高，河谷地形不对称。我们采用扩大基础设计，解决了不对称体型和地质条件复杂问题；全坝应用低热水泥，开展了智能建造，全面实施标准化工艺，成功建成了精品无缝大坝，形成了混凝土温度时空联调、精品混凝土浇筑的成套体系方法，推动了坝工技术发展。”

△白鹤滩水电站大坝泄洪

白鹤滩水电站以发电为主，兼顾航运、防洪等功能，为了确保万年一遇特大洪水工程安全要求，工程建造了三条世界规模最大的无压泄洪洞。

陈文夫介绍，泄洪洞群能够实现快速下泄洪水，就像为洪水修建了三条高速公路一样，泄洪速度能够达到每小时170公里。“白鹤滩水电站泄洪洞，单洞最大泄量达每秒4083立方米，最大流速每秒47米，具有高水头、大流量、高流速、体型复杂等特点。我们研发了大断面、陡坡度环境下的常态混凝土浇筑成套装备，攻克了高流速过流面平整光滑要求极高的世界难题，浇筑的混凝土表面达到‘镜面’效果，成为了白鹤滩精品工程建设的一张名片。”

6座巨型水电站协同运行

建成世界最大清洁能源走廊

据了解，包括白鹤滩水电站在内，三峡集团在长江干流建设运营的6座巨型梯级水电站共安装了110台水电机组，总装机容量达7169.5万千瓦，成为世界最大清洁能源走廊，每年可节约标煤约9045万吨，减少排放二氧化碳约24840万吨。