
来源:国家能源局网站
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宣布时间:2026-03-26
??“并网发电!”随着指令长一声令下,位于浙江省天台县苍山深处的电站“心脏”——单机容量达42.5万千瓦的水轮机组,开始高速运转。
??前不久,浙江天台抽水蓄能电站(以下简称“天台抽蓄电站”)首台机组正式并网发电,为我国华东电网添加了一座巨型“充电宝”:山顶上水库内水流奔涌而下,借助724米超高水头,驱动水轮机组源源不绝发出绿电;山脚下水库洞开胸怀接纳来水,待水量充裕、电量富足时,再将水送至上水库贮存起来,完成蓄能。
??“一放一蓄间,这座世界额定水头最高、海内单机容量最大、海内引水斜井最长的抽水蓄能电站,巧妙地利用势能与电能相互转换,在时空上完成电力‘搬运’。”中国三峡建工(集团)有限公司董事长高鹏近日接受科技日报记者采访时介绍,天台抽蓄电站建成后,预计每年可提供17亿度清洁电能,满足一座160万人口都会一年的生活用电。
??浇筑“防裂大坝”
??当水位升至953米、蓄水量达689万立方米时,“满盆”库容会爆发巨大的静水压力,时刻考验天台抽蓄电站上水库大坝的坚固度与耐久性。
??“大坝一般由柔性堆石坝和刚性混凝土面板组成,虽能有效抗压但天然‘惧怕’拉伸。”中国三峡建工(集团)有限公司所属浙江天台抽水蓄能有限公司(以下简称“天台抽蓄公司”)工程治理部副主任周涛向记者解释,混凝土面板下的堆石坝一旦因冷热变形脱空,将造成面板开裂危害。
??“必须想方设法让混凝土面板更抗裂。”天台抽蓄公司专业师杜俊良玩笑道,“热了不可、冷了也不可,面板犹如需要精心呵护的孩子。”
??“思虑再三,我们决定从水泥配方这个源头着手,解决抗裂难题。”周涛说。研发团队将市面上性能良好的质料悉数纳入研究视野,不绝变换质料组合方法、配方比例和掺合剂量。
??一开始,6种配方同时投入试验。结果令人沮丧,要么早期强度不达标,要么本钱飙升到无法蒙受。最棘手的是,有些配方反而加剧了裂缝生长。
??“我们像是在黑黑暗摸索。”周涛在项目日志中写道,“每个变量都影响着其他变量,简单的叠加思维行欠亨。”
??转折爆发在第3个月。周涛在视察玄武岩纤维的微观结构时灵感突现:“这些纤维外貌如果能和水泥基体形成化学键而不但仅是物理嵌合,会不会更好?”
??这个想法点亮了新偏向——质料间的界面效应可能是要害。
??团队调解了战略,不再进行“试错式”筛选,而是建立了系统的性能矩阵。他们将18种配方凭据3个维度排列:热力学性能、力学性能、耐久性能,每个配方都要经过12项标准测试和3项模拟情况测试。
??6个月后,乐成的曙光近在眼前。“低热水泥+玄武岩纤维+防裂剂”的组合体现优异:在温差循环测试中,裂缝宽度比基准组减少了近60%;后续的疲劳测试中,极限抗拉伸性能提升约30%,温差耐受度提高10℃,实现控温、抗拉双重效果。
??配方有了,团队更进一步,又为大坝量身定制出全生命周期温控模型。“利用该模型,不但能够精准预测出面板温度引发应力变革的纪律,还能模拟面板浇筑时界限因素对应力的影响,有效支撑大坝控温与限裂步伐革新。”杜俊良说。
??如今,这座高62.5米、顶部长566米的大坝巍峨耸立在群山之中,抗裂性能精彩,渗漏量仅为设计指标的十分之一,居海内抽蓄行业领先水平。
??铸造“超等滑梯”
??大坝稳固了,研发团队面临的另一个难题,是如何将上水库中水流宁静引至地下发电厂房。
??“我们需要建造两条长483.4米、坡度高达58度的巨型钢制斜井。”天台抽蓄公司副总经理姚亮告诉记者,“这两条堪称‘超等滑梯’的斜井,必须蒙受住来自724米额定水头的超高水压。”
??彼时,海内最高品级水电钢材是800兆帕级高强钢。
??“要么花重金从外洋引进1000兆帕级水电高强钢,要么抓住世界最高水头这个千载难逢的应用场景,自主研发同品级产品。”姚亮很清楚,摆在面前的只有这两条路。
??团队很快给出谜底——下定决心,与海内企业一起向1000兆帕级水电高强钢提倡攻关!
