這一超級工程今天全面投產!800萬m3開澆以來無一溫度裂縫!
12月20日,在建規(guī)模世界第一、裝機規(guī)模全球第二大水電站——金沙江白鶴灘水電站最后一臺機組完成72小時試運行,正式投產發(fā)電。至此,白鶴灘水電站16臺百萬千瓦水輪發(fā)電機組全部投產發(fā)電,標志著世界最大清潔能源走廊在長江之上全面建成。
白鶴灘水電站是實施“西電東送”的國家重大工程,是當今世界在建規(guī)模最大、技術難度最高的水電工程。工程開發(fā)任務為以發(fā)電為主,兼顧防洪、航運,并促進地方經濟社會發(fā)展。其全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機組,實現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破。
白鶴灘電站位于四川省涼山州寧南縣和云南省昭通市巧家縣境內,是中國長江三峽集團有限公司在金沙江下游投資建設的四座梯級電站中的第二個梯級。水庫正常蓄水位825米,控制流域面積43.03萬平方公里,占金沙江以上流域面積的91%。電站主體工程于2017年7月全面開工建設,2021年6月28日首批機組投產發(fā)電。截至12月20日,白鶴灘水電站累計發(fā)電量超過530億千瓦時,主要輸送江蘇、浙江等區(qū)域,助力長三角地區(qū)一體化高質量發(fā)展。
白鶴灘水電站大壩建設過程創(chuàng)造多項紀錄,300米級高拱壩抗震參數居世界第一,全球首次在300米級高拱壩全壩使用低熱水泥混凝土,大壩承受總水推力達1650萬噸居世界第二,拱壩壩高289米居世界第三。白鶴灘水電站是全球在建最大的水電工程,裝機總容量1600萬千瓦,左右岸地下廠房內分別布置8臺具有完全自主知識產權的單機容量100萬千瓦水輪發(fā)電機組,單機容量位居世界第一。白鶴灘水電站大壩建設創(chuàng)造了年澆筑270萬立方米、月澆筑27.3萬立方米、百日過深孔等同類工程的世界紀錄,“體積”超過3個胡夫金字塔。
白鶴灘大壩主體混凝土澆筑總方量達800萬立方米,共分為31個壩段,自開澆以來沒有出現(xiàn)一條溫度裂縫,各項指標均滿足三峽集團提出的“精品工程”標準,2019年大壩取出25.7米混凝土長芯混凝土芯樣光滑密實骨料分布均勻、氣泡少提交了一份高質量混凝施工“成績單”。
白鶴灘水電站工程規(guī)模巨大,地質條件復雜,綜合技術難度位居世界第一。三峽集團攜手國內水電建設和裝備制造企業(yè),堅持創(chuàng)新驅動,攻克了一系列世界級技術難題,創(chuàng)造了百萬千瓦水輪發(fā)電機組單機容量、300米級高拱壩抗震設防指標、地下洞室群規(guī)模等六項世界第一,推動我國水電全產業(yè)鏈、價值鏈和供應鏈水平顯著提升,為實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化提供科技支撐。
三峽集團在長江干流建設運營的6座巨型梯級水電站(烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽、葛洲壩)共安裝110臺水電機組,總裝機容量達7169.5萬千瓦,形成世界最大清潔能源走廊。這條走廊跨越1800千米,形成總庫容919億立方米的梯級水庫群和戰(zhàn)略性淡水資源庫,其中防洪庫容376億立方米,占2022年長江流域納入聯(lián)合調度范圍水庫總防洪庫容的53%以上,對保障長江流域防洪、發(fā)電、航運、水資源利用和生態(tài)安全具有十分重要的意義。
隨著世界最大清潔能源走廊全面建成,6座巨型電站聯(lián)合調度、協(xié)同運行,年均發(fā)電量達3000億千瓦時,可有效緩解華中、華東地區(qū)及川、滇、粵等省份的用電緊張局面,為“西電東送”和電網安全穩(wěn)定運行發(fā)揮重要支撐作用;每年可節(jié)約標煤約9045萬噸,減排二氧化碳約24840萬噸,對改善我國能源結構,助推實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標發(fā)揮積極作用。
三峽水電站和白鶴灘水電站,作為兩個發(fā)電量接近的電站,形狀看起來卻完全不同。三峽大壩是一條筆直的大壩,兩側很寬,又矮又長,橫截面是一個直角梯形。而白鶴灘大壩則看起來又薄又高,猶如一彎新月鑲嵌在河谷之中。是什么造成了這種區(qū)別呢?
三峽大壩和白鶴灘大壩,是兩類最重要水壩的典型代表:重力壩和拱壩。
水壩的兩側水壓不均,上游壓力大,下游壓力小。隨著兩側水高度差的增加,這種壓力差往往能達到十幾個大氣壓之多。水壩要想正常工作,就必須平衡這一巨大的壓力差。其中,重力壩是依靠壩體自重產生的壓力來抵消水壓力的,而拱壩則是借助于拱的形狀將水壓傳遞給兩側的巖體。
相對而言,重力壩的結構冗余度較大,因此比較安全可靠,耐久性好,可以抵抗?jié)B漏。對于三峽采用重力壩的壩體模式是十分科學的。尤其是長江在三峽段的江面十分寬闊,兩側也缺乏足夠堅固的基巖可以傳力,重力壩恰好可以應對這樣的環(huán)境。
不過,對于白鶴灘水電站這樣的大壩,重力壩的模式就顯得不合時宜了。
白鶴灘水電站的落差很大,重力壩要想承擔這么高的壓力差,所需要的大壩體積將會極其驚人。這既造成極大的材料浪費,拖延工期,而且也對地基造成了巨大的壓力。
而采用拱壩模式,則大大提高了壩體的利用效率,讓大壩的每一處都能均勻受力,也大大減輕了地基的壓力。此外,由于金沙江白鶴灘處水面狹窄,兩側的山體比較堅實,恰好能夠承擔拱壩傳遞過來的水壓力。
在各種拱壩形式中,白鶴灘大壩屬于形式最為科學的一類,叫做“雙曲拱壩”。它的壩體為雙曲面,受力模式最為科學,可以使拱壩的厚度減小、壩高增大。尤其是對于白鶴灘這樣的V形河谷,可以有效地節(jié)省壩體材料,同時提高安全性。
編輯:余丹丹
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