對話新國企·科技創新主力軍

企業是創新的主體，中央企業作為“國家隊”更要在國家科技創新特別是基礎、前沿領域中擔當主力軍。近期，由國務院國資委宣傳工作局指導，國務院國資委新聞中心、新華社北京分社聯合推出，中國科協創新戰略研究院提供學術支持的“對話新國企·科技創新主力軍”系列融媒體訪談正式上線。訪談邀請兩院院士及中央企業杰出科技人才，圍繞行業科技前沿、科技成果轉化、科技人才培養、弘揚科學家精神等議題展開深度對話，彰顯中央企業科技創新主體地位，為中央企業發揮“三個作用”、爭當“三個排頭兵”貢獻智慧力量。

系列融媒體訪談將在科技日報、新華網、中國工程院戰略咨詢中心“知領”、國防科工局新聞宣傳中心“中國的航天”“軍工記憶”“中國航天文化”、科普中國、《思想政治工作研究》雜志新媒體、知乎等平臺播發。今天為您分享第九期《“我們登上了水電領域的‘珠穆朗瑪峰’”》。

“全球單機容量最大百萬千瓦白鶴灘機組的成功研制，意味著中國水電裝備已全面超越國際同行，我們登上了水電領域的‘珠穆朗瑪峰’?！苯眨Q灘水電站核心裝備研制者——哈電集團首席科學家、國家卓越工程師覃大清，受邀參加“對話新國企、·科技創新主力軍”系列融媒體訪談，解碼“大國重器”背后的創新密碼。

從“受制于人”到“世界標桿”：三十年的技術突圍

1994年三峽工程論證會上，外國專家斷言：“中國至少需要30年才能獨立制造70萬千瓦水電機組?！边@句話深深刺痛了中國水電人的心。彼時，國內最大水電機組容量僅32萬千瓦，巨型水電機組的關鍵技術被歐美壟斷。

轉機出現在2003年。在國外公司負責的三峽左岸電站機組調試現場，剛完成吊裝的進口機組在進行過速試驗時突發異常劇烈震動，幾十名國內外專家應邀參加問題的分析，近一個月也沒有找到解決辦法，束手無策，有人開始擔心機組運行的安全性。危急時刻，覃大清帶領哈電電機的專家團隊應邀來到現場?！拔覀兎治隽诉^速異常振動的數據，還原了振動現象，在以往穩定性研究經驗的基礎上，通過創新思維，提出了獨到的觀點和簡單可行的解決方法，得到了三峽公司現場領導的認可。不到48小時，就快速成功地解決了這個過速異常振動難題，使工程得以順利進行。”覃大清回憶，這次“閃電戰”不僅化解了危機，更讓國內外專家受到強烈震撼，紛紛稱奇，中國方