??研发紧锣密鼓地展开,首要任务是做出强度、韧性和塑性达标的钢材。“要害在于钢板合金身分的设计。”加入攻关的宝山钢铁股份有限公司首席工程师刘自成坦言。
??然而两年已往,海内5家钢厂提交的钢板试样均未达标。无奈之下,团队一头扎进轧钢现场,逐项剖析工序,不绝调配化学身分派比,直至第一块质量及格钢板降生。
??就在各人分享喜悦之时,一瓢冷水浇了下来——钢板批量生产及格率缺乏50%。“问题应该出在制造工艺上。”刘自成仔细剖析后得出结论。
??团队重振旗鼓,一次次开展技术研讨、专题论证,多次请来业内顶尖专家“切脉问诊”,最终锁定钢板质量波动的原因是没能精准把控热处理工艺。
??明确症结后,各人迅速调试热处理设备:首先着手解决热处理温度的均匀性,确保炉内各点温差精准控制接近于零;再通过氧探头、露点仪等多参数监控与互校调解气氛控制;在冷却历程中进一步强化搅拌系统,让槽内各点冷却速度一致……随着工艺流程不绝革新、生产标准连续完善,钢板批量生产及格率最终提升至92%。“这标记着我国真正掌握了1000兆帕水电高强钢钢材制造的焦点技术!”姚亮感伤。
??2024年9月,1000兆帕水电高强钢在天台迎来“大考”——模型钢岔管水压爆破试验。随着水压连续升高,仪表盘上数值急剧上升,“砰”的一声,巨响在山谷间回荡,“结果”定格在26.5兆帕。“钢岔管爆破压力设计值为24.9兆帕,实际耐压性能凌驾预期目标。”姚亮激动不已。
??如今,国产1000兆帕级高强钢已乐成应用于天台抽蓄电站引水系统焦点部位,每平方厘米承压能力可达10万吨。
??装置“巨型心脏”
??上水库水流顺着“超等滑梯”奔腾至地下厂房,将直接冲向可逆式水泵水轮发电机组。
??“如果说水是电站运转的‘血液’,那么发电机组则是催动血液流动的‘巨型心脏’。”天台抽蓄公司副主任专业师马志忠解释,它既能变身水泵,将水抽至上水库“存”起来;又能在用电岑岭时转为发电机,释放绿电。
??面对超高水头、超大流量的挑战,必须精准控制机组装置位置。“从座环和蜗壳吊装开始,15个月里,厂房就是我们的家。”马志忠笑着说,“机组装置就像拼积木,每个零部件都必须落在指定位置。”
??天台抽蓄机组转子直径4.996米、重481吨,是机组中最重的部件,也是装置成败的要害。设计要求转子中心偏差小于0.1毫米,水平偏差更是要控制在0.02毫米以内。
??“哪怕是0.01毫米偏差,转子高速运转后也会影响整个机组运行效率和使用寿命。”天台抽蓄公司副主任专业师强林林强调。
??为了尽可能减小偏差,团队请来经验富厚的轨道桥机驾驶员,接纳笔直吊装入坑的方法进行装置。当转子徐徐吊入机坑,监控屏幕上代表同心度的两条曲线并没有完美重合,泛起一道耀眼的“缺口”,这意味着数百吨重的转子可能爆发“微小的倾斜”。
??吊装被立即叫停,各人集结到机坑边剖析研判。“如此高精度,用目测完全无法判断。”强林林说,若想验证并纠偏,必须在现有基础上新增更精密的监测设备。
??手足无措之时,马志忠突然想到机坑建设时预留的三维激光定位仪,“从坑底向上监测,应该能辅助转子精准落位”。
??驾驶员重新开机,在双重系统监测下,小心翼翼地调解入坑角度。各人屏着呼吸,恨不得双手扶着转子移动。1分钟、10分钟……30分钟,转子终于平稳“入巢”。检测结果显示:转子中心偏差0.05毫米、水平偏差0.01毫米。“乐成了!”所有人长舒了一口气。
??天台抽蓄电站建设随之驶入快车道。2025年12月25日,首台机组并网发电;2026年1月9日,2号机组具备商业运行条件;预计2026年9月,全部4台机组可实现投产。
??“十五五”计划纲要提出,深入实施能源宁静新战略,加速构建清洁低碳宁静高效的新型能源体系,建设能源强国。面向未来,高鹏体现:“我们将进一步加大概害焦点技术攻关力度,扛起建设新型能源体系的央企继续!”