三峽機(jī)組模型

哈電技術(shù)引進(jìn)分為水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)兩部分。

三峽水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)引進(jìn)主要是遵照與ABB 公司簽訂的轉(zhuǎn)讓協(xié)議來進(jìn)行。共有8 部分，分別是：水輪發(fā)電機(jī)電磁參數(shù)設(shè)計(jì)，水輪發(fā)電機(jī)的電磁場(chǎng)分析，發(fā)電機(jī)剛強(qiáng)度分析計(jì)算，發(fā)電機(jī)組軸系穩(wěn)定性、臨界轉(zhuǎn)速及動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算，電力系統(tǒng)與電機(jī)仿真計(jì)算，發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻技術(shù)，發(fā)電機(jī)推力軸承技術(shù)，發(fā)電機(jī)繞組絕緣技術(shù)。

除發(fā)電機(jī)絕緣技術(shù)外，上述7個(gè)部分的軟件均運(yùn)行在哈電微機(jī)的WindowsNT 環(huán)境下。除ANSYS，MADYN，F(xiàn)LOWMASTER，F(xiàn)LUX3D和 FEMAG是商業(yè)軟件外，其余均為ABB 自行開發(fā)軟件。遵照軟件轉(zhuǎn)讓協(xié)議要求，全部軟件均在 ABB 和哈電的軟、硬件環(huán)境下進(jìn)行了三峽和相近電站（如 KARAKAYA和Itaipu）發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)證。同時(shí)哈電利用這些軟件為柘林、小浪底、中山包、350MVA 沖擊發(fā)電機(jī)等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行了應(yīng)用。

絕緣技術(shù)引進(jìn)主要是學(xué)習(xí)ABB 公司在三峽發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和定子線圈絕緣結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的絕緣材料性能標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)，使采用多膠模壓絕緣技術(shù)制造的三峽發(fā)電機(jī)繞組達(dá)到ABB公司少膠絕緣（VPI）的技術(shù)水平，定子繞組固定絕緣材料和轉(zhuǎn)子絕緣材料及絕緣結(jié)構(gòu)件國產(chǎn)化。目前哈電已完成了這一目標(biāo)。

水輪機(jī)技術(shù)引進(jìn)共分四大部分：水力設(shè)計(jì)技術(shù)，模型水輪機(jī)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)，三峽水輪機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，其它設(shè)計(jì)軟件。

已完建的三峽大壩

【水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)技術(shù)引進(jìn)消化吸收 】

第一階段：對(duì)克瓦納公司轉(zhuǎn)讓的水力設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行消化吸收，掌握其技術(shù)和思想。這部分轉(zhuǎn)讓技術(shù)在挪威進(jìn)行。內(nèi)容主要有用于三峽水輪機(jī)流道、轉(zhuǎn)輪計(jì)算的TASCflow前處理程序及樣本文件，還有改型設(shè)計(jì)程序，共有 24 個(gè)程序，10 萬多條語句。

第二階段：改進(jìn)克瓦納公司轉(zhuǎn)讓的水力設(shè)計(jì)軟件，拓展水力開發(fā)應(yīng)用范圍。 主要包括：改進(jìn)克瓦納公司轉(zhuǎn)讓的水力設(shè)計(jì)軟件及樣本文件、自行開發(fā)軸流式轉(zhuǎn)輪計(jì)算樣本、混流式長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪計(jì)算樣本、可逆式轉(zhuǎn)輪計(jì)算樣本、T 型蝸殼、單支墩、無支墩尾水管計(jì)算樣本及蝶閥等部件計(jì)算樣本，共改進(jìn)程序 5 個(gè)，新編程序12 個(gè)，新編程序語句 4 萬余條。

第三階段：應(yīng)用檢驗(yàn)。這部分內(nèi)容主要有應(yīng)用改進(jìn)及自開發(fā)的軟件設(shè)計(jì) T 型蝸殼、無支墩尾水管各一套，設(shè)計(jì)混流式轉(zhuǎn)輪20 多個(gè)，軸流式轉(zhuǎn)輪 10 多個(gè)，并為一些電站做的CFD分析報(bào)告。

