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1994年开工的三峡工程,为什么2020年才获奖?

2020-01-11 13:41  来源:四川在线  浏览:  

长江三峡水利枢纽工程(以下简称三峡工程),不仅是全世界最大的水力发电站,更承载了中国人对国家跨越式发展的集体记忆。

1月10日,在北京召开的2019年度国家科学技术奖励大会将国家科技进步特等奖授予了这个超级工程。总部位于四川的东方电气集团东方电机有限企业,是参与完成单位之一。

大会结束后,记者第一时间电话联系了三峡水能发电机组技术总负责人、东方电气集团东方电机有限企业首席专家石清华。

1994年开工的三峡工程,为啥2020年才获奖?

最后一个单项工程——升船机2019年底才竣工验收,今年获奖已经是“第一时间”了

在不少人的印象里,距离第一次听说三峡工程已经过去了很久——工程正式开工于1994年,距今26年。

这带来一个疑问:如此大的超级工程,为什么到了2020年才颁奖?

“像三峡这样的超级工程,其实建设时间挺长的,只是大家可能没注意。”石清华表示。根据公开信息,三峡工程最后一台水电机组,2012年7月才正式投产;2019年12月,最后一个单项工程——升船机才竣工验收。这样看来,2020年获奖已经是“第一时间”了。

“同时三峡工程蓄水是需要一定时间的,每年水位逐步增高,随时评估对大坝、对地质情况的影响。”石清华认为,经过研究人员科学观测和评估,证明了三峡工程相关技术是经得住考验的,再由国家颁发科技进步奖,这也是一种严谨、务实的态度。

四川为这项超级工程做了啥贡献?

参与水能发电机组设计制造,取得一大批技术创新成果,“在全世界首次采用蒸发冷却技术”都是排名末尾的了

石清华和团队参与了三峡工程最核心的设备之一——水能发电机组的设计与制造。

作为全世界最大的水力发电站,三峡工程涉及3个发电厂,分别被业内人士称为左岸、右岸和地下电厂。其中左岸全部使用国外技术;右岸12台机组,东方电机提供了4台;地下6台机组,东方电机提供了2台。

石清华和团队一生中最重要的岁月,几乎就都花在了这几台机器上,目标只有一个——怎么让它们达到世界顶级水平。

采访过程中,记者每一次提出希翼聊聊其间故事的要求,都被石清华一笔带过;只有在谈到技术时,这位干了一辈子水能发电的技术专家才会滔滔不绝起来:

“东方电机的发电机,在全世界首次采用了蒸发冷却技术。你知道冰箱、空调吧,大家用了类似氟利昂的蒸发液,来给发电机定子降温,和传统方式等相比,最高温度能低5度左右,让机组寿命更长……”

话说至此,石清华突然停住,“哎,我说的这个(蒸发冷却技术),是排名最后的创新哈!”在他看来,在三峡工程水能发电机组方面,四川人取得一大批技术创新成果,其中最值得一提的技术创新,排名前三位的应该是——

第一,国内水能发电机组相关技术水平,在三峡工程以前和国外有40年差距;东方电机只用了7年左右时间,就把这个差距压缩为零;

第二,中国首次实现70万千瓦以上水能发电机组的全部国产化。“大家提供的所有6台,完全都是技术自主常识产权。”石清华说在投产时,这些是全球容量最大的,如今也是全球尺寸最大的水能发电机组。“未来几十年,世界上也几乎不可能再出现这么大的机组了。”

最后也是最大的一个创新,东方电机提供的机组,在世界上首次消除了水能机高部分负荷振动。

技术攻关过程中有啥难点?

坐飞机时的“灵光一现”和“不信邪”的精神

这个水能机高部分负荷振动,一度是无解的。

上世纪末,使用外国技术的三峡左岸机组率先开建。但专家在做试验时发现一个奇怪现象:机组在进入转轮高部分负荷运行区域时,仪器就会检测到整个水能机都在振动。而这种振动,是可能对机组造成危害。

为什么会出现这种振动?国外专家来了一拨又一拨,反复讨论后得出结论:这种特殊振动是机组固有的,不能消除。这让运营方傻了眼,机组甚至一度不敢在这个区间运行。

在设计右岸机组时,招标方就要求消除这个振动。具体而言,这个任务就落到石清华和同事身上。

“大家就不信那个邪。传统的观念认为水轮机的这个振动是由外部条件造成的,但我认为,这种振动来源于转轮本身。顺着这种思路苦苦琢磨了半年以后,在一次坐飞机时,我突然得到了灵感:为什么不能把飞机发动机上气体涡轮机的东西应用到水轮机上呢?”

凭着一股“不信邪”的精神,石清华团队经过一次次试验,一个无特殊振动的转轮终于面世了,国内外专家认为这个转轮产生的振动已经小到可以忽略不计。

对他和同事来说,“直面问题-解决问题”已成为了遇到困难时的唯一想法。机组光一个转子就500吨,50层楼高,已有厂房装不下?建新厂房;普通公路承受不了?和政府协商,修大件运输公路。如今从德阳到乐山、约260公里长的大件路,就是为方便机组运输而修建的。

因为三峡工程,水能发电机组技术发展已经到头了?

“技术无止尽的,只能说现在还不能告诉你,(大家新技术)是很利害的。”

三峡工程如今已全面竣工,但它对水能发电机组带来的影响还在继续。

让石清华感慨最深的,是通过三峡工程,国内培养集聚了一大批顶尖的技术人才,奠定了坚实的技术基础,从而在随后的日子里制造出了更多顶级的水能发电机组,销往全球。

以石清华所在的东方电机为例,先后为国内外重点工程建设提供了一批又一批优质的水力发电设备,包括溪洛渡、巴西杰瑞、埃塞俄比亚吉布3等国内外大中型水电站提供机组,还正在研制引领世界水电进入无人区——包括世界单机容量最大的白鹤滩电站百万千瓦机组和国内最高水头、研制难度最大的长龙山抽水蓄能机组等。

截止2019年底,东方电机已累计生产水轮发电机组累计总容量近8380万千瓦,超过中国水电总装机容量的四分之一,占世界水电总装机容量的十六分之一,成为世界知名的主要水力发电设备供应商。

“如今100万千瓦机组都研发出来了,有人说技术已经到头了。” 石清华半开玩笑的说,这句话很有问题。他透露自己和团队正在水能机流动机理、振动原因等方面开展进一步研究,为实现水能发电机组效率更高、稳定性更好而努力。

“技术无止尽的,只能说现在还不能告诉你,(大家新技术)是很利害的。”

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