分享

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

 星辰大海种花家 2022-01-23

科技日报报道,总投资1800亿、世界第二大水电站-白鹤滩水电站最后一台机组:右岸9号水轮发电机组转子精准吊装入机坑,白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组转子全部吊装完成,全部机组投产进入倒计时。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

白鹤滩水电站:年发电624亿千瓦时,单机容量全球第一

白鹤滩水电站总装机容量达1600万千瓦,位居世界第二,仅次于三峡工程;单机容量100万千瓦,位居世界第一。白鹤滩水电站地下洞室群规模为世界第一,地下洞室总长达217公里,相当于北京到天津距离的1.7倍。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

白鹤滩水电站拦河拱坝高289米,相当于100层楼高,为世界第三;最大泄洪量达到每秒4.23万立方米,6分钟即可灌满整个西湖,枢纽泄洪功率为世界第三。

白鹤滩电站:崖壁上抠出来的电站

这样一个水电站,就建设在你难以想象的地形上!

白鹤滩位于中国云南省巧家县四川省凉山彝族自治州宁南县交界的金沙江干流上,是金沙江是个梯级电站中的第二个,白鹤滩的坝址在三滩村至下游白鹤滩沟,全长约5km,金沙江西南向北流经坝址,水流非常湍急,两岸为单斜山,沿江都为陡壁陡崖,地形条件十分复杂,还处在高烈度地震区,对于水坝结构设计以及山体的处理,提出了世界级的难题。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

上图就是白鹤滩的在修建大坝前,斜坡已经预处理后的照片,但在处理前,各位可能不知道这些看起来相当规整的岩壁到底是个什么样的岩石。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

白鹤滩水电站柱状节理岩体

估计搞水电建设的朋友见了一定会崩溃吧,这种风化后的柱状节理岩体的加固是个世界级的难题,这里设计的水电站水坝高达289米,最早根据白鹤滩坝段地址考虑了上、中、下三个坝址,上坝址为混凝土重力坝方案,上坝址粘土心墙堆石坝方案,中坝址混凝土双曲拱坝方案,下坝址混凝土双曲拱坝方案,最后选择了中坝址混凝土双曲拱坝方案。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

全球最大的洞室隐藏了世界上第二大装机容量的水电站

重力坝大家都很熟悉,绝大部分水库都是重力坝,三峡也是重力坝,但在白鹤滩重力坝就稍显不足,狭小的地形,水坝又高达289米,坝高289米,坝顶高834米,顶宽13米,最大底宽72米,双曲拱坝的坝体可以做到很薄,并且还能依托两侧山体分散高水位的压力,但却出现了一个问题,双曲拱坝两侧弯曲,中间还要流出泄洪道,水电站布置在哪里?

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

各位可能根本就想象不到,大家看到的白鹤滩水电站胸围的水坝只是总工程的一小部分,更大的乾坤却隐藏在水坝两侧的山体中,其洞室数量多到“让人发指”的程度,开挖量高达2500万立方米,相当于开挖出一个直径181米的巨型球体。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

连接这些洞室的各路总里程高达217公里,其中最大的洞室是电站厂房,整个洞长438米,顶拱跨度34米,高88.7米,成为世界已建跨度最大地下厂房,要说《流浪地球》中的地下城,这里还真特么有点像,置身其中,一定有一种恍若未来科幻的世界。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

施工中的洞室,请注意底部几乎不可见的工程机械

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

施工中的水里发电涡轮蜗壳

左右岸地下各分布8台百万千瓦的水电机组,单台水电机组就有50多米高、8000多吨重,一台机组就相当于一座埃菲尔铁塔的重量,投产后的核心部件水轮机转轮,16台机组总共1600万千瓦,年发电量624亿度。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

白鹤滩机组示意图,注意顶部那个人有多大

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

大坝与泄洪道:技术就是那么朴实无华

白鹤滩水电站最大坝高289米,比三峡大坝还高104米,大坝主体混凝土浇筑总方量达800万立方米,是世界最大的拱形坝之一,并且使用了大体积混凝土温控防裂技术:每一处浇筑的混凝土中,都埋设有数支温度传感器和循环冷却水管,可以实时监测混凝土内部的温升,并进行有针对性的降温;从开始浇筑起就没有产生过一条裂缝,这项技术全球独步!白鹤滩水电站大坝抗震8级,是全球抗震参数最高的大坝,没有之一。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

