张超然
白鹤滩水电站。 (无人机拍照)
作者张超然肖像画。 张武昌绘
张超然(前排右二)在水电工程现场。 陈 涛摄
白鹤滩水电站地下厂房内的水轮发电机组。 庄志斌摄
依据近来发布的数据，长江上的白鹤滩、乌东德、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝6座梯级水电站顶峰发电超越7000万千瓦，其间金沙江白鹤滩水电站顶峰发电达1600万千瓦，完成投产以来初次满发运转，为有用缓解我国区域供电严重局势，满意广大人民群众出产日子用电需求作出了严重奉献。
2021年6月，白鹤滩水电站榜首批机组正式投产发电。白鹤滩水电站是施行“西电东送”的国家严重工程，是当今国际在建规划最大、技能难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，完成了我国高端配备制作的严重打破。
2022年12月，白鹤滩水电站悉数机组投产发电，标志着国际最大清洁动力走廊在长江之上建成，对确保长江流域防洪、发电、航运、水资源归纳使用和水生态安全具有重要意义。这一严重工程也显示出我国大型水电工程建造从“我国制作”到“我国发明”的跨过。
我国水电开发大有可为
电是人类出产日子不可或缺的动力。水电是全球公认的清洁、优质、灵敏的可再生动力，具有无污染、运转成本低、资源使用率高、便于电力调峰等特色，开发归纳效益高。在河流、湖泊上建筑水电站，经过引水管、水轮机、发电机等设备将水能转化为电能，能够完成水力资源的可继续使用。在传统动力日益严重的布景下，不少国家都在大力开发水电资源。除此之外，一些大中型水电站作为水利纽带工程，还有防洪、减灾、供水、航运、灌溉等功用，成为促进国家经济社会发展的重要根底设施。
我国是水能资源大国，水电开发前史较长。早在1912年，我国榜首座水电站——云南石龙坝水电站就已建成发电。但直到1949年，全国水电装机容量仅36万千瓦，水电开发火烧眉毛。新我国建立后，水电建造欣欣向荣。从自主勘测、规划、施工和制作设备的新安江水电站，到“万里长江榜首坝”葛洲坝水利纽带工程，再到国际上规划最大的水利纽带工程——三峡工程……历经70余年，我国水电建造获得引人注目的成果，为处理电力缺少和洪旱灾祸问题供应了巨大支撑，促进了国家经济社会发展。在这一进程中，我国水电技能获得长足发展，为白鹤滩水电站建造奠定了厚实的技能根底。现在，我国水电已探明可开发装机容量约6.87亿千瓦，年均发电量约3万亿千瓦时。面对这个动力库，咱们的水电开发大有可为，前景宽广。
一座电站创6项国际纪录
白鹤滩水电站不只是今世水利纽带工程的集大成者，更是技能上的立异者、引领者。白鹤滩水电站坐落长江上游金沙江河段，总装机容量国际第二，电站装机容量1600万千瓦，多年均匀发电量624.43亿千瓦时，源源不断地将清洁电能输送到江苏、浙江等沿海经济发达地区。等量换算的话，其一年的发电量可满意6500万人全年日子用电需求。
建造这样一座超级水电站，需求几代人一起尽力。上世纪50年代，国家安排相关水电勘测规划单位和中科院对金沙江开发展开了很多普查、勘测、规划和一系列筹备工作。党的十八大之后，白鹤滩水电站开工建造，吹响了我国攀爬国际水电“珠峰”的号角。10年间，建造者们联合协作、攻坚克难、精雕细镂，先后发明了水电机组单机容量国际榜首、地下电站洞室群规划国际榜首、无压泄洪洞群规划国际榜首等6项国际纪录，将白鹤滩水电站打造成当之无愧的超级工程。
