水泥

中国白鹤滩水电站究竟有多牛创造多个世界第

发布时间:2024/8/16 13:46:35   

民生建设历来都是我国的重要任务,这关系到地区人民的生活水平,以及国家经济和社会发展。以电力来讲,中国庞大的人口在生产要求上对电力的需求一年比一年高。另外在水运这一块,我国内陆很多经济设施都依赖水运,但这也有一定的风险。后来成立的三峡项目很大程度上改善了国家电力供应,以及民生问题,未来还会这样的设施吗?

我国对电力的需求相当大

在近年来的国家规划项目中,水利建设是未来的一个重点,除了关乎民生,更重要的是我国需要在未来实现一定程度的碳中和,因此水利工程必不可少。西电东送正是在这样一个背景下所诞生的项目,其主力工程白鹤滩水电站为核心电源点之一。

经过数年的建设,白鹤滩水电站在“中国速度”下已经投入正式使用,由此还成为了世界第一拱坝水电站。白鹤滩水电站有什么不一样的地方吗?它在建造过程中会面临哪些问题?为什么白鹤滩是拱坝水电站?未来它会发挥怎样的作用?

中国水利工程

本文将从白鹤滩水电站修筑、国家水利工程建设这两个方面来解答这些问题,接下来一起看看中国白鹤滩水电站有多牛?亿的资金是如何创造出多个世界第一的?

水利工程中的新星

白鹤滩水电站位处云南巧家至四川宁南一带,并在金沙江干流上完成建设。该水电站左靠宁南县,距离西昌市千米,右接巧家县,距离昆明千米。白鹤滩水电站是金沙江下游四个水电梯级电站中的第二梯级,起着承上启下的作用。

白鹤滩水电站

坝体于年开始进行浇筑,只用了短短4年时间,白鹤滩水电站就已经完成了下闸蓄水,这时已经基本具备的水利发电的功能。此后的7个月时间里,白鹤滩水电站先后完成了送电测试,电网调试,最后所有机组正式投产发电,并于年11月进入商业运行。

此前世界上第二大水电站还是巴西和巴拉圭的伊泰普水电站,白鹤滩的成功发电使得它成为了新的世界第二,打破过去的世界记录。并且在建设技术、发电能力等方面立下了多个世界第一,单个发电机组的发电量就连三峡水电站的发电机都黯然失色。

据悉白鹤滩水电站的总装机容量达到了千瓦,发电机单机的发电量就能达到千瓦,这是世界首个达到万千瓦的发电机。而在坝体的建设中,白鹤滩水电站还有着世界第一的地下洞室群,地下通道长度超过公里。

此外还有米高拱坝抗震能力世界第一,无压泄洪洞群能力世界第一,圆筒式调压室规模第一。

总体来讲,这次的水电站很多地方除了大量的新技术,并且在工程难度上也不亚于三峡大坝。当然,这样一项大型水利工程交给三峡集团。三峡集团的工程团队不仅有三峡大坝的修筑经验,同时还有相当雄厚的资金支持。

白鹤滩水电站可以说里里外外都是门面担当,工程设计方面主要用发电。

三峡大坝

目前整个西部地区还没有比它更厉害的水利发电设备,国产自主化的设计在以前更是绝无仅有,特别是在电机机组的建造安装方面。

而提供该工程的电机供应商则是我国的东方电机,白鹤滩水电站的运转电机均是自主研发的产品,实现了%国产化和自主知识产权。按照计划,白鹤滩水电站投入使用后能为中国每年节省标准煤吨,减少二氧化碳排放吨,年均发电量在亿千瓦时。

白鹤滩水电站工程

那么这样一座水电站又是如何修筑出来的呢?它的修筑面临过哪些难题?

