【现场】记者见证在建规模世界第一大水电站开工
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全景效果图
横断山区,山高坡陡,奔腾的金沙江从谷底奔流而过。在四川凉山彝族自治州宁南县和云南昭通巧家县交接的江面上,一座装机规模世界第二大、在建规模世界第一大水电站——中国三峡集团白鹤滩水电站主体工程全面建设,截至目前,金沙江上已有“四大金刚”镇守,从上游到下游分别是乌东德水电站、白鹤滩水电站、溪洛渡水电站和向家坝水电站。
为啥要再建一个巨型水电站?建成后能发挥什么效益?建成中遇到哪些技术难题?人民日报经济社会微信公号(ID:rmrbjjsh)记者走进白鹤滩,为您揭开其神秘面纱。
个头大、本领强、智商高
白鹤滩算是水电站圈里的“巨人”,看看这“身板”:双曲混凝土坝型、属300米级拱坝;地下洞群室规模世界第一;单机容量100万千瓦时,世界第一。水电站主要特性指标均居世界水电工程前列,综合技术水平在世界名列前茅。
大块头有大作用。作为仅次于三峡工程的世界第二大水电站,白鹤滩水电站在发电、防洪、航运、促进区域经济社会发展上“样样拿手”。
先说发电。水电站工程装机总容量1600万千瓦,电站多年平均发电量624.43亿千瓦时,相当于北京市2015年全年用电量的三分之二。在满足四川、云南两省的用电需求基础上,还将成为国家能源战略布局“西电东送”的骨干电源点。而且环境效益明显,在同等满足电力系统用电需求的情况下,每年可节约标煤约1968万吨,每年可减少排放二氧化碳约5160万吨,减少烟尘年排放量约22万吨。
再说防洪。这两年一到汛期,长江流域来水汹汹,长江上游水库群的联合调度,对防汛抗洪发挥了重要作用。白鹤滩是金沙江四个梯级水电站中库容最大的,有75.0亿立方米。白鹤滩水电站建成后,扩大水库群联合调度的“朋友圈”,使其拦洪削峰的能力更强,为保长江安澜增添砝码,大大缓解重庆等重要城市防洪压力。
水库的建设还对区域经济社会发展具有重要意义。据介绍,直接用于水库枢纽建设和库区建设的资金超过1700亿元,投入拉动相关行业投资,增加就业机会,促进地方经济发展。而且库区处于深山贫困地区,工程建设可改善周边的交通、通讯等基础设施条件,助推群众脱贫致富。
大块头更有大智慧。不少老水电人回忆,过去建大坝,运建筑材料得手提肩扛。现在建大坝,先进装备齐上阵。在白鹤滩水电站工地上,抬头望上去,两山之间驾着几根钢丝,一辆辆“缆车”从天而尽,原来这是用来运输混凝土的。混凝土坐上缆车,节省人力,提高了效率。中国三峡集团白鹤滩工程建设部副主任陈文夫介绍,在大坝体内还要埋放成千上万个传感器,实时采集施工数据,比如坝体的温度等。一旦发生问题,大坝自己会发出信号,工作人员对症下药即可。可以说,这是一座相当“聪明”的大坝。
水电站枢纽效果图
世界第三高的拱坝,世界第一大规模的地下洞室群,工程建设攻克多个世界级难题
虽说白鹤滩水电站主体工程全面建设,但在建设者的眼中,它还是个“宝宝”。为了促进“宝宝”健康成长,数以万计的技术人员、施工人员付出大量心血,攻克了一系列的世界级的技术难题。
水电站最重要的两个组成部分是大坝和发电系统。对于白鹤滩来说,这两个工程都面临大难题。
白鹤滩大坝为双曲拱坝,289米的高度居世界第三,还要承受世界第二大的总水推力。可坝区的地质条件偏偏为独特的柱状节理玄武岩。这种岩石外观呈不规则的多边形长柱体,容易松弛、碎裂。中国三峡集团开展了多年的专题研究,研究此类岩石特性,找到控制其松弛变形的工程措施。从建设实际情况看,这一技术难关基本攻克,在玄武岩柱状节理上建设300米级拱坝成为现实。
白鹤滩采用的的是引水发电系统。库区的水从高处的进水口进入引水管道,再到发电机组,完成发电“使命”后,通过调压室进入尾水管道,排到下游。白鹤滩工程建设部地下厂房项目部副主任汪海平说,“水电站处于深v型峡谷,两岸空间有限,因此需要开挖地下洞室,安置引水发电系统设备。”
挖洞并非易事。专家形象地称这项工作是:在一个奶油夹层的大蛋糕里掏一个洞的同时,又保证外部不变形。据介绍,设计单位采用三维设计技术、数值仿真技术,解决超大地下洞室布置、施工组织和工程安全的难题,取得了多项技术创新。
走进地下洞室群,宛如置身于巨大的“地下迷宫”,有幽闭恐惧症的人一秒都呆不下去。地下洞室总长217千米,洞室开挖量达2500万立方米,洞室数量多,且相互交错,布置结构复杂。其中电站厂房洞长438米,顶拱跨度34米,高88.7米,为世界已建跨度最大地下厂房;8个圆筒式尾水调压室直径43—48米,为世界已建跨度最大调压室。
金沙江白鹤滩水电站工程建设动员大会 周吉摄
“百万机组”实现完全自主创新
发电机组是水电站的核心设备,在白鹤滩水电站的各项特性指标中,“百万机组”备受瞩目。据介绍,水电站将采用100万千瓦水轮发电机组,单机容量居世界第一,超过不少水电站的总装机规模,带领世界水电进入“百万机组时代”。
据介绍,向家坝和溪洛渡水电站都采用了70万千瓦级的巨轮水轮机组,已是世界上单机容量最大的机组群。随着这一级别技术的成熟,“百万机组”成为各国抢占的水电技术的新“制高点”。
“百万机组”拥有难以比拟的优势。中国三峡集团机电工程局局长张成平介绍,首先,当前电网进入大机组、高电压、信息化的时代,提高机组容量能够进一步促进电网稳步运行。其次,机组容量越大,能量转化效率越高;第三,白鹤滩水电站位于高山峡谷,空间位置有限,大容量机组可以减少单机组台数,优化工程布局。
能否凭借自己的力量制造?建成后能否稳定运行?这都是建设“百万机组”面临的难题。张成平介绍,世界上能够满足安装“百万机组”的水电站并不多,经过论证,白鹤滩水电站的水文地质条件满足要求。从2006年开始,三峡集团牵头国内设计单位、科研院所和设备制造厂家,攻克发动机散热、新型材料等系列技术难关,实现了“百万机组”的完全自主创新。
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本文编辑:余建斌、赵贝佳
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