世界最大水轮机——三峡70万千瓦水轮机组研制概况(上
三峡发电机组介绍pptx
节能减排
为满足国家节能减排政策的要求，三峡发电机组需要进一步采取 有效措施降低能耗和排放。
市场竞争
市场竞争激烈，三峡发电机组需要不断提高自身的技术水平和市 场竞争力。
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对周边居民的影响及应对措施
总结词
发电机组对周边居民的生活和工作有着重要的影响。
详细描述
三峡发电机组在运转过程中可能会对周边居民的生活和工作产生一些影响，比如可能会污染空气，产生噪音和电磁辐射等 ，从而对周边居民的健康和生活质量带来一定的负面影响。
应对措施
针对这些影响，可以采取一系列的措施来减少对周边居民的影响，如及时调整发电机组的运转时间，避免影响居民的休息 ，同时加强居民的健康监测，以及提供相应的补偿和帮助。
齿轮变速连接
通过齿轮变速将水轮机的动力传递给发电机，适用于高转速 、低扭矩的情况，但维护成本较高。
其他重要组成部分简介
调速器
调节水轮机转速，确保发电机 输出频率稳定。
励磁系统
提供磁场，控制发电机的电压和 电流。
油压装置
提供润滑和冷却油，确保机组正常 运行。
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三峡发电机组的工作原理
水力发电的基本原理
保障措施
制定相应的保障措施，如定期维护和检查、采用备品备件等，确保三峡发电机组 的可靠性和稳定性。
设备维护和保养的策略及实施方案
维护和保养策略
制定三峡发电机组的维护和保养策略，包括保养计划、设备 更换、润滑等。
实施方案
根据策略制定具体的实施方案，如制定详细的保养计划、培 训操作人员等，以确保三峡发电机组的正常运行。
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三峡右岸巨型全空冷水轮发电机组关键技术——水轮机篇
图 4 优化设计的模型转轮
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大电机技术
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3.1.4 最终优化阶段 2003 年 8 月开始为右岸电站设计了多个转轮模型
的方案，根据试验结果的比较最终确定了一个目标转 轮，为了取得综合性能的最优化，在目标转轮上又进 行了多次优化。围绕着目标模型转轮，共设计试验了 A826a、A826b、A854a、A858a、A859a 五个模型转轮， 通过反复筛选，最终选定了 A858a 模型转轮（见图 5）。
三峡右岸机组招标中，业主就明确规定必须要解 决左岸机组存在的问题，哈电公司也正是基于此要求， 开展了右岸机组的一系列研究工作。
2.1 水轮机水力特性的研究 为了解决左岸机组存在的高部分负荷压力脉动问
题，哈电公司确定的三峡右岸水轮机新转轮开发的方 针：在保持或提高左岸水轮机的其他各项性能的前提 下，进一步提高水轮机的水力稳定性。在高比转速的 大型混流式水轮机中，既要保持高效率和良好的能量 指标，又要解决压力脉动问题，在所有保证运行工况 安 全 稳 定 地 工 作 ， 这 也 是 世 界 性 的 难 题 。 Dörfler P．K．(瑞士)指出：比转速 nSr =219 以上的混流式水轮 机存在高部分负荷压力脉动。
（8）注意导叶与固定导叶的搭配，使其有良好的 水力性能。防止导叶出现过低压区，校核导叶和固定 导叶的卡门涡频率。
（9）注重研究叶片进出水边的设计。进水边头部 的设计，力争在保证运行范围内避免出现进水边头部 背面脱流、进水边头部正面脱流、液道涡等有可能带 来的不稳定现象。出水边形状的设计应考虑改善空化， 避免裂纹和振动。
下电站厂房（其中共安装 32 台×840 MVA 和 2 台×
58.8 MVA 机组）、双线五级通航船闸等建筑物组成。
三峡发电机组介绍PPT课件
2021Biblioteka 5三峡水力发电机结构
• 混流式的过流过部件：蜗壳导水 机构转轮尾水管。大中型机组一 般采用金属蜗壳，导水机构一般 采用径向式导水机构转轮一般有 6—12叶片，大中型机组一般采 用弯肘式尾水管。在混流式水轮 机中，水流通过蜗壳的导流作用 径向流入导水机构，将液体动能 转化为静压能，再通过叶片将静 压能转换为转子的动能，水流最 后轴向流出转轮。
