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人民日报海外版 2017年08月04日 星期五

全球在建规模第一大水电站

白鹤滩水电站主体工程全面建设

本报记者 王 浩

《 人民日报海外版 》( 2017年08月04日   第 03 版)

  图为白鹤滩水电站全景。
  刘 涛摄

  横断山区,山高谷深,奔腾而过的金沙江蕴藏潜力巨大的水能资源。8月3日,装机规模世界第二大、在建规模世界第一大水电站——中国三峡集团白鹤滩水电站主体工程全面建设,金沙江再添一座千万千瓦级巨型水电站。

  白鹤滩水电站坝址位于四川省凉山彝族自治州宁南县和云南省昭通市巧家县交界处。水电站采用混凝土双曲拱坝坝型,属300米级的高拱坝;正常蓄水位825米,防洪限制水位785米。据规划,水电站大坝将于2021年5月下闸蓄水,同年首批机组投产发电,全部机组将于2022年底建成投产。

  为何要建这样一个巨型水电站?能够发挥什么效益?工程建设克服了哪些世界难题?中国三峡集团相关负责人进行了解读。

  平均发电量可达600多亿千瓦时,并兼顾防洪、航运等效益

  中国三峡集团董事长、党组书记卢纯介绍,作为仅次于三峡工程的世界第二大水电站,白鹤滩水电站是开发和治理长江上游的重要水电工程,是西部大开发的重大基础性工程,可在发电、防洪、航运、促进长江经济带建设和区域经济协调发展上发挥重要作用。

  水电站工程装机总容量1600万千瓦,电站平均发电量624.43亿千瓦时。在满足四川、云南两省的用电需求基础上,还将成为国家能源战略布局“西电东送”的骨干电源点,明显改善电网电源结构。在同等满足电力系统用电需求的情况下,每年可节约标煤约1968万吨,每年可减少排放二氧化碳约5160万吨,减少烟尘年排放量约22万吨,环境效益显著。

  另外,通过白鹤滩水电站的调节,可增加下游三峡、溪洛渡、向家坝、葛洲坝等梯级水电站的年发电量24.3亿千瓦时,并可增加下游各梯级枯水期(12—5月)发电量92.1亿千瓦时。

  在金沙江的四个梯级水库中,白鹤滩的库容最大,用于防洪调度的库容可达75.0亿立方米。白鹤滩工程建设部副主任陈文夫说,白鹤滩工程的建成,扩大了长江水库群联合调度的“朋友圈”。一旦发生百年一遇以上的大洪水,通过与下游水库配合,可实现拦洪削峰,大大缓解宜宾、重庆等重要城市的防洪压力。

  水库建成后,常年回水区全长约145千米,使得大坝上游水道加深,流速加快,为发展地方航运创造条件。未来可实现水陆联运,充分开发金沙江下游航运资源。

  水库的建设对区域经济社会发展具有重要意义。据介绍,直接用于水库枢纽建设和库区建设的资金超过1700亿元,投入拉动相关行业投资,增加就业机会,促进地方经济发展。而且库区处于深山贫困地区,水库建设,改善了周边的交通、通讯等基础设施条件,助推群众脱贫致富。

  坝高世界第三,地下洞室群规模世界第一,建设难度属世界级

  白鹤滩被称为中国乃至世界上难度最大的水电工程之一。中国三峡集团副总经理樊启祥介绍,一方面白鹤滩水电站主要特性指标均居世界前列:拱坝坝高289米,居世界第三,300米级高坝抗震参数居世界第一;地下洞室群规模居世界第一。另一方面,水电站坝址的地质环境复杂:峡谷地形不对称、岩性复杂、高地震烈度等。在如此复杂多样的地质结构上建设“巨无霸”,其技术难度可想而知。

  大坝是水电站的核心工程,白鹤滩为双曲拱坝,不仅个头高,而且承受第二大的总水推力,如何保障大坝的坚固?据介绍,白鹤滩坝区有一个独特的地质现象,即玄武岩柱状节理。大坝基础为柱状节理玄武岩,很容易松弛、碎裂。

  樊启祥介绍,三峡集团通过多年的专题研究,展开现场实验,研究此类岩石特性,找到控制其松弛变形的工程措施。从建设实际情况看,这一技术难关基本攻克,在玄武岩柱状节理上建设300米级拱坝成为现实。

  地下洞室群是白鹤滩水电站攻克的另一个技术难关。走进地下洞室群,宛如置身于巨大的“地下迷宫”。地下洞室总长217千米,洞室开挖量达2500万立方米,洞室数量多,且相互交错,布置结构复杂。其中电站厂房洞长438米,顶拱跨度34米,高88.7米,为世界已建跨度最大地下厂房;8个圆筒式尾水调压室直径43米—48米,为世界已建跨度最大调压室。

  为何要挖规模巨大的地下洞室群?白鹤滩工程建设部地下厂房项目部副主任汪海平说,“水电站处于深V型峡谷,两岸空间有限,因此需要开挖地下洞室,安置引水发电系统设备。”

  建造巨型地下迷宫,并非易事。专家形象地称这项工作是:在一个奶油夹层的大蛋糕里掏一个洞的同时,又保证外部不变形。据介绍,设计单位采用三维设计技术、数值仿真技术,解决超大地下洞室布置、施工组织和工程安全的难题,取得了多项技术创新。

  “百万机组”实现完全自主创新,设计和制造取得质的突破

  发电机组是水电站的核心设备,在白鹤滩水电站的各项特性指标中,“百万机组”备受瞩目。据介绍,水电站将采用达100万千瓦水轮发电机组,单机容量居世界第一,超过不少水电站的总装机规模,带领世界水电进入“百万机组时代”。

  “百万机组”标志着中国水电设备的设计和制造取得质的突破。据介绍,向家坝和溪洛渡水电站都采用了70万千瓦级的巨轮水轮机组,已经是世界上单机容量最大的机组群。随着这一级别技术的成熟,“百万机组”成为各国抢占的水电技术的新“制高点”。

  “百万机组”拥有难以比拟的优势。中国三峡集团机电工程局局长张成平介绍,首先,当前电网进入大机组、高电压、信息化的时代,提高机组容量能够进一步促进电网稳步运行。其次,机组容量越大,能量转化效率越高。第三,白鹤滩水电站位于高山峡谷,空间位置有限,大容量机组可以减少单机组台数,优化工程布局。

  能否凭借自己的力量制造?建成后能否稳定运行?这都是建设“百万机组”面临的难题。张成平介绍,世界上能够满足安装“百万机组”的水电站并不多,经过论证,白鹤滩水电站的水文地质条件满足要求。从2006年开始,三峡集团牵头国内设计单位、科研院所和设备制造厂家,攻克发动机散热、新型材料等系列技术难关,实现了“百万机组”的完全自主创新。

  “三峡集团将继续加大科技创新力度,为工程顺利推进探索新思路、新方法,全力以赴将白鹤滩水电站建成能够代表世界最高水平的创新工程和智能工程。”卢纯说。

  (本报云南昭通8月3日电)

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