【水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)消化吸收】

人員培訓(xùn)：根據(jù)三峽水輪機(jī)主合同和分包合同中的有關(guān)規(guī)定，哈電作為分包方，ALSTOM公司負(fù)責(zé)對(duì)哈電設(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。在培訓(xùn)期間，哈電設(shè)計(jì)人員對(duì)水輪機(jī)的相關(guān)圖紙進(jìn)行了研究和轉(zhuǎn)化，并就各部分的基本設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)尺寸的確定和計(jì)算等諸多問題向ALSTOM 公司的專家請(qǐng)教和探討,為三峽水輪機(jī)圖紙的轉(zhuǎn)化和巨型水輪機(jī)技術(shù)國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

參與全過程：三峽左岸電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和消化吸收，哈電系以技術(shù)受讓方和合作供貨方的身份積極參與五次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)的全過程實(shí)現(xiàn)的。 第一次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于1998 年 3 月 3 日至 1998 年 3 月 25 日在瑞士舉行。ALSTOM公司介紹了水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)方案、水輪機(jī)初步的總體布置設(shè)計(jì)方案及座環(huán)、蝸殼、主軸密封、水導(dǎo)軸承、基礎(chǔ)環(huán)與下止漏環(huán)、轉(zhuǎn)輪與主軸的連接、補(bǔ)氣系統(tǒng)等初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案等。會(huì)議主要討論了水輪機(jī)模型試驗(yàn)、水輪機(jī)部分部件的結(jié)構(gòu)和計(jì)算、水輪機(jī)與土建的設(shè)計(jì)接口、水輪機(jī)主要部件的材料標(biāo)準(zhǔn)。討論通過了頂蓋減壓排水管與蝸殼排水管的布置方案、尾水肘管進(jìn)人門的結(jié)構(gòu)方案、強(qiáng)迫補(bǔ)氣的布置方位、主軸密封潤(rùn)滑水流量、漏水量的數(shù)據(jù)、與土建有關(guān)的尾水管中墩里襯、尾水管排水盒、壓力測(cè)點(diǎn)布置的設(shè)計(jì)方案、蝸殼混凝土支墩、進(jìn)人廊道高程、接力器坑襯、與壓力鋼管的接口的設(shè)計(jì)方案。 第二次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于1998 年 11 月 24 日至 1998 年 12 月 10 日在巴西舉行。會(huì)議主要就水輪機(jī)的總體布置方案、水輪機(jī)管路和電纜的詳細(xì)布置、尾水管的壓力脈動(dòng)、水輪機(jī)主要部件的自激頻率和固有頻率、軸系的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)輪的應(yīng)力和自振頻率、轉(zhuǎn)輪的制造工藝和運(yùn)輸、水輪機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)與材料等問題進(jìn)行了討論，還確定了與土建有關(guān)的水輪機(jī)埋入部分混凝土澆注的具體程序。

第三次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于1999 年 8 月 19 日至 1999 年 9 月 9 日在加拿大舉行。會(huì)議主要就水輪機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算、水輪機(jī)模型和真機(jī)的水力設(shè)計(jì)、水輪機(jī)主要部件的材料采購和制造、水輪機(jī)輔助系統(tǒng)部分的布置等方面進(jìn)行了討論，會(huì)議審查通過了底環(huán)和轉(zhuǎn)輪的有限元計(jì)算結(jié)果及接力器基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙。