白鹤滩水电站的难题

想要修筑世界级的水电站从来都不是一件轻松的事,更何况这里还是靠近地震带的位置,这对白鹤滩水电站提出了很高的要求。

抗震结实,可靠耐用,这是白鹤滩水电站的基本要求,为了完成坝体的浇筑,工程人员只能边挖边送。从地质结构上来看,金沙江地区的自然坝基不牢固,多是玄武岩地质。这种岩石缝隙多,容易开裂,要是长期受到水流侵蚀会严重损害坝体。

因此在坝体的浇筑过程中,三峡工程团队利用了低发热量水泥,这种水泥可以保证在浇筑过程中最少的热量释放,最大程度上避免水泥面开裂。该水泥主要成分为硅酸盐、硅酸二钙和铝酸三钙。

水泥

这项水泥技术其实从三峡大坝的修筑开始就一直在研究更新,这次的白鹤滩水电站是全方位的使用。

根据相关的研究表明,低热硅酸盐水泥不仅后期强度高于一般的工程水泥,并且自身体积膨胀小,热量释放低。这种水泥的使用有效地避免了坝体在浇筑过程中产生开裂的问题。

白鹤滩水电站的坝体使用了低发热量水泥

并且对白鹤滩水电站来讲,该地特殊的地理面貌使得大坝必须以拱坝的形式修筑。因此在强度设计方面会比三峡大坝的要求更高,整个大坝主体为双曲拱坝,最大坝高米。如果不能解决坝体开裂的问题,白鹤滩水电站根本无法建成。

另外在水泥浇筑的过程中,施工团队还利用了人工智能监测系统,通过给坝体安装智能监控,全方位监控坝体温度,由此将水泥的热能释放控制在最低。不仅使得坝体降温均匀,同时还降低了人力成本。

拱坝模型

影响最大的除了地面的拱坝,还有地下的洞室群。白鹤滩可以说四周都是山脉,想要完成水电监控和操作只能转移到地下。而在地下的开挖过程中,还要保证洞腔不会坍塌。

另外按照建设设计,白鹤滩水电站采用了无压泄洪,这种方式利用了白鹤滩的地理优势,让洞腔泄洪以自然流水的方式进行泄洪。该洞腔泄洪还首次实现了“低坍落度混凝土”,这种混凝土比一般工程用混凝土更强,同时利用低热水泥降低了地面释热。

地下的洞室

同时施工团队还发明了施工缝无缝衔接技术,这让泄洪洞腔内的水泥地看着就像镜面一样光滑。最终泄洪洞腔圆满地完成了泄洪实验,水流以每秒48公里的速度冲出洞口,成为了世界上最大的无压泄洪洞群。

白鹤滩水电站无疑是水利计划中的重要工程,未来这座水电站将会给东部地区提供充足电力,同时也是为了未来的碳中和计划。

施工团队碳中和之路

据了解,白鹤滩水电站发电机的整机发电量光是运作一天就能满足50多万个家庭年用电量。有了稳固宽敞的地下洞腔,这才使得这些大型电机有机会放入地下使用。

三峡集团耗费了十多年的时间,经过三期阶段性研究,并在转芯的推力轴承、结构刚度、原材料等方面完成技术攻关。白鹤滩水电站的水轮发电机组转芯直径超过8米,重量在吨,这样的发电机组一共有16台,每一次装配吊运都显得惊心动魄。

焊装水轮发电机组转芯

白鹤滩水电站在完成电机装配以及蓄水等一系列任务后,终于在年6月正式发电,并于三峡水电、葛洲坝水电,以及金沙江的其余水电站共同完成梯级调度。

从上世纪50年代开始,我国的水利建设在一步步计划中逐渐完善起来,根据计划要求,我国到了年年底将会拥有5个世界级大型水利发电站。

水电站模型

尽管在环保方面有人提出了不同的意见,但无论如何这是中国未来的一个能源使用走向,即从传统能源转变为清洁能源。随着新的水利建设计划的开展,中国在实现碳中和这条道路上将会走得更远。



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