站，总装机容量达到了2250万千瓦。
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• 水轮机进水机构 • 水轮机引水机构 • 水轮机导水机构
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三峡水力发电机结构
• 在混流式水轮机中，水流通过蜗 壳的导流作用径向流入导水机构， 将液体动能转化为静压能，再通 过叶片将静压能转换为转子的动 能，转轮通过主轴与发电机转子 联轴，带动转子旋转并切割发电 机定子磁力线圈，利用电磁感应 原理在发电机线圈中产生高压电， 再经过变压器升压通过输电线路 将电力输出到电网中，水流最后 轴向流出转轮。
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• 三峡水电站的机组布置在大坝的后侧， 共安装32台70万千瓦水轮发电机组， 其中左岸14台，右岸12台，地下6台， 另外还有2台5万千瓦的电源机组，总 装机容量2250万千瓦。
• 三峡电站初期的规划是26台70万千瓦 的机组，也就是装机容量为1820万千 瓦，年发电量847亿度。后又在右岸大 坝“白石尖”山体内建设地下电站， 建6台70万千瓦的水轮发电机。再加上 三峡电站自身的两台5万千瓦的电源电
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水轮机导水机构
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水轮机进水机构
• 每台机组有一根直径12.8米的特大 型钢制引水管，由坝体进水口延伸 到下游电站水轮机蜗壳前部，被浇 筑在混凝土坝体中，是永久不修复 部件。
世界最大水轮机——三峡70万千瓦水轮机组研制概况(下
世界最大水轮机——三峡70万千瓦水轮机组研制概况(下）工程总投资：150亿元以上工程期限：1996年——2012年三峡左岸电站厂房，总长度643.7米，跨度39米，高度93.8米，相邻发电机组中心距38.3米。
总面积相当于两艘航空母舰甲板面积，足够战斗机在里面起降。
三峡水电站32套70万千瓦发电机组由水轮机、发电机、励磁系统、调速系统、控制系统、主变压器及附属设备组成，设备总重超过20万吨，多数为超重型特大部件。
左岸厂房14套机组有Alstom和VGS两种构型，右岸厂房12套机组和地下厂房6套机组，经过Alstom、哈电、东电完善设计，成功消除了对空化敏感的特殊压力脉动区，使水轮机运行稳定性有了进一步提高。
三峡工程最早建设的左岸14台机组，中标外商都是国际一流企业，但实际制造供货分散在17个国家100多个工厂，又逢制造企业兼并改组，富有经验的原产地只生产一些关键部件，其他部件转移到子公司，甚至关键的定子线棒德国Siemens公司交给巴西生产（2号机组1941个水接头返厂重焊)，瑞士ABB磁极装配在西班牙生产(5号机组磁极返修后，转子才耐压通过)，ABB推力头和镜板在意大利生产（5号机组推力头止口与轴领偏心0.3mm，需要修磨放大止口间隙），出现不少质量问题，经过返修最终达到了技术要求。
左岸还有55%的部件由国内企业制造，这批机组质量责任在总供货外商，在运行期间逐步进行升级改造。
右岸电站12台机组有8台实现国产，地下电站6台机组全部实现国产。
总体来说，机组设计制造代表了当今国际先进水平。
三峡水电站由于自然条件和以防洪为主的需要，初期水头61-94米，后期水头为71-113米，每年汛前水库水位降到145米高程，防洪库容221.5亿立方米，水头变幅很大，额定水头80.6米，给水轮机设计增加了难度。
每套水轮机组主要由引水管、座环、蜗壳、导水机构、转轮、主轴、下机架、顶盖、转子支架、定子铁芯、定子线圈、尾水管等部件组成。
世界最大水轮机——三峡70万千瓦水轮机组研制概况(下
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三峡水轮机座环，重达300多吨，竖立的是座环固定导叶，内侧安装活动导叶，座环中间安装水轮机转 水库上游来水经引水管流入蜗壳，在座环固定导叶和活动导叶调整水流形态后，冲击水轮机转轮，将势 推动水轮机转轮旋转的机械能。
