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5月16日，我國自主研制的國內(nèi)首臺單機容量最大功率150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功下線，該設備將為國內(nèi)單機容量最大的沖擊式水電機組裝上“中國心”，實現(xiàn)我國高水頭大容量沖擊式水電機組關鍵核心技術國產(chǎn)化“從無到有”的歷史性突破。

國產(chǎn)化首臺150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪機加工。鄔明俊 攝

此次下線的沖擊式轉(zhuǎn)輪重約20噸，由東方電氣集團東方電機有限公司自主研制，其最大直徑約4米，將用于四川省雅安市田灣河流域金窩水電站，預計6月初投入運行。

東方電機副總經(jīng)理、總工程師梁權偉介紹，依托150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化項目，企業(yè)的沖擊式轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、造型設計、軟件開發(fā)、模型裝置研制等實現(xiàn)了完全自主化，填補了多項國內(nèi)技術空白;轉(zhuǎn)輪結構設計、材料應用、加工工藝等關鍵核心制造技術均取得突破性進展。

“僅在結構設計方面，團隊驗證分析了一百多個方案，優(yōu)化了轉(zhuǎn)輪三維高階復雜曲面造型、優(yōu)化應力分布，確保轉(zhuǎn)輪循環(huán)疲勞壽命不低于15億次，轉(zhuǎn)輪水斗每秒承受高速水流沖擊范圍37.5次至637.5次。解決了大型沖擊式轉(zhuǎn)輪結構設計方面多項難題，確保轉(zhuǎn)輪性能優(yōu)異，結構安全可靠?！绷簷鄠フf，在工藝制造方面，該轉(zhuǎn)輪中心體還采用鍛件與復合增材結構，降低了鍛坯制造難度，提高了材料利用率。同時，應用了高精度數(shù)控加工工藝，實現(xiàn)轉(zhuǎn)輪水斗異形深腔高效銑削，水斗型面高精度銑削。

“150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪生產(chǎn)制造中，創(chuàng)新地應用了機器人電弧增材制造技術，3臺3D打印機器人歷時40余天協(xié)同作業(yè)，完成2700千克金屬增材，開創(chuàng)了行業(yè)先例，突破了轉(zhuǎn)輪鍛件制造難題，不僅降低鍛件厚度，同時進一步降低鍛坯制造難度，有效減少后期機械加工量?！睎|方電機焊接工藝高級工程師金寶說，機器人電弧增材制造技術充分融入數(shù)字化技術，高度適用于沖擊式轉(zhuǎn)輪外部水斗復雜型面結構部件的制造。目前，企業(yè)已實現(xiàn)遠程操控與多機器人無人值守作業(yè)，實現(xiàn)定制化設計和制造的“近凈成形”，為更高水頭、更大容量沖擊式轉(zhuǎn)輪研制積累了寶貴經(jīng)驗。

據(jù)了解，研制高水頭大容量沖擊式水電機組是適應我國西部水電基地高原峽谷建設環(huán)境條件，實現(xiàn)平衡發(fā)展和環(huán)境保護的最優(yōu)方案之一。2019年起，東方電氣組織開展高水頭大容量沖擊式水電機組關鍵技術研究;2020年成功建設具有世界先進水平的沖擊式水力模型試驗臺。此次150兆瓦級大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功下線后，東方電氣將按“三級跳”計劃，攜手國內(nèi)能源企業(yè)，共同推進具有世界影響力的500兆瓦沖擊式水電機組工程示范應用，接續(xù)開展700兆瓦至1000兆瓦級高水頭大容量沖擊式水電機組研制，持續(xù)推動我國水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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