日前,我国高端水电装备制造领域再传捷报:世界首台(套)500兆瓦冲击式水电机组超大直径球阀在西藏扎拉水电站现场顺利完成装配,并一次性通过全部出厂试验。这标志着我国在超高水头、大容量冲击式水电机组关键核心部件领域取得重大突破,为后续机组安装调试及电站按期投产发电奠定了坚实基础。

冲击式水电机组适用于高水头、小流量的水力资源条件,尤其在我国西藏、四川、云南等西部地区的高山峡谷河流中具有广阔的应用前景。作为冲击式水轮发电机组的关键控制部件,球阀承担着截断水流、调节流量、保护机组安全的重要使命。此次完成装配并通过试验的球阀,其公称通径达到2.5米、设计压力高达10兆帕,整阀重量超过百吨,是名副其实的“大国重器”。

该球阀由东方电气集团东方电机有限公司联合国内多家优势单位历时三年攻关研制。项目团队克服了超高水头、超大尺寸带来的设计、铸造、加工、装配等一系列世界级技术难题。尤其在材料选择上,创新采用高强度不锈钢铸锻件,并通过优化热处理工艺确保阀门在长期高压冲击下的疲劳寿命;密封结构方面,研发了适用于超高水压的双重密封系统,泄漏量达到国际领先水平;在装配环节,现场工程技术人员采用精密激光测量与数字化调校技术,实现了数百个零部件的高精度对接,装配精度优于设计要求。

试验过程严格依据国际电工委员会(IEC)及中国国家标准。在为期两周的全面试验中,球阀依次通过了壳体强度试验、密封试验、操作试验、流量特性试验等20余个测试项目。其中,在1.5倍设计压力下的强度保压试验持续30分钟,阀体无任何渗漏及变形;静压密封试验零泄漏;动水启闭操作试验中,阀门在30秒内完成全行程启闭,动作平稳、无卡涩。试验数据全部合格,部分关键指标优于设计值10%以上。验收专家组一致认为,该球阀技术指标达到国际同类产品领先水平。

西藏扎拉水电站装机容量500兆瓦,是西藏自治区“十四五”重点能源工程,也是我国首个采用国产500兆瓦级冲击式水电机组的电站。电站水头高达700米级,工作环境高海拔、低温、强紫外线,对设备可靠性提出了极为严苛的要求。此次球阀的成功装配与试验,证明国产高端装备完全能够适应极端工况,打破了以往此类超大球阀依赖进口的局面。

东方电机相关负责人表示,该球阀的研制成功,是继转轮、主配压阀之后,我国在冲击式水电机组全产业链自主化道路上的又一里程碑。下一步,项目团队将全力推进转轮、主轴等核心部件的现场安装与调试,确保扎拉水电站首台机组2025年投产发电目标如期实现。

业内专家指出,全球范围内500兆瓦级冲击式水电机组尚属空白,我国这一突破不仅填补了技术空白,也为后续开发1000兆瓦级乃至更高参数冲击式机组积累了宝贵经验。随着“双碳”目标深入推进,西部高水头水电资源开发步伐加快,我国自主研发的冲击式水电机组成套技术将为构建新型电力系统提供强有力的装备支撑。

目前,扎拉水电站建设现场已进入机电安装高峰期,这台世界最大冲击式水电机组球阀的“上岗”,将为整个工程的按期推进注入强大信心。