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创新

重金属:建造一座大型水电站需要稳定的人手和大量的技巧

彼得·C·贝尔
2020年8月28日
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去年年底,理查德•郑(richardzheng)目睹了一架大型起重机将世界上最大的发电机转子之一降到了世界上最大水坝底部的一个小洞里。郑和他的同事花了数年的时间来设计和制造出严格的规格。现在,这个1900公吨的钢制车轮必须放在一个只有40毫米的环内,这个环的直径大约是半美元硬币的直径。一个意外的撞击肯定会摧毁转子,并可能损坏起重机和中国新吴东德大坝的混凝土外壳。

对于通用电气水电(GE Hydro)中国日韩毛片免费视频一级特黄总经理郑(音译)来说,紧张的几分钟衡量出了一项最具压力的技术挑战有史以来最强大的水电机组之一. 但这绝不是唯一的一个。

由于现场位于一座山的中央,没有大的平地可用,因此山被挖空,使得涡轮机的重型转轮可以在现场建造。为了满足对某些部件强度的要求,郑和他的团队在当地的一家工厂开发了一种新型钢材。对超精密公差的需求促使他们发明了新的基于激光的测量和检测工具。他们在春节期间工作;在采取安全措施的情况下,他们在冠状病毒大流行期间工作。

吴东德是中国新建的大型水坝之一。这提醒日韩毛片免费视频一级特黄,利用强大的河流作为能源发电是一项复杂的工程。这座大坝耗资170亿美元,高达240米(787英尺),位于云南日韩毛片免费视频一级特黄和四川日韩毛片免费视频一级特黄交界的金沙江上游偏僻河段。通用电气正在建造大坝12台850兆瓦涡轮发电机中的六台。通用电气可再生能源公司(GE Renewable Energy)的高级产品负责人大卫•哈瓦德(David Havard)估计,在这样的评级下,只有一台这样的机器能够为相当于180万户中国家庭供电。

吴东德水电站大坝内部图片

 

吴东德内部的涡轮机采用了19世纪中叶詹姆斯·弗朗西斯在马萨诸塞州一家纺织厂工作时发明的设计。但弗朗西斯对他最新一代天才的规模和效率标准是无法辨认的。哈瓦德说,乌东德涡轮机的最高效率约为96%,发电机的效率几乎为99%。

1993年,通用电气开始为吴东德的建筑商中国三峡集团公司(CTG)建造涡轮机。哈瓦德说,随着每一座新的巨型水坝的建成,CTG都试图将技术发展的更进一步。

考虑到比以前在涡轮机建造中使用的更高强度的钢的要求。由于相当于萨克拉门托河在17倍于大气压力下流过每台涡轮机,将水流引导到转轮或水轮机的渠道需要极大的厚度。因此,当地开发出了一种更高强度的钢:这种新金属非常坚固,为了进行必要的焊接以确保部件完美地结合在一起,工人们必须将其加热到120摄氏度来软化它,这使得确保尺寸上的严格公差变得更加困难。工作人员必须练习焊接新钢100多次,以确保他们知道如何将零件连接在一起。

郑说:“吴东德创造了许多元件尺寸和重量的新记录。”。但这也意味着要找到新的方法来检查零件。发电机的转子大约有18米宽,而人类却无法测量发电机的宽度。因此,通用电气依靠放置在组件上的传感器,并创造了新的激光测量工具来确保精密公差——在某些情况下,几十米长的零件的公差小于一毫米。

吴东德面临着后勤和工程方面的挑战。由于当地的道路无法安全处理驱动发电机的重型水轮机,该项目需要在附近的山坡上挖出一个大教堂大小的洞穴,宽50米,高20米。郑说,这个洞穴被改造成了一个地下工厂,里面有通风和电气系统,有30名工人,他们花了一年的时间在里面完成了第一名。

所有这些工作都以巨型发电机转子被提升到位而告终,这项工作需要一台起重机,能够吊起相当于30头蓝鲸的起重机,由一位有着数十年经验的操作员驾驶。他得到了一组观察者的帮助,他们引导这个部分以每分钟3.4米的速度移动到位

当这台发电机在6月底开始运转时,在向中国电网输送电力之前,经历了一系列测试,这几乎让郑起了反作用,他说,他为这台巨型发电机的安静感到自豪。

哈瓦德说:“要想制造这种机器,你需要非常精通液压、机械和电气工程以及制造业。”。“这是一个庞大的项目,也是一个重要的客户。”

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