“白鹤”起舞金沙间

吉哲鹏　侯雪静　丁怡全　卢宥伊

日前，随着15号、2号机组顺利投产，白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组已有4台投产发电。这个水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江干流河段上，是实施“西电东送”的国家重大工程，被誉为当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。

金沙江上，“白鹤”起舞。2022年7月全部机组投产发电后，白鹤滩水电站将与三峡、葛洲坝以及金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝水电站，共同构成一条世界最大的清洁能源走廊，助力我国经济社会发展，减少温室气体排放。

“白鹤”腾飞，6项关键技术指标世界第一

白鹤滩水电站总装机1600万千瓦，仅次于三峡水电站，左右岸共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率水轮发电机组，首批2台机组已于6月28日投产发电。

白鹤滩水电站大坝地质条件极其复杂，峡谷地形不对称，以及百万千瓦水轮发电机组的研发等，都是一个个“拦路虎”。

面对挑战，建设者勇闯世界水电“无人区”，6项关键技术指标达到世界第一，包括单机容量100万千瓦;地下洞室群规模;圆筒式尾水调压井规模;无压泄洪洞群规模;300米级高拱坝抗震参数;300米级特高拱坝中，首次全坝使用低热水泥混凝土。

百万千瓦水轮发电机组是什么概念？这样的一台机组直径16.2米、高达50米，转子重量就超过2000吨。

“转轮每转一圈可发电约150度，相当于一个普通家庭一个月的用电量。单台机组每分钟就能发电近1.7万度。”三峡集团白鹤滩工程建设部主任汪志林说。

混凝土硬化中水泥放热造成的“无坝不裂”，可谓全球水电人心中的“魔咒”。白鹤滩大坝坝高289米，混凝土用量800多万立方米。在不久前对大坝的一次钻孔取芯中，芯样穿过52个浇筑坯层、长达25.7米，为世界最长，这表明“无缝大坝”已经筑就。

汪志林揭示了其中奥秘：白鹤滩特高拱坝首次全面采用我国自主研制的新型低热水泥，具有温升缓慢、温升小、收缩小、综合抗裂性能高等特点。

不仅如此，埋设在坝体内的数千支温度计，还能帮助工程师实时监控混凝土的“头疼脑热”。

站在白鹤滩水电站大坝上，“高峡出平湖”，蔚为壮观。乘坐工程交通车沿着隧洞进入山体，仿佛进入一座巨大的地下城，厂房、通道、线路等各类设施在山体内部纵横交错，令人震撼。

在狭窄的金沙江上大规模建发电厂房并不现实，建设者只能拿两岸山体“做文章”。白鹤滩水电站工程枢纽部分设计总工程师陈建林介绍，地下洞室群施工克服了高地应力等困难，开挖量达到2500万立方米，地下工程里程数达到217公里。

  “连珠成串”，构筑世界最大清洁能源走廊

金沙江是我国乃至世界上水力资源极为富集的河流，规划了多级梯级水电开发。“十三五”以来，金沙江国家级水电基地建设快速推进，新增水电装机创历史最高。

其中，三峡集团在金沙江下游布局建设溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩四座世界级巨型梯级水电站，总装机超过4600万千瓦，相当于两个三峡工程的装机规模。

在白鹤滩水电站首批机组投产前，装机规模全球第七大的乌东德水电站全部机组已于今年6月中旬投产发电。这两座世界级水电站的成功投产，是中国乃至世界水电发展史上的里程碑。

乌东德水电站位于云南省禄劝彝族苗族自治县和四川省会东县交界的金沙江干流河段上，也是实施“西电东送”的国家重大工程，总装机容量1020万千瓦。截至今年6月15日，该电站已累计发电近245亿度，相当于替代约768万吨标准煤。

顺江而下，已投产的溪洛渡水电站总装机容量达1386万千瓦，是金沙江“西电东输”的重要工程;向家坝水电站是金沙江下游河段的最后一梯级水电站，总装机容量640万千瓦，是兼顾灌溉功能的超级大坝;而作为长江上第一座大型水电站，葛洲坝水电站是中国人自己设计、制造、安装、运行管理的水利枢纽工程。

举世瞩目的三峡水电站是当前世界上规模最大的水利枢纽工程和综合效益最广泛的水电工程，总装机容量2250万千瓦。2020年，三峡水电站全年累计生产1118亿度绿色电能，创世界单座水电站年发电量新纪录，且防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面發挥。

三峡集团董事长雷鸣山说，白鹤滩水电站将与三峡、葛洲坝以及金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝水电站“连珠成串”，构成世界最大的清洁能源走廊，不仅惠及更多沿江群众，更为我国经济高质量发展输送源源不断的绿色动力。

中国工程院院士王浩表示，伴随着乌东德、白鹤滩水电站的投产，三峡集团拥有了从金沙江延伸至长江的梯级电站群，这六大水库群实现联合统一调度，将放大单座水电站的综合效益，统筹实现防洪、补水、发电、水生态保护等多目标综合调度，充分发挥水库大坝调节和生态保障作用。

从无到有，闯出从“中国制造”到“中国创造”之路

这条世界最大清洁能源走廊的崛起之路，也是水电重大装备从“中国制造”到“中国创造”的自主创新之路。

20多年前，在三峡工程建设过程中，科研人员就创造了112项世界之最，拥有934项发明专利，使我国在枢纽工程建设、70万千瓦水轮发电机组国产化、工程运行和生态环境保护、工程管理等方面取得一系列重大技术突破。

白鹤滩水电站的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，研制、安装难度超越世界上现有机组，实现了我国高端装备制造的重大突破。

“白鹤滩水电站关键核心技术均为自主研制。”三峡集团副总经理范夏夏说。在三峡集团带动引领下，哈电集团、东方电气集团把转轮制造车间建在金沙江边，不仅研发出百万千瓦发电机组精品转轮，还有各自的“独门绝技”。

国际水电协会执行总裁艾迪·里奇认为，白鹤滩、乌东德水电站克服了世界水电工程方面最具挑战性的技术难题，标志着中国水电工程实现从设计规划、材料科学、装备制造、施工技术到智能管理等全生命周期的技术进步。

这并非朝夕之功。在1994年修建三峡工程之前，中国还不具备制造35万千瓦以上水电机组的能力。

在三峡工程左岸机组的研制过程中，60公斤级的蜗壳高强钢板都要从国外高价进口。为摆脱进口材料“卡脖子”困境，三峡集团牵头鞍钢、宝武钢铁等兄弟单位进行科研攻关，最终让三峡工程右岸机组用上国产化钢材。

白鹤滩工程建设部党委书记何炜说，如今运用在白鹤滩水电站蜗壳制造上的国产化高强钢已达到80公斤级，高等级硅钢片、高强度磁轭钢板等关键材料也已全部实现国产化。

此外，在配套设备上，从桥机、母线、大型变压器，到调速、励磁、监控系统……我国水电装备全产业链不断升级，助推百万千瓦机组登顶世界“水电珠峰”。