“要將40%以上的長江水資源調(diào)動起來蚁署，使其源源不斷地輸出清潔電力，金沙江畔迫切需要一顆強大的‘心臟’光戈。而組建這顆‘心臟’的關(guān)鍵哪痰，就是研制可靠久妆、穩(wěn)定晌杰、高效的水輪發(fā)電機組。”張?zhí)禊i說乎莉，建造這100萬千瓦發(fā)電機是場鏖戰(zhàn)送讲，不過他慶幸自己能參與其中。
為發(fā)熱的水輪發(fā)電機降溫
百萬千瓦炒圈，不僅意味著大容量、大尺寸蚕顷，也意味著發(fā)電機會產(chǎn)生更多的熱量。
張?zhí)禊i表示峰辣，白鶴灘水電站的空氣冷卻式機組，如果無法將過剩的熱量快速排出拓坠，就會影響機組安全穩(wěn)定高效運行。因此赎遗，研制團隊面臨的最大難題尤痒，便是如何給發(fā)電機組降溫峰孝。
或許有人說，降溫有什么難的爵嗅，增加風量不就可以了?難就難在娇澎，冷卻風量在很大程度上睹晒，與發(fā)電機效率呈反比趟庄，風量過大就會影響發(fā)電效率册招。要想解決發(fā)電機的散熱問題勒极，還得從冷卻技術(shù)入手。張?zhí)禊i和團隊經(jīng)過分析論證后發(fā)現(xiàn)辱匿，即使不惜成本對傳統(tǒng)的定轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)進行改造，也很難達到要求匾七。
隨后絮短，張?zhí)禊i和團隊決定改變思路，在熱源本體——磁極銅排直接冷卻上“做文章”饶饿。2013年起，他們經(jīng)過若干輪次的仿真計算湘涉、試驗驗證等，成功研發(fā)出磁極繞組空內(nèi)冷技術(shù)若棒，并將其成功應(yīng)用在白鶴灘項目上。
張?zhí)禊i介紹的唆，團隊在磁極銅排上開設(shè)內(nèi)通風孔肩降，并新增內(nèi)部冷卻區(qū)求瞎，在大幅增加磁極繞組的散熱面積、縮短傳熱路徑的同時睦作，提高了冷卻空氣的利用率诺舔，大幅降低了發(fā)電機冷卻需求風量备畦。
帶隊研發(fā)新型轉(zhuǎn)子支架
發(fā)電機轉(zhuǎn)子是發(fā)電機的轉(zhuǎn)動部分懂盐，也是發(fā)電機最核心的部件，主要由轉(zhuǎn)子支架莉恼、磁軛和磁極等部分組成，而轉(zhuǎn)子支架是連接主軸和磁軛的重要部件俐银。
從2014年開始，張?zhí)禊i帶領(lǐng)團隊提交了上百個設(shè)計方案捶惜、計算了海量的數(shù)據(jù)……最終在2017年3月吱七，他和團隊成功研制出了“平衡受力”的新型轉(zhuǎn)子支架，經(jīng)過對新型轉(zhuǎn)子支架多輪計算優(yōu)化設(shè)計后陷龟，最終確定了結(jié)構(gòu)靜強度等指標最優(yōu)的轉(zhuǎn)子支架方案，順帶斬獲了相關(guān)國家發(fā)明專利凑溜。
“與當前70到80萬千瓦等級巨型水電機組采用的轉(zhuǎn)子支架相比，新型轉(zhuǎn)子支架在性能上全面優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)柔些，各種工況應(yīng)力水平降低了10%以上，具有更低的自身通風損耗特性敷主，還大幅降低負壓抽吸作用氢觉、機組油霧污染防治難度。”張?zhí)禊i說症概。
就當團隊上下以為可以松一口氣了，又一道難題迎面“走”來彼城。針對白鶴灘發(fā)電機設(shè)計方案的分析報告給了張?zhí)禊i團隊一個警告：如果轉(zhuǎn)子圓度控制不好诅蝶，機組可能會出現(xiàn)低頻振動這一“天生缺陷”募壕，會極大降低發(fā)電機機組的運行質(zhì)量。而轉(zhuǎn)子圓度控制的關(guān)鍵舱馅，就是磁軛沖片疊裝缰泡。
據(jù)介紹代嗤，白鶴灘發(fā)電機磁軛高3.6米、直徑超過15米干毅，由16000余張60公斤重的磁軛沖片分900層逐層疊裝而成，沖片的厚度公差在0.16毫米以內(nèi)等盏。
“不要小看這個尺寸，即使是0.01毫米的偏差括者，若控制不當单旺，放大900倍后也是非常嚴重的偏差脂挥。”張?zhí)禊i說，項目指標要求需將磁軛圓柱偏差控制在1毫米內(nèi)骑枯，偏心值不大于0.2毫米盏踢，遠優(yōu)于精品標準要求。
為了保證達到規(guī)定值涡税，東方電機現(xiàn)場服務(wù)團隊通過動態(tài)監(jiān)測、反復計算等一系列手段保證磁軛疊裝全程受控醇锌，力求將偏差控制在最小范圍。在監(jiān)測結(jié)果出來前痕寓，張?zhí)禊i內(nèi)心十分忐忑。最終呻率，一組喜人的數(shù)據(jù)被公布出來：磁軛圓柱度偏差為0.36毫米、偏心值0.02毫米礼仗。張?zhí)禊i懸著的心，終于可以放下元践。
“從2006年開始韭脊，我們團隊就開始了白鶴灘百萬千瓦電機機組的研究工作，在機組總體設(shè)計单旁、水力、電磁慎恒、冷卻、絕緣等9個技術(shù)領(lǐng)域進行了專項科研攻關(guān)庸灶，形成了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)腐熊。可以說冒瞎，水電裝備的核心技術(shù)已牢牢掌握在我們自己手中。”張?zhí)禊i說洛怠。
