9月11日，世界首個(gè)高原水電機(jī)組產(chǎn)研基地——東方電氣西藏林芝產(chǎn)研基地正式建成投用，對(duì)更好服務(wù)國家加快西南水電基地建設(shè)，推動(dòng)高水頭大容量巨型沖擊式水電機(jī)組自主研發(fā)和工程應(yīng)用具有重要意義。
東方電氣西藏林芝產(chǎn)研基地是中央企業(yè)、地方政府和科研院所深入貫徹落實(shí)新時(shí)代黨的治藏方略的具體實(shí)踐，對(duì)助力西藏加快建設(shè)國家清潔能源基地、推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用深度融合、加快科技成果轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)本土水電人才等具有積極意義。該基地占地約48000平方米，于2023年10月開始建設(shè)。一期工程水力機(jī)械泥沙磨蝕實(shí)驗(yàn)室建成的沖擊式水輪機(jī)泥沙磨蝕試驗(yàn)臺(tái)，可用于模擬水輪機(jī)在含沙水流中長期運(yùn)行的沖擊磨蝕情況，為進(jìn)一步提升水輪機(jī)抗磨性能和優(yōu)化抗磨設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)支撐。試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備先進(jìn)、智能化程度高，滿足相關(guān)國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，參數(shù)水平和綜合試驗(yàn)?zāi)芰_(dá)到國際先進(jìn)水平。
據(jù)悉，沖擊式水電機(jī)組是服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求的主力機(jī)型。除了水力機(jī)械泥沙磨蝕實(shí)驗(yàn)室，該基地還將建設(shè)沖擊式水電機(jī)組智能制造車間、科研綜合實(shí)驗(yàn)樓、高海拔絕緣/冷卻實(shí)驗(yàn)室等，著力打造世界領(lǐng)先水平的集研發(fā)、制造、維保及人才培養(yǎng)四大功能為一體的基地，與有關(guān)單位共建、共研、共享。面向國家戰(zhàn)略需求，東方電氣堅(jiān)持把關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，致力于實(shí)現(xiàn)沖擊式水電機(jī)組研制從“0到1”的源創(chuàng)新和從“1到N”的再提升，向著更高水頭更大容量的沖擊式水電機(jī)組奮力攀登。
從0到1，實(shí)現(xiàn)150兆瓦級(jí)沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化
自2019年起，東方電氣全力組織開展高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究。為補(bǔ)齊短板、填補(bǔ)空白，東方電氣聯(lián)合科研院所、上下游企業(yè)，針對(duì)梳理出的涉及水力、水機(jī)、電機(jī)、工藝4大專業(yè)的70多項(xiàng)攻關(guān)課題開展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，致力于重點(diǎn)、系統(tǒng)、全面突破和掌握沖擊式水電機(jī)組研制“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)，帶動(dòng)了研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、材料、工藝、抗磨、工程應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合創(chuàng)新，逐步建立起專業(yè)融合、內(nèi)外協(xié)同的研發(fā)模式及技術(shù)體系。
自主研發(fā)三維造型軟件，水斗建模速度從2周到15分鐘；自主搭建DF300沖擊式水力試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高精度、智能化“一鍵試驗(yàn)”；自主完成轉(zhuǎn)輪造型設(shè)計(jì)，100余個(gè)方案優(yōu)中選優(yōu)。自主開發(fā)機(jī)器人增材制造技術(shù)，“鐵臂繡花”完成轉(zhuǎn)輪金屬增材；首次應(yīng)用相控陣技術(shù)完成質(zhì)檢，填補(bǔ)了沖擊式轉(zhuǎn)輪檢測技術(shù)空白……創(chuàng)新自有萬鈞之力，30余項(xiàng)專利點(diǎn)亮了東方電氣沖擊式水電機(jī)組的研發(fā)之路。
2023年5月16日，東方電氣自主研制的具有全產(chǎn)業(yè)鏈完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪成功下線，實(shí)現(xiàn)了我國該容量等級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化“從無到有”的歷史性突破。6月7日，該轉(zhuǎn)輪在四川田灣河流域金窩水電站成功實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，為國內(nèi)單機(jī)容量最大的沖擊式水電機(jī)組裝上“中國心”。
依托150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)化項(xiàng)目，東方電氣在沖擊式機(jī)組水力研發(fā)、模型試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)、材料應(yīng)用、加工制造、抗磨措施等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了完全自主化，填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)技術(shù)空白。如今，金窩水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)組成為沖擊式機(jī)組技術(shù)國產(chǎn)化的重要見證，成為東方電氣創(chuàng)新和研制能力的有力體現(xiàn)。