第四次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于2000 年9月24日至2000 年 10 月19日在西班牙舉行。會(huì)議主要就水輪機(jī)與調(diào)速系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)、導(dǎo)葉接力器的操作容量與壓力油罐的操作壓力、導(dǎo)葉接力器的供油與排油的管路設(shè)計(jì)、導(dǎo)葉接力器與調(diào)速器的行程設(shè)計(jì)、水輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置、水輪機(jī)與監(jiān)控系統(tǒng)的接口、水輪機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求與布置、水輪機(jī)補(bǔ)氣系統(tǒng)、主軸密封供水系統(tǒng)的布置與參數(shù)、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的制造與運(yùn)輸、蝸殼保壓澆注時(shí)水的壓力與溫度、水輪機(jī)的起吊工具、水輪機(jī)工地安裝的檢查要點(diǎn)、水輪機(jī)模型試驗(yàn)等方面進(jìn)行了介紹和討論。會(huì)議還對(duì)水輪機(jī)的部分圖紙進(jìn)行了審查，會(huì)議最終確定了水輪機(jī)自然補(bǔ)氣量的設(shè)計(jì)參數(shù)、蝸殼保壓澆注時(shí)水的壓力與溫度的設(shè)定、導(dǎo)葉接力器開啟和關(guān)閉的最低操作油壓、轉(zhuǎn)輪的起吊工具、機(jī)組轉(zhuǎn)速測(cè)量元件和過速保護(hù)裝置將設(shè)置在水輪機(jī)主軸上，以上元件的支架將通過螺栓把合在水導(dǎo)軸承上油箱蓋上等事項(xiàng)，并審查通過了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的圖紙。

第五次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于001 年 10 月 10 日至 2001 年 10 月 29 日在上海舉行。ALSTOM公司提供了水輪機(jī)的全套圖紙。會(huì)議主要就水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和布置、水輪機(jī)備品備件和專用工具、座環(huán)在工地進(jìn)行加工的方案和工具、水輪機(jī)和調(diào)速器設(shè)備的工地安裝程序及試運(yùn)行、水輪機(jī)主要設(shè)備的運(yùn)輸和在工地的保管等方面進(jìn)行了討論，并對(duì)水輪機(jī)部分修改的圖紙進(jìn)行了審查。會(huì)議最終確定了水輪機(jī)備品備件和專用工具的清單。通過了水輪機(jī)部件的安裝程序及供工地安裝用的工具清單。

三峽水輪機(jī)

【水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)消化吸收】

根據(jù)三峽水輪發(fā)電機(jī)主合同的有關(guān)規(guī)定，ALSTOM 公司負(fù)責(zé)對(duì)作為分包方和技術(shù)受讓方的哈電設(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)讓的技術(shù)有：水輪發(fā)電機(jī)電磁參數(shù)設(shè)計(jì)，水輪發(fā)電機(jī)的電磁場(chǎng)分析，發(fā)電機(jī)剛強(qiáng)度分析計(jì)算，發(fā)電機(jī)組軸系穩(wěn)定性、臨界轉(zhuǎn)速及動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算，電力系統(tǒng)與電機(jī)仿真計(jì)算，發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻技術(shù)，發(fā)電機(jī)推力軸承技術(shù)，發(fā)電機(jī)繞組絕緣技術(shù)、關(guān)鍵工藝技術(shù)等。其中有商業(yè)軟件和他們自已開發(fā)的專用軟件：

1.大型水輪發(fā)電機(jī)繞組冷卻方式。三峽左岸發(fā)電機(jī)采用定子繞組水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，哈電通過技術(shù)引進(jìn)掌握了70萬千瓦大型水輪發(fā)電機(jī)組水冷結(jié)構(gòu)的計(jì)算和設(shè)計(jì)技術(shù)。

2.大型水輪發(fā)電機(jī)定子繞組主絕緣技術(shù)及定子線棒制造。ABB 公司三峽發(fā)電機(jī)繞組絕緣采用少膠絕緣、真空壓力浸漆工藝體系，制造過最大容量700MW、最大電壓21kV 的水輪發(fā)電機(jī)。哈電繞組絕緣采用多膠，模壓成型工藝，制造過最大容量550MW、最大電壓18kV的水輪發(fā)電機(jī)。

哈電采用多膠模壓體系研制成功三峽發(fā)電機(jī)定子線棒，絕緣厚度 4.6mm，并將線棒送往ABB 公司進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)及電老化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到 ABB 公司的要求，隨后按ABB 公司的要求，哈電制造了一批三峽線棒，由 ABB 和三峽業(yè)主專家從中抽樣在哈電進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)及電老化試驗(yàn)，也達(dá)到 ABB 公司的要求，獲得了制造三峽線棒的許可資格。

