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    在白鹤滩水电站看“世界之最”

  发布于:2023-10-30  来源:科技日报  浏览:1408

      白鹤滩水电站全景图。三峡集团供图

      乘车沿着金沙江边的公路蜿蜒而上,壮阔如画的“高峡出平湖”美景透过车窗跃入记者眼帘。

      昔日奔腾湍急的江水,如今平静而温柔。它像一条宽阔的绿色丝绸,铺展在绵延不绝的高山之间。不一会儿工夫,汽车驰至横亘于绿色丝绸上的巨型大坝旁。

      日前,跟随国务院国资委新闻中心组织的“走进新国企·打卡新坐标”采访活动,科技日报记者探访了位于川滇交界处的大国重器——白鹤滩水电站。

      破解“无坝不裂”难题

      脚下的大坝宛若巨人的肩膀。站在大坝上,可以平眺两岸高山,俯视峡谷中的金沙江。

      作为世界第二大水电站,白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦,仅次于三峡工程,去年12月全部机组投产发电。由于工程规模巨大,地质条件复杂,白鹤滩水电站被誉为世界水电行业的“珠峰”。

      说起白鹤滩水电站大坝,三峡集团白鹤滩建设部副主任陈文夫底气十足:大坝是300米级特高混凝土双曲拱坝,坝顶高程834米,最大坝高289米,坝顶弧长709米。坝身布置有6个导流底孔、7个泄洪深孔和6个泄洪表孔。

      “混凝土刚浇筑时温度会上升,后期又逐渐冷却。热胀冷缩使得混凝土结构内部应力积累,容易造成温度裂缝的产生。” 三峡集团白鹤滩建设部技术部副主任周孟夏告诉记者,越是大体积的混凝土,越容易产生温度裂缝。此前,“无坝不裂”一直是水电站建设者心头的一道“魔咒”。

      为有效降低混凝土温度,减少大坝因热胀冷缩而出现裂缝的风险,白鹤滩水电站在300米级高拱坝中全坝使用低热水泥混凝土,这在全球尚属首次。大坝主体的混凝土浇筑总量超过800万立方米,相当于24个迪拜塔的混凝土使用量。

      大坝旁竖立着的一根高如旗杆、粗若碗口的芯样引人注目——它被称为“中国芯”,长达36.74米,是迄今全球最长的水电大坝芯样。

      陈文夫告诉记者,为检查坝体的整体性以及混凝土的密实性,全坝共钻孔848米,发现大坝压水率、透水率均为0。眼前这根芯样于今年4月份在大坝坝顶取出,直径245毫米,穿过70个50厘米层厚的浇筑坯层,芯样完整、光滑、密实、骨料分布均匀,层间结合良好。

      “这充分证明,白鹤滩水电站大坝是一座名符其实的无缝精品大坝,打破了‘无坝不裂’的魔咒。”陈文夫说。

      “不仅如此,白鹤滩水电站大坝还是世界上‘最聪明’的大坝。”三峡集团白鹤滩建设部党委书记何炜介绍,大坝建设过程中,上万支被埋设在混凝土里的精密传感器构成大坝的“神经网络”。它们可以感知、收集与大坝状态息息相关的数据,并及时反馈给白鹤滩水电站智能建造信息管理平台。运用智能控制、全生命周期仿真等技术,部分模块还能结合收集到的信息自动采取应对措施。

      引领水电百万千瓦时代

      在高大壮观的“身躯”中,运转着白鹤滩水电站强大的“心脏”——全球首批单机容量百万千瓦的水轮发电机组。

      参观完大坝,记者一行乘车进入白鹤滩水电站庞大的地下洞室群,深入水电站右岸的机房腹地,在比金沙江水位还低的地下,感受这座水电站的“心跳”。

      机房里,8个巨大的圆柱状物体排成一排。它们顶部的红灯有规律地闪烁着——这代表机组正在运行。

      “大坝右岸安装了8台百万千瓦水轮发电机组,左岸也对称安装了8台,一共16台。”三峡集团白鹤滩建设部副主任康永林告诉记者。

      康永林介绍,这些水轮发电机组全部由我国自主研发制造,技术难度系数均为行业之最。单台机组高度50米,重达8000多吨,重量与法国巴黎的埃菲尔铁塔相当。机组最优效率达到96.7%,发电机额定效率超过99%,是世界上效率指标最高的水轮发电机组。

      “百万千瓦水轮发电机组转一圈,就能发出150度电,发电能力特别强。”三峡集团白鹤滩电厂副厂长李利华告诉记者。据测算,每台机组按额定功率发电,可以给六台“辽宁舰”提供动力,运转一个小时能发出100万度电,可满足400个普通家庭约1年的用电。

      这样强大的机组,运转起来却又极其平稳:机组每秒可转111圈,而其三部导轴承摆度不超过0.1毫米,整体摆动幅度甚至小于一根头发丝的直径。工作人员取来几枚一元钱硬币,将其竖立在正在运转的机组顶盖上,硬币纹丝不动。

      构成世界最大清洁能源走廊

      在白鹤滩水电站右岸机房中,最外面那台机组上,十分醒目地印着巨大的号码“9”。这是白鹤滩水电站最具标志性的机组。

      “9号机组是这里最后一台‘上岗’的机组,它的投产,代表白鹤滩水电站全面投产发电。”李利华指着这台机组说,水电站全面投产发电后,多年平均发电量可达624.43亿千瓦时,能够满足约7500万人一年的生活用电需求,相当于每年可节约标准煤1968万吨,减少二氧化碳排放5160万吨、二氧化硫排放17万吨。

      作为“西电东送”国家重大工程,白鹤滩水电站生产的强劲清洁电能通过特高压直流工程,输送至江苏、浙江两省,为长三角经济发展注入绿色动力。刚刚闭幕的杭州亚运会使用的部分清洁电能,就来自这座水电站。

      “9号机组的投产,也代表白鹤滩水电站与三峡工程、葛洲坝工程、乌东德水电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站一起构成全球最大的清洁能源走廊。”李利华介绍,该走廊由三峡集团在长江干流建设运营的上述6座巨型梯级水电站组成,共安装110台水电机组,总装机容量达7169.5万千瓦,年均发电量达3000亿千瓦时——相当于3亿人一年的用电量。

      记者了解到,这座世界最大清洁能源走廊跨越1800公里,6座巨型电站在其中联合调度、协同运行,可有效缓解华中、华东地区及川、滇、粤等省份的用电紧张局面,有力保障“西电东送”和电网安全稳定运行。

      高峡出平湖,白鹤舞金沙;大坝江中起,绿电进万家。创造了多项“世界之最”的白鹤滩水电站,正在以源源不断的清洁能源,为我国能源保供提供强大支撑!(记者 刘园园)

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