10月18日，哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(以下簡稱“哈電集團電機公司”)自主研發的扎拉沖擊式水輪機配水環管(分流管)順利完成加工制造。這是世界上首套單機容量達到500兆瓦的沖擊式水輪機配水環管。該成果不僅標志著我國水電裝備制造領域取得重大突破，更為全球清潔能源發展注入強勁動力。
超大直徑穩定可靠
扎拉水電站坐落于西藏自治區昌都市左貢縣。作為國家“藏電外送”的重要骨干電站，該水電站由中國大唐集團投資建設，是藏東南地區清潔能源一體化基地的核心電站。同時，它也是國家能源局能源領域首臺(套)重大技術裝備項目，承載著我國水電裝備制造領域自主創新與技術突破的重要使命。
扎拉水電站500兆瓦沖擊式水電機組，是目前國內唯一的500兆瓦級高水頭、大容量沖擊式水電機組研制及應用示范項目。電站共規劃安裝兩臺500兆瓦沖擊式水輪發電機組，這兩臺機組不僅單機容量大，而且功率高、技術先進，其研制難度堪稱世界之最。
配水環管作為沖擊式水輪機的核心部件之一，重要性不言而喻。在機組運行過程中，確保配水環管可時刻承受巨大的水壓力，是機組穩定運行的關鍵所在。
“我們從2021年開始，就針對扎拉配水環管開展了自主化研制工作。”哈電集團電機公司產品設計部主任設計員王洪斌介紹，團隊經過無數次試驗與優化，成功研制出了這一重大裝備。
該配水環管由12節環管構成，設計精巧、結構復雜。王洪斌介紹，它水力性能好、設計壓力高、尺寸規模大，岔管應力水平適中，結構布置合理。其中，最大單節環管的長度超過10米，管口最大尺寸更是達到了3.7米。這種管徑設計，顯著增加了進入機組的水流量，使得水流的流速更低，機組的運行性能更加穩定可靠。
“為了確保配水環管的研制質量，我們采用了高強度鋼板和特殊焊接加工技術。”哈電集團電機公司智能制造工藝部經理魏方鍇介紹，配水環管總裝配后的平面布置面積達到592平方米，總裝配重量更是高達370噸，可以承受高達12.6兆帕的試驗壓力，充分展現了我國水電裝備制造行業的卓越實力。
系列技術攻克加工難題
配水環管的精巧結構設計，在一定程度上增大了工件的加工和裝配難度。為了確保各節環管能夠一次性裝配驗收合格，哈電集團電機公司創新性地融合了多項加工制造技術。該公司針對配水環管鋼板強度高、焊接加工難、空間尺寸大等特點，開展了一系列技術攻關行動。
在保證鋼板成型質量方面，哈電集團電機公司應用激光跟蹤儀進行輔助測量和調整，將精密測量的實際數據與理論三維模型數據進行對比分析。這一舉措顯著減少了相鄰管口的焊接誤差，有效提升了產品焊接和加工質量。同時，通過數字化分析技術，他們對偏差進行精確修正和調整，使得焊接一次交檢合格率達97%以上。
為了攻克配水環管的加工難關，哈電集團電機公司集合生產資源，調配高精度測量和數控加工設備。“我們采用人工找正配合設備復驗的方法，以及高精測量聯合修正的技術手段，開展24小時不停滯的生產攻關。”該公司項目服務管理部項目經理李曉峰說，這一系列舉措不僅保證了配水環管的研制質量，還實現了產品的焊接、加工和裝配等生產作業面的直線進度。最終，經過不懈努力，哈電電機成功自主研制出了這一重大裝備。
“扎拉水電站的建成投運，將有力推動西藏地區清潔能源的開發利用，為‘藏電外送’的實施提供有力支撐。”李曉峰說，這一項目的成功實施也將為我國水電裝備制造領域的技術進步和產業升級提供寶貴經驗。
來源：科技日報記者朱虹、李麗云 通訊員：王學善
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