科技日报记者 李丽云 朱虹 通讯员 王学善
7月2日，一件凝聚中国水电装备顶尖智慧的庞然大物在哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司（以下简称哈电电机）正式启程。全球首台单机容量最大500兆瓦、转轮尺寸最大6.23米的冲击式水轮机核心部件——转轮在哈电电机自主研制成功并发运，标志着我国在高水头、大容量冲击式水轮机组核心装备领域实现历史性突破。
该转轮将应用于西藏扎拉水电站。扎拉水电站由大唐西藏能源开发有限公司建设，是国家“藏电外送”骨干工程和世界在建综合难度最大的冲击式水电项目，电站装机2台全球单机容量最大、技术难度最高的500兆瓦冲击式机组。作为国家能源局能源领域首台（套）重大技术装备项目，该机组具有高海拔、高水头、大容量等技术特点，是服务国家“加快西南水电基地建设”战略的主力机型。
冲击式水轮机的水斗式转轮作为机组核心部件，承担着将水流动能转化为机械能的关键作用，堪称水电机组的“心脏”。
扎拉转轮对结构参数、水力性能及制造工艺的要求极高，代表着当前冲击式水电机组的最前沿技术水平。哈电电机为扎拉冲击式机组量身定制了高性能水斗式转轮。该转轮由21个精密水斗构成，外径达6.23米、整轮高度1.34米、重量约80吨。其核心部件——轮毂锻件，更是目前世界最大的马氏体不锈钢锻件。这些突破性参数标志着该转轮在水力性能、高效运行区间和承压能力方面均实现行业颠覆性提升。
作为世界水电技术的巅峰之作，该转轮的研发过程堪称系统工程创新的典范。哈电电机科研团队从机组安全与性能等维度出发，综合考量水斗与喷嘴的精密匹配、射流直径与效率的一致性、射流与水斗的相互作用、多喷嘴相邻射流的干涉效应，以及水斗的刚强度指标等，依托水力发电设备全国重点实验室的冲击式水力试验台，创新性地将计算流体力学流动分析、高速摄影与流态观测技术融合，通过持续优化，最终实现了过流参数的极致化设计。
据了解，整个研发过程历时4年攻坚，经历5次评审。研发团队对百余种方案进行系统论证，制造了6个不同设计方向的观测转轮和6个性能试验模型转轮，经高精度冲击试验台验证，其最优效率和加权平均效率均刷新世界纪录，为机组安全高效稳定运行提供了坚实保障。
（科技日报记者 李丽云 摄）