再攀新高，挑戰(zhàn)500兆瓦沖擊式水電機(jī)組研制
創(chuàng)新沒有休止符，150兆瓦級(jí)大型沖擊式轉(zhuǎn)輪的投運(yùn)，不是終點(diǎn)，而是新的起點(diǎn)，它使東方電氣邁向更高水平、更大目標(biāo)的基礎(chǔ)更牢、步伐更穩(wěn)、信心更足。
2023年6月16日，東方電氣成功獲得世界單機(jī)容量最大的扎拉水電站1臺(tái)套沖擊式水電機(jī)組研制供貨項(xiàng)目，開啟500兆瓦沖擊式水電機(jī)組研制新篇章。12月19日，扎拉水電站500兆瓦沖擊式水電機(jī)組轉(zhuǎn)輪在東方電氣開工制造，開啟了我國高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組研制新征程。
大唐集團(tuán)扎拉水電站具有高水頭、大容量、高海拔等特點(diǎn)，是國家能源局能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備項(xiàng)目，是現(xiàn)階段國內(nèi)唯一可開展500兆瓦級(jí)高水頭大容量沖擊式機(jī)組研制及應(yīng)用示范的水電項(xiàng)目，也是目前世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項(xiàng)目。扎拉水電站水頭近700米，噴嘴出口射流速度約120米/秒。每一次水流沖擊水斗產(chǎn)生的能量，大約相當(dāng)于一輛7.5噸的汽車以100千米的時(shí)速撞擊（產(chǎn)生的能量），而每個(gè)水斗在全生命周期內(nèi)，至少要承受150億次這樣的撞擊。
更高的水頭、更大的沖擊，意味著500兆瓦級(jí)轉(zhuǎn)輪研制需要迎接新的挑戰(zhàn)。在轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)比驗(yàn)證了100多個(gè)方案，研究了轉(zhuǎn)輪的復(fù)雜曲面造型，優(yōu)化了應(yīng)力分布等，“新”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓轉(zhuǎn)輪可以挑戰(zhàn)嚴(yán)苛。在轉(zhuǎn)輪的工藝制造上，制造團(tuán)隊(duì)采用機(jī)器人增材制造（3D打?。┘夹g(shù)，高質(zhì)量的焊接和高精度數(shù)控加工，“新”的工藝方式，讓轉(zhuǎn)輪可以應(yīng)對(duì)極端。
在整個(gè)轉(zhuǎn)輪制造完成之后，轉(zhuǎn)輪直徑達(dá)到6.2米，整個(gè)重量達(dá)到90噸，其中通過機(jī)器人增材技術(shù)的增材制造量超過6噸。增材制造完成后，轉(zhuǎn)輪將“長”出一片片花瓣形的水斗，這項(xiàng)工藝也被稱為“鐵臂繡花”。這項(xiàng)技術(shù)非常適合于復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)部件的定制化制造，而東方電氣也是國內(nèi)唯一一家將機(jī)器人增材制造技術(shù)應(yīng)用于大型沖擊式轉(zhuǎn)輪制造的企業(yè)。
2025年8月12日，東方電氣自主研制的世界單機(jī)容量最大500兆瓦沖擊式水電機(jī)組轉(zhuǎn)輪完成機(jī)器人焊接，首次探傷合格率超過99%，將應(yīng)用于西藏大唐扎拉水電站。該轉(zhuǎn)輪在行業(yè)內(nèi)首次應(yīng)用機(jī)器人焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了外部水斗與中心體的組焊，大幅提升了沖擊式轉(zhuǎn)輪的焊接質(zhì)量和效率，為后續(xù)高水頭大容量沖擊式水電機(jī)組轉(zhuǎn)輪規(guī)?；a(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
從1到N，向更高水頭、更大容量發(fā)起沖擊
關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。
2024年4月7日，東方電氣向全行業(yè)公開了首臺(tái)國產(chǎn)化150兆瓦級(jí)沖擊式水電機(jī)組轉(zhuǎn)輪全過程研制和真機(jī)試驗(yàn)資料，全面共享了水力模型、現(xiàn)場動(dòng)應(yīng)力實(shí)測數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)輪三維實(shí)體數(shù)據(jù)。這是發(fā)電裝備企業(yè)首次面向全行業(yè)共享技術(shù)資料，對(duì)促進(jìn)知識(shí)共享和課題共研、構(gòu)建開放協(xié)同的科研氛圍、推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。
面向未來，東方電氣將堅(jiān)持服務(wù)國家戰(zhàn)略，堅(jiān)持高水平科技自立自強(qiáng)，持續(xù)攻克沖擊式水電機(jī)組研制“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，傾心打造更高水頭、更大容量沖擊式水電機(jī)組，推動(dòng)我國沖擊式水電機(jī)組研制實(shí)現(xiàn)從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、促進(jìn)人與自然和諧共生作出新的更大貢獻(xiàn)。