抽水蓄能电站：世界最高水头天台抽蓄项目首台导水机构通过业主验收

奋楫扬帆正当时！在习近平总书记致金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电贺信重要指示精神指引下，哈电集团积极服务高水平科技自立自强，坚持以科技创新引领产业创新，以发展新质生产力增强核心功能、提高核心竞争力，全力推动引领装备制造业高端化智能化绿色化发展。6月4日，哈电集团高端发电装备研制再结硕果，哈电集团电机公司研制的世界最高额定水头天台抽水蓄能项目首台导水机构顺利通过业主验收。验收结果表明，天台导水机构的导叶轴孔同轴度、活动导叶立面间隙、活动导叶端面间隙、活动导叶开度等数据，均达到优良标准。这是哈电集团继成功研制天台1000兆帕级高强钢引水钢岔管之后，在该项目上取得的又一项重大成果，在以打造新质生产力推动企业高质量发展的同时，也为公司实现“双过半”目标创造了有利条件。

天台抽水蓄能电站额定水头724米世界最高、单机容量425兆瓦国内最大。为了打造精品机组，哈电集团电机公司针对机组超高水头、大容量的特性，持续进行优化设计，极大地提高机组运行效率、稳定性和安全性。导水机构是机组水力通道组成部分的核心部件之一，是控制进入机组水流方向和大小的装置，主要作用是将蜗壳内的水导入转轮，通过导叶角度的变化，以达到水能利用的最优化，对整个机组的运行效率、稳定性和安全性至关重要。此次通过顺利验收的天台导水机构，高约4.3米，装配外圆直径6.96米，装配总重量达254.2吨，其主件包括顶盖、底环、导叶、控制环，以及导叶臂、连接板、连杆、偏心销和连接销等组成的传动机构，具有尺寸大、吨位重、在制周期长等特点，其顶盖、底环同心度，导叶端面间隙、立面间隙等要求都非常严格，较以往同类机组导水机构的装配难度更大。

顶盖是导水机构最重要的结构部件之一，需要具有足够的强度和刚度，以承受机组运行过程中各个工况下的水压力，减小最大压力脉动及飞逸工况下产生的振动。天台抽水蓄能机组作为目前额定水头世界最高的抽水蓄能机组，其导水机构顶盖承受压力，也是目前世界抽水蓄能机组中最大的。同时，由于机组转速很高，各部件的直径尺寸并未显著增加，这给顶盖、顶盖与座环连接螺栓的设计带来很大难度。为满足顶盖对刚度、强度的设计要求，哈电集团电机公司在天台顶盖上采用了上法兰结构，法兰板采用了目前为止可轧制的最厚钢板，并通过反复的有限元刚强度及动态特性计算等优化结构，使其实现了在高水头的水泵及发电工况均可满足相关要求。为满足高压力的使用要求，哈电集团电机公司在天台项目的顶盖与座环连接螺栓制造上，首次采用了屈服强度达到1000兆帕级的锻件材料。

此外，因水头超高，机组运行时导叶水力矩大，导水机构的操作也需要更大等级的接力器和受力更大的导水零件。如何在有限的空间内，既满足刚强度的要求，又保证导水机构各零件运动时不干涉，是天台项目导水机构设计必须破解的难点。哈电集团电机公司利用程序计算、零部件有限元刚强度分析、机构三维运动仿真等多种手段反复优化，最终实现了导水机构结构的最优设计。

为了打造天台精品导水机构，哈电集团电机公司紧紧围绕精品制造要求，严格按照准时化生产要求，以专题进度、大设备计划、节点计划为控制点，合理排产工期，充分利用高精度车镗一体的加工优势，确保以最短周期完成加工任务。在导水机构部件生产加工期间，电机公司组织承担主攻生产任务的生产分厂与工艺部门、质检部门等单位密切合作，为天台首台导水机构的精品制造提供了良好的技术支撑，不仅实现了天台抽水蓄能首台导水机构主件的加工进序不停，还保证了各导水机构部件生产的目标节点，确保每个导水部件的加工精度与质量都达到精品要求。装配过程中，哈电集团电机公司成立了天台导水装配攻关团队，充分借鉴以往抽水蓄能项目导水机构的装配经验，合理分配攻关任务，提前预判过程中可能遇到的问题，对装配方案进行优化改进，为天台首台导水机构厂内预装的高效优质完成提供了有力保障。

延伸阅读天台抽水蓄能电站位于浙江省台州市天台县坦头镇和泳溪乡境内，是国家“十四五”重点实施项目，共安装4台抽水蓄能机组，均由哈电集团电机公司研制。项目建成后，将承担浙江电网的调峰、填谷、调频、储能等功能，对于促进新能源消纳、优化地区电源结构、推动区域经济发展、实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。