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三峡水电站32套70万千瓦发电机组由水轮机、发电机、励磁系统 备组成，设备总重超过20万吨，多数为超重型特大部件。左岸厂房1 12套机组和地下厂房6套机组，经过Alstom、哈电、东电完善设计， 使水轮机运行稳定性有了进一步提高。
三峡上游水库的水经大坝引水口钢制闸门进入引水管，以每秒1 周旋转运动，形成雷霆万钧般的强大冲击力，经导水机构调节，将水 轮叶片旋转。引水管还要承受来自水库内393亿立方米水形成的巨大 厚的混凝土根本难以抵挡这万钧之力。而大坝进水口钢制闸门至少需 已发生机毁人亡的事故。因此对引水管钢材的屈服强度、抗拉强度、 求。
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哈电制造的水轮机转轮是水轮机核心部件之一，直径10.4米，高约5米，重达450吨，造价超过3000万元 制造难度极高。
4、水轮机超大型转轮整体加工
转轮是水轮发电机组的心脏，由上冠、下环、叶片、泄水锥等部分组成；其质量、性能直接影响到 的安全、稳定和效率。由于水中含有泥沙时，泥沙常常与空蚀磨损联合作用，导致水轮机过流部件，别 片表面快速破坏，不仅会降低水轮机运行效率，严重时甚至危及部件的结构安全。叶片出水边由于应力 成疲劳裂纹，也是影响国内外大型混流式水轮机可靠性的较普遍现象。因此转轮对材质、形线及尺寸精 均十分严格。
哈电集团自主研发出世界最大水轮机转轮叶片
哈电集团自主研发出世界最大水轮机转轮叶片
佚名
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2007(41)9
【摘要】继在三峡右岸国际竞标中首次夺得国内独立承制世界最大的水轮发电机组的整体设计和制造任务后，哈电集团再次依靠自主创新攻克了大型水电的关键部件——水轮机转轮叶片的技术瓶颈。
8月15日，哈电集团电机厂有限责任公司自主研发的世界最大的三峡右岸水轮机转轮叶片（简称三峡叶片）通过了由黑龙江省科技厅组织的专家鉴定，并具备了批量生产的技术和能力。
三峡叶片的国产化打破了国外的垄断，标志着中国由水电大国向水电强国向前迈出了一大步。
【总页数】1页(P97-97)
【关键词】转轮叶片;自主研发;水轮机;世界;水轮发电机组;有限责任公司;国际竞标;关键部件
【正文语种】中文
【中图分类】F426.471
【相关文献】
1.哈电混流式水泵水轮机长短叶片转轮水力研发及进展 [J], 王焕茂;覃大清;魏显著;赵越;陈元林
2.哈电混流式水泵水轮机长短叶片转轮水力研发及进展 [J], 王焕茂;覃大清;魏显著;赵越;陈元林;
3.中国自主研发的世界最大单机容量首台200MW大藤峡轴流转浆式水轮机转轮
通过验收 [J], 珠江水利网;
4.哈电集团研制出世界最大水轮机转轮叶片 [J],
5.哈电生产的世界最大水轮机转轮叶片铸件通过专家鉴定 [J],
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中国超级设备一览
中国超级设备一览湘电集团SF33900型220吨交流传动电动轮自卸车，单车售价超过2000万元人民币。
车长13.6米，宽7.8米，高7.1米，整车自重166吨，车厢堆装容积137立方米，最大载重量220吨。
人只有轮胎高度的一半。
徐工集团QAY1200型1200吨级全地面起重机，这是目前世界最大级别的轮式起重机，单台售价超过1亿元。
下图。
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这是目前我国最大吨位的履带式液压挖掘机。
三一集团也因此成为全球第五家能够研制200吨级液压挖掘机的企业。
世界最大煤制油装置——鄂尔多斯煤直接液化装置2008年12月30日14时46分，目前世界最大的煤制油项目——神华集团鄂尔多斯煤直接液化示范工程，第一条百万吨级生产线投煤试车；于12月31日7时，打通全部生产流程，顺利实现油渣成型，产出合格的柴油和石脑油。
装置连续运行303小时后按计划停车。
这标志着我国成为世界上唯一实现百万吨级煤直接液化关键技术的国家。
世界最大丁腈橡胶装置——兰州石化5万吨丁腈橡胶装置2009年7月21日，目前世界单线生产能力最大的5万吨/年丁腈橡胶生产装置，在中国石油兰州石化公司合成橡胶厂建成中交。
该装置总投资8.595亿元，是兰州石化70万吨/年乙烯项目的配套工程，采用具有自主知识产权的丁腈橡胶成套技术，由原料贮存、化学助剂配制、胶浆贮存及凝聚干燥包装等7个生产单元、3个公用工程单元、2个辅助单元组成，生产过程采用DCS全程控制。
