我国首台1000兆帕级抽水蓄能用钢材料通过验收

我国首台1000兆帕级抽水蓄能用钢材料通过验收——

“钢铁裁缝”铸就源源动能

　　“我们历时数年的创新成果通过了考验！”近日，我国自主研制的天台抽水蓄能电站首台钢岔管预组装顺利通过验收，哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司（下称哈电电机）研发团队松了一口气。这是我国水电行业首次将1000兆帕级高强钢应用在相关工程中，填补了国内空白。

　　天台抽水蓄能电站坐落于浙江省天台县，其额定水头高达724米，位列全球之首。电站总装机容量达到1700兆瓦，配备4台425兆瓦单级混流可逆式机组，全数为哈电电机研制。以往，相关领域的核心零部件只能依赖进口，如今，通过自主创新，国内企业攻克了“卡脖子”技术难题。那么，我国1000兆帕级高强钢背后有哪些创新突破呢？

　　填补技术空白

　　在天台抽水蓄能电站项目中，哈电电机的研发团队展示了一个“钢铁裁缝”的绝技--把1000兆帕级的超级硬钢岔管给“缝纫”起来，这活儿甚至比绣花还要精细。

　　研发团队不仅手艺高超，还特别能创新。他们面对的可不是一般的布料，而是硬邦邦的钢铁材料。在他们灵巧的手中，这些钢铁材料就像变魔术一样，变成了既能承受千军万马压力又能轻巧转动的钢岔管。

　　“钢岔管是水电站中，用于连接压力钢管主管与支管的重要结构部件，主要作用是将上游压力钢管的水输配到两台或更多机组中。”哈电电机相关负责人对中国知识产权报记者表示，1000兆帕级钢岔管是超高水头大管径水电站、超高水头抽水蓄能电站建设用战略性材料。

　　研发团队在项目启动之初就深知这项技术的难度和复杂性。他们面对的是一个前所未有的挑战：如何在极端的压力条件下，保证钢岔管结构的稳定性和安全性？这是一个技术难题，也是一个创新的机遇。

　　“团队成员们夜以继日地投入到研究中，翻阅了大量资料，进行了无数次的计算和模拟。”上述负责人表示，经过无数次的失败和重新开始，他们终于找到了问题的症结所在，并设计出了一种全新的钢岔管结构。这种结构不仅能够承受高达1000兆帕的压力，而且具有良好的稳定性和耐久性。

　　“先进的技术水平、成熟可靠的焊接工艺，为此次天台1000兆帕级钢岔管的焊接制造，提供了有力的技术支撑。”哈电电机相关负责人表示，与此同时，哈电电机还将4G数字化焊机群控系统应用于天台钢岔管的异地焊接管控环节，将采集到的焊接数据，实时传输回厂内服务器监控分析，实现了工地现场与厂内同质化管理，且焊接过程工艺参数全程可追溯。

　　在天台项目通风冷却科研攻关上，冷却组团队日夜奋战在科研前线，对比多种方案，深度挖掘天台项目通风系统潜力，通过采取多项措施、优化多个关键结构，在尺寸受限的情况下有效提升了通风系统的冷却能力，在大容量抽蓄机组通风冷却关键技术上取得了重大突破。

　　天台项目科研攻关，不但攻克了世界级技术难题，提升了水力研发实力和水平，而且成功打造了一支不畏艰险、敢打硬仗的队伍。

　　掌握核心专利

　　踏入哈电电机的一间实验室，各类色彩斑斓的电机模型，承载着各自独特且不平凡的历史。入口处，一台体型庞大、外披黄色“外衣”的设备，乃是全球最大的卧式机组径向轴承试验台；实验室尾部，一座静默的巨大转子，是我国首台大型可变速抽水蓄能机组的研制项目转子真机模型。经过10余年的理论机理探讨及众多小模型试验，该项目已步入工程化阶段。

　　在这里，诸多拥有自主知识产权的水电创新技术犹如新生儿般呱呱坠地，见证了我国水电技术的创新发展历程。2019年，哈电电机在国内针对1000兆帕级高强钢焊接技术展开科研立项，对焊接过程进行全面系统的研究。通过不懈努力，其成功解决了钢板焊接过程中冷热裂纹敏感性、焊接线能量与保护气体配比、高强韧焊接接头组织及性能保证等一系列技术难题。

　　事实上，在1000兆帕级高强钢自主研发领域，哈电电机并非孤军奋战。2021年，南京钢铁集团有限公司成功研发大型水电工程用1000兆帕级高强钢技术，并通过了专家评审。同一年，河钢承钢技术人员自主研发的一种1000兆帕高强耐磨钢及其生产方法，获发明专利授权，该发明进一步推动了钢铁产品结构优化。2023年，宝山钢铁股份有限公司历经6年研发，完成了1000兆帕级高性能水电用钢第三方焊接工艺评定，并顺利通过了产品评价。

　　1000兆帕钢岔管结构只是我国突破水电“卡脖子”技术一个缩影。在水电领域，我国企业还实现了诸多自主创新。

　　以哈电电机为例，依托抽水蓄能机组开发，创新研发了大扭转翼型长短叶片转轮，在各水头段上均形成有鲜明哈电特色的长短叶片转轮型谱，率先攻克水泵水轮机“S”特性和“驼峰”特性等世界性难题。近十年来，该企业取得了一大批原创成果，一次又一次把性能优异、安全可靠的水电“皇冠上的明珠”镶嵌在祖国的大好河山。

　　与创新交相辉映的是，目前哈电电机拥有授权专利849件，其中发明专利236件，获得国际发明展览会金奖4项，中国专利优秀奖8项，获得国家级知识产权优势企业。

　　业内人士表示，抽水蓄能技术是目前世界公认的技术成熟、经济效益好、安全性高、寿命长、环境污染少、应用广泛的储能技术。哈电电机始终致力于研制清洁、高效、低碳的高端发电装备。迄今为止，该企业共参与了40座电站、146台套抽水蓄能机组的研制，总容量达4.3万兆瓦，市场占有率稳居国内前列。（记者 陈景秋）

　　转自：中国知识产权报

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