【大型水輪發(fā)電機(jī)推力軸承技術(shù)】

推力軸承是發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件，其性能直接關(guān)系到水 輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性。世界上已投產(chǎn)的水電機(jī)組中，推力負(fù)荷最大的為 4700t，三峽機(jī)組推力負(fù)荷高達(dá)5500t，上了一個(gè)新臺(tái)階。大負(fù)荷水電機(jī)組推力軸承的設(shè)計(jì)制造是世界上公認(rèn)的難題，無論是國外公司還是國內(nèi)廠家，對(duì)如此大負(fù)荷的推力軸承均沒有成熟的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)。為了保證三峽發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，哈電利用已有的世界上最大的3000t 推力軸承試驗(yàn)臺(tái)，與ABB 公司聯(lián)合對(duì)三峽左岸電機(jī)推力軸承進(jìn)行仿真全模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)軸承外形尺寸與真機(jī)一致、試驗(yàn)瓦數(shù)比真機(jī)減少一半，所加載荷比真機(jī)少一半，平均壓力一致、平均線速度一致，參照真機(jī)運(yùn)行工況制定試驗(yàn)方案。試驗(yàn)結(jié)果為三峽機(jī)組推力軸承安全運(yùn)行提供了保證。

水輪機(jī)焊接

針對(duì)三峽左岸發(fā)電機(jī)組共舉行五次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)。

第一次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于1998 年 3 月 3 日至 1998 年 3 月 25 日在瑞士比爾（廠家所在地)舉行。ALSTOM 公司介紹了發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、電磁參數(shù)、發(fā)電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、定轉(zhuǎn)子機(jī)械計(jì)算、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算等方面的內(nèi)容。討論了制動(dòng)系統(tǒng)，基礎(chǔ)和基礎(chǔ)受力，推力瓦的抽出，轉(zhuǎn)子支架與主軸的聯(lián)接，定子繞組的連接，進(jìn)入導(dǎo)軸承維修的問題，大部件起吊，主、中引線方案，管路布置，油冷卻器水量，高壓油頂起和吸油霧布置，勵(lì)磁電纜，純水系統(tǒng)，三峽左岸發(fā)電機(jī)材料對(duì)照及使用標(biāo)準(zhǔn)等問題。

第二次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于1998 年11月24 日至1998 年12月10 日在巴西圣保羅市舉行。ALSTOM 公司介紹了發(fā)電機(jī)的最終電磁參數(shù)，定子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。討論定子鐵心拉緊螺桿的尺寸和壓緊，軸系的臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算，通風(fēng)設(shè)計(jì)等問題。

第三次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于1999 年 8 月 19 日至 1999 年 9 月 9 日在加拿大蒙特利爾舉行。ALSTOM 公司提交了最終的電磁計(jì)算報(bào)告，同時(shí)也提交了定子，轉(zhuǎn)子，上機(jī)架及上導(dǎo)，上蓋板，刷架和集電環(huán)的圖紙。還討論了發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)問題。

第四次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)于2000 年 9 月 24 日至 2000 年 10 月 19 日在西班牙畢爾巴鄂舉行。討論并確定了最終的電磁設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過在哈電3000 噸試驗(yàn)臺(tái)上做的推力軸承試驗(yàn)所得到的結(jié)果與計(jì)算值相比較，確定了最終的推力軸承設(shè)計(jì)。ALSTOM公司提供了發(fā)電機(jī)的主要電磁參數(shù)和特性曲線、通風(fēng)計(jì)算報(bào)告、機(jī)組的動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算報(bào)告、機(jī)組軸線穩(wěn)定計(jì)算報(bào)告和推力軸承計(jì)算報(bào)告。還討論了有關(guān)發(fā)電機(jī)的安裝，安裝所需的特殊工具，主、中引線和中性點(diǎn)接地等問題。

三峽機(jī)組轉(zhuǎn)子

第五次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)2001 年 10 月 10 日至 2001 年 10 月 29 日在中國上海舉行。ALSTOM公司提供了發(fā)電機(jī)的全套圖紙，討論并確定了主、中引線和中性點(diǎn)接地的設(shè)計(jì)，純水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。會(huì)議還確定了發(fā)電機(jī)的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、安裝程序及安裝工具。

哈電參與全部五次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，更重要的是，會(huì)后“轉(zhuǎn)換圖紙”。