用先进技能筑成“无缝大坝”。大坝是水电纽带工程的中心建筑，只要大坝质量过硬才干截住水。白鹤滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高289米，相当于100层楼高，从空中仰望犹如一个曲折的、薄薄的鸡蛋壳镶嵌在金沙江河谷中，非常雄伟壮丽。建造进程中，咱们在温控理论、坝工规划、混凝土原材料、施工工艺和维护维护等多个范畴完成了技能打破。比方，温度裂缝是由混凝土表里温度改变发生的裂缝，也是大坝建造面对的遍及难题。白鹤滩水电站全坝选用低热水泥混凝土，咱们优化完善了大体积混凝土温控理论，形成了一整套相关施工工法和工艺，为“无缝大坝”供应了坚实确保。大坝内部还累计埋设了300万米长的冷却水管，凭借1万多个传感器，运用物联网、云核算、智能操控等先进技能，能够进行毛病自我确诊、温度流量反常报警等。在这套智能温控系统和智能混凝土运送、浇筑成套设备的支持下，到现在，大坝没有发现一条温度裂缝。
研发百万千瓦水电机组，向国际水电“无人区”进军。如果说大坝是水电站的躯干，发电机组便是心脏。心脏够强，水能才干够充沛、安稳地转化成电能。白鹤滩水电站就具有一颗“大心脏”——16台百万千瓦水轮发电机组。研发这一级其他水电机组没有先例能够参阅，犹如攀爬水电职业的“珠峰”。建造者霸占了发电机组结构、水力规划、发电机通风、机组总体规划等一个又一个技能难题，把中心技能牢牢把握在咱们自己手中。比方巨型转轮“零配重”，即用一根手指的力气就能拨动巨大的转轮。转轮是决议发电机组能量转化的要害部件，一旦呈现质量偏疼，会影响机组安全。为确保重达330吨的转轮不呈现质量偏疼，白鹤滩水电站经过现场建厂处理运送难题，采纳转轮全低氢焊接、三维模仿精准确认、转轮进程监控等办法，完成了“零配重”。从运转作用来看，白鹤滩水电站发电机组的功率、安稳性等方针均处于国际领先水平。高50米、重逾8000吨的机组，全体振荡、摆度值只要头发丝宽度。
泄洪洞群可谓精品，如“地下迷宫”。作为水利纽带工程，白鹤滩水电站在汛期需求泄洪。为此，水电站左岸安置了3条无压泄洪洞，单洞最大泄洪流量4083立方米/秒，水流能够每小时180公里的速度经过。针对泄洪洞流速高、斜度陡、流量大等难题，运用衬砌混凝土智能化温控防裂等新技能，泄洪洞混凝土完成了“平坦润滑、抗冲耐磨、内实外光、体型精准、零缺点”的方针。为洪水建筑的这3条“高速公路”，一起构成了国际上最大的无压泄洪洞群。现在，润滑如镜、能够明晰照出人影的泄洪洞饱尝住了水库高水位泄洪运转的实践查验。
打造我国水电“国家手刺”
跟着白鹤滩水电站16台机组悉数投产发电，长江干流上的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等6座水电站连珠成串，一起构成了一条跨过1800公里的国际最大清洁动力走廊。这条走廊上的110台水电机组，总装机容量7169.5万千瓦，年均出产电能约3000亿千瓦时，可满意3.6亿人一年的用电需求，能有用缓解华中、华东地区及川、滇、粤等省份的用电严重状况，为电网安全安稳运转和“西电东送”供应有力支撑。经过流域梯级电站联合调度，不只扩展了发电效益，完成了“一滴水发六次电”，还将更好发挥水电站防洪、航运、生态维护、水资源归纳使用等多种功用。
这条走廊出产的电能代替了很多化石燃料，助力完成“双碳”方针。仅白鹤滩水电站一切机组悉数投产发电后，每年就可节省标准煤约1968万吨，削减二氧化碳排放约5160万吨，是当之无愧的我国绿色动力“明珠”。6座水电站每年可节省标准煤约9045万吨，削减二氧化碳排放约2.48亿吨，为改进我国动力结构发挥积极作用。
“十四五”规划和2035年前景方针大纲提出：“推动动力革新，建造清洁低碳、安全高效的动力系统，进步动力供应确保才能。”白鹤滩水电站作为动力范畴的大国重器，在人类水力发电史上写下了浓墨重彩的一笔，使我国水电的国家手刺愈加闪烁。这一超级工程的建造，明显提升了我国水电规划施工和配备制作全产业链、价值链、供应链的水平，进一步稳固了我国水电作为国际引领者的位置。信任在各方尽力下，白鹤滩水电站后续各项工作将不断获得新进展，为完成“双碳”方针，促进经济社会发展作出更大奉献。
[作者张超然为我国工程院院士、我国长江三峡集团公司科学技能委员会参谋，曾任我国长江三峡工程开发总公司(我国长江三峡集团公司)总工程师]
我国科协科学技能传达中心、陈嘉庚科学奖基金会和本报协作推出