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三峡大坝资料
三峡大坝资料1992年4月3日，七届全国人大五次会议通过了兴建三峡工程的决议，举世瞩目的三峡工程正式动工。
长江三峡水利枢纽，是当今世界上最大的水利枢纽工程，已被列为全球超级工程之一。
长江三峡大坝，位于西陵峡中，距葛洲坝上游38公里。
大坝为混凝土重力坝，坝顶总长3035米，坝顶高程185米，正常蓄水位175米，总库容393亿立方米，其中防洪库容221.5亿立方米。
每秒排沙流量为2460立方米。
排沙孔分散布置于重力坝段和电站底部。
泄洪坝段每秒泄洪能力为11万立方米。
水电站厂房位于泄洪坝左、右两侧，共装机26台，单机容量70万千瓦，总容量1820万千瓦，年均发电量847亿度。
左岸的通航建筑物，年单向通过能力5000万吨，双线E级船闸，可通过万吨级船队，单线一级垂直升船机，可快速通过3000吨级的客货轮。
三峡工程是解决长江中下游严重洪水威胁的诸多综合措施中的一项关键性工程。
工程建成后，长江荆江河段的防洪标准可由目前十年一遇提高到百年一遇，可大大减轻洪水对长江中下游地区的威胁。
三峡水电站建成后，将是世界上最大的水电站，847亿度的年发电量占全国发电量的1/9。
三峡水库蓄水后，川江航道的通航能力得到大大提高，万吨级船队有半年时间可直达重庆，并有利于库区内发展养殖业。
三峡大坝建成后，坝前水位抬高110米，瞿塘峡和巫峡江段，水位仅分别抬高38—46米。
除屈原祠、张飞庙和少数石刻需上迁外，其它景点雄姿依旧。
随着水陆交通的改善，将增添如高岚、小三峡、神农架、溶洞群、神农溪、格子河石林等千姿百态的仙境画廊，再加上两座现代奇观—三峡大坝和葛洲坝，到那时，沿江两岸的仙境画廊与现代科技奇葩交相辉映，景色更加迷人。
它是一个具有防洪、发电、航运等多开发目标的大型水利水电工程。
整个项目预计2009年完工，项目总投资约2050亿元人民币。
建成后将能发电18000兆瓦，相当于18个核电站的发电量。
同时，将改善650公里长江航线的航运条件，使得我国中部地区资源运输条件得到改善。
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世界最大水轮机
——三峡70万千瓦水轮机组研制概况(上)
工程总投资：150亿元以上
工程期限：1996年——2012年
三峡左岸电站厂房入口
三峡水电站是目前世界最大的水电站，这里安装着世界最大的水轮发电机组。
在三峡泄洪坝两侧底部的水电站厂房内，共安装有32台70万千瓦级水轮发电机组；其中左岸厂房14台，右岸厂房12台，右岸地下厂房6台，另外还有2台5万千瓦的电源机组，总装机容量2250万千瓦；相当于20座百万千瓦级核电站，比巴西伊泰普水电站多了850万千瓦。
左岸厂房和右岸厂房已建成投产的26台机组，日均发
电量3.3亿度，满负荷运行可达4亿度，年发电量近1000亿度，约占全国发电量的33分之一。
三峡水电站安装的32台70万千瓦水轮机组是目前世界上出力最大、尺寸最大的混流式水轮发电机组。
大型水轮发电机组是水电站核心设备，也是制造难度最高的顶尖工业产品之一，涉及众多复杂加工技术。
长期以来，核心技术一直为少数发达国家所垄断。
在1996年三峡左岸14台机组招标前，全世界已建成的70万千瓦水机组仅有21台，分别位于美国大古力（Grand Coulee）水电站和巴西伊泰普（Itaipu）水电站。
1970年代，加拿大通用电气公司（GE Canada）和美国阿里斯-查尔摩斯公司，为当时世界最大的水电站——美国大古力水电站第三厂房建造了3台70万千瓦水轮发电机，这三台机组原来按照60万千瓦水轮机设计，后来改进了水轮机转轮，使转轮直径放大到9.23米。
首台机组于1978年4月建成投产，成为世界第一台额定出力达到70万千瓦的水轮发电机组。
1980年代，法国阿尔斯通、瑞士ABB、德国Voith以及加拿大通用电气、德国西门子等企业，共同为巴西和巴拉圭两国合建的伊泰普水电站，制造了18台两种规格的70万千瓦水轮机组，陆续于1984年5月至1991年5月间投产发电，使其一跃成为当时世界最大的水电站。
2001年，伊泰普水电站又在预留机坑位置扩建2台70万机组，使装机总量从1260万千瓦增加到1400万千瓦。
三峡电站厂房和混流式水轮机结构示意图何谓水轮发电机组