大坝还嵌入了数千个传感器,可以测量温度、变形、应力等关键信息。实时采集并传输到水电站智能施工管理平台iDam进行综合分析,实现了对工程各项参数的精准智能控制和实时调整,白鹤滩也是世界上最智能的大坝之一。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

还有一个值得说道就是白鹤滩水电站的泄洪道,国内比较“少见”的双曲拱形大坝,加上前卫的泄洪道设计,估计泄洪时气吞山河的气势已经让粉丝赞叹不已,它也已经成为白鹤滩的标志性景观!

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

白鹤滩水电站大坝布置了6个导流底孔、7个泄洪深孔和6个泄洪表孔,是全世界最大的泄洪洞群,最大泄洪量高达每秒1.2万立方米,只需18分钟就能灌满一个西湖。当然这朴实无华的泄洪道也是中国水电施工最精湛的技术体现,鹤滩水电站工程泄洪洞水流最大流速达到每秒42米,衬砌混凝土温控和抗冲耐磨要求极高:

泄洪道内壁非常光滑,看上去如同镜子一般,人站在上面能照出人影,这种叫做镜面混凝土,因为泄洪道流速极大,对混凝土表面抗冲刷能力要求非常高,还有两侧山底的水电站引水道洞群也有类似的要求,镜面混凝土才能达到如此高要求。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

白鹤滩水电站拥有多个世界与中国之最,除了上文提到的水电工程最大的地下洞室群、最大单机功率水电机组等以外,还有世界水电工程中直径最大的圆柱形尾水调压池组、建设中的最大电站和中国地质条件最复杂的高拱坝等,白鹤滩水电站将于2022年12月全面建成。

中国已经有那么多水电站,为何还要建造水电站?

从1980年代以来,我国总装机容量在1.2 GW及以上的常规水电站(不含抽水蓄能电站)总共有60座,其中12座在建,包括上文的正在建设的白鹤滩水电站一起,西南梯级开发的在建的或者已经完工的水电站有溪洛渡、向家坝、乌东德、龙滩以及锦屏一级、二级、拉哇(西藏)、二滩等数百万千万的水电站。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

中国那么多水电站,为何还要建?

其实原因很简单,我国的发展需要大量的能源,而水电则是环保能源中最优质的能源之一,在2020年9月份的第七十五届联合国大会一般性辩论上,我国已承诺碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和,而水电的碳排放很低,除了淹没区的甲烷排放以外,日常运行的碳排放几乎就是零。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

另一个则是我国西南水电资源极其丰富,长江上游与支流乌江、金沙江、雅砻江、大渡河以及黄河与红水河、清江与澜沧江(湄公河上游)等河流的中上游,落差大,流速高,非常适合建造大型甚至特大型水电站。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

但其存在的固有缺陷也是非常明显的,西南地区地质条件非常复杂,断裂带横穿其中,人迹罕至,交通条件几近于零,当然这些对于我国这个基建狂魔来说并不是什么大难题,美国人埋头打仗,我们埋头搞建设。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

当然还有一个问题是能源区域距离东部用电区域路途遥远,这也难不倒中国电力建设者,特高压输电就是专门为远距离输电量身打造的,而且我国的特高压输电也是全球技术与应用领域最先进的国家,这一点全球没有一个国家可以媲美,有技术的国家没有应用场合,有需求的国家没有技术,只有中国两相配套,独步全球,没有分店。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

美国人拆大坝,中国人建大坝?

有个说法是美国人一直在拆大坝恢复生态,但中国人却还在建大坝,表明中美对环保态度的不一样,但事实上这些朋友都忽略了一个问题,美国人拆除的大坝都是几十年甚至上百年的老旧大坝,已经失去了经济效益,不拆除哪天决堤反而会导致更严重的灾难。

年发电624亿度,单机容量全球第一!白鹤滩水电站究竟有多难?

因此美国一直在拆除这些大坝,同时也在规划新的大坝,从新建大坝这个角度来看,两国态度并没有差异,所以各位可不要被某些人带了节奏,为他们摇旗呐喊。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多