9月5日,世界首台(套)高水头、大容量、冲击式水电机组示范工程——大唐扎拉水电站首台500兆瓦冲击式水电机组喷针、喷嘴口环在东方电气集团东方电机有限公司顺利完成制造,所有验收指标均超过精品指标,标志着高水头大容量冲击式水轮机喷针、喷嘴口环研制技术,为后续喷嘴的成功研制奠定了坚实基础。
喷嘴是冲击式水电机组的重要部套,其作用为将水的势能转换成射流的动能,并通过调节喷针的开度来控制水电机组出力,其质量和性能直接关系到机组安全性和可靠性。喷针、喷嘴口环是喷嘴装配的核心部件,也是整个冲击式水电机组制造精度和表面质量要求最高的部件,其位于喷嘴装配的出口位置,两部件配合形成的过流通道是整个机组水流速度最高的区域,不仅需要在超高试验水压下保证密封效果,还必须具备极高抗泥沙磨损性能。
项目工艺技术团队攻克了喷针和喷嘴口环高精度加工技术、过流面高性能表面防护技术、超高硬度防护层镜面处理技术等诸多行业难题,掌握了具有东方特色的喷针和喷嘴口环制造技术体系。本次研制的世界首台500兆瓦冲击式水电机组喷针、喷嘴口环,表面硬度高,抗磨蚀性能好,经过特殊处理后表面硬度堪比蓝宝石;表面粗糙度可达到0.01微米,不到头发丝直径的万分之二;密封面的圆度误差不到0.001毫米, 不到头发丝直径的百分之二,在13.5兆帕的水压下可以做到滴水不漏;密封面的角度误差不到0.002度,相当于在2公里的漫长距离外,偏差还不到一个硬币的厚度。
大唐扎拉水电站具有高水头、大容量、高海拔等特点,共装设2台单机容量500兆瓦的冲击式水电机组,东方电机负责其中1台套机组的研制供货。该项目入选国家能源局能源领域首台(套)重大技术装备项目,是现阶段国内唯一可开展500兆瓦级高水头大容量冲击式机组研制及应用示范的水电项目,也是目前世界在建综合难度最大的冲击式水电项目。