水轮机由古代的水轮、水车演变而来，其工作流程为上游水库中的水经大坝引水管，流入坝体下方发电厂房的蜗壳、导水机构及水轮机转轮中，将势能转化为推动转轮叶片旋转的动能。
转轮通过主轴与发电机转子联轴，带动转子旋转并切割发电机定子磁力线圈，利用电磁感应原理在发电机线圈中产生高压电，再经过变压器升压通过输电线路将电力输出到电网中。
水轮机中作完功的水则通过大坝尾水管排向下游。
水轮机按工作方式可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。
反击式水轮机又可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。
三峡电站采用的混流式机组是使用最广泛的一种。
1827年法国工程师B.富尔内隆制成6马力的反击式水轮机，1849年经美国工程师J.B.弗朗西斯设计改进，形成了现代混流式水轮机，故称为弗朗西斯水轮机。
1850年出现冲击式水轮机。
1880年美国工程师L.A.佩尔顿取得水斗型冲击式水轮机的专利，世人称之为佩尔顿水轮机。
1912年奥地利工程师V.卡普兰设计出第一台转桨轴流式水轮机，被称为卡普兰水轮机。
到20世纪40-50年代又相继出现贯流式和斜流式水轮机，同时水轮机又发展为水泵水轮机，应用于抽水蓄能电站。
随着二战后水电开发的进展，水轮机的性能和结构日趋完善，功率有了大幅提高。
美国大古力水电站第三厂房745MW水轮机转轮吊装时的照片，该转轮直径9.23米。
三峡水轮机组引进背景
三峡工程作为超大型水电工程，其水轮机组性能好坏是影响工程效益的关键所在。
自孙中山先生提议开始，三峡工程经历了漫长的过程，水轮机组设计方案也一再变更。
1944年5月，民国政府邀请美国垦务局总工程师萨凡奇博士来华查勘三峡，在其撰写的《扬子江三峡计划初步报告》中提出安装96台11万千瓦水轮机组用于发电，装机总量1056万千瓦。
可当时濒临崩溃的国民经济，根本无力支撑这样庞大的工程。
1947年5月，国民党政府明令中止了三峡水力发电计划。
1956年，在是否兴建三峡工程大争辩中，长江水利委员会设定的单机装机容量提高到了30-40万千瓦。
1984年4月，国务院审查的三峡150米低坝方案，计划安装26台50万千瓦机组，装机容量1300万千瓦。
到1989年3月，长江水利委员会
重新编制的175米方案，计划安装26台68万千瓦机组，装机容量提高到1768万千瓦。
当时美国大古力电站70万千瓦机组已经运行，巴西伊泰普18台70万千瓦机组也陆续投入运行。
因此到1993年7月，国务院三峡工程建设委员会决定将单台机组额定容量由68万千瓦增加到70万千瓦，总装机容量提高到1820万千瓦。
2008年9月，又获批在三峡右岸白岩尖地下厂房增设6台70万千瓦机组和2台5万千瓦电源机组，使装机总量提高到2250万千瓦。
70万千瓦水轮发电机组对于基础薄弱的中国水电设备制造行业提出了挑战。
1949年新中国成立时，我国仅有上海、重庆等地生产过几百马力的小型卧轴混流式水轮机。
1951年组建的哈尔滨电机厂制成我国第一台800kW立轴混流式机组。
1959年为新安江水电站制成7.25万千瓦混流式机组。
此后相继成立了德阳东方电机厂、重庆水轮机厂、杭州发电设备厂、天津发电设备厂等一批企业，为我国水电行业发展奠定了基础。
1968年哈尔滨电机厂为刘家峡水电站制成22.5万千瓦机组，1972年制成改进型的30万千瓦机组。
1979年和1980年，东方电机厂和哈尔滨电机厂分别为葛洲坝水电站制成转轮直径11.3米(世界最大转轮直径)的17万千瓦机组，以及转轮直径10.2米的12.5万千瓦转桨式机组。
1984年东方电机厂为青海龙羊峡研制了32万千瓦大型混流式机组，1989年哈尔滨电机厂为广西岩滩水电站制成转轮直径8米的30.25万千瓦混流式机组。
综上所述，在三峡工程建设前，我国国产最大的水轮机组是1987年在青海黄河龙羊峡水电站投产的的32万千瓦水轮机组，与美国、苏联在70年代研制的60-70万千瓦机组有着相当大的差距。
虽然国家从80年代早期就开始对三峡工程机电设备进行技术攻关，但仍缺乏实际制造经验。
在这种情况下，国家决定以三峡工程为契机，通过国际招标，引进国外先进技术，提升我国企业竞争力。
以哈尔滨电机厂(哈电)和东方电机厂(东电)牵头，实现70万千瓦水轮发电机组国产化。
在90年代全球水电行业处于低谷的情况下，三峡工程这笔世界最大水电机组采购项目，对跨国公司无疑具有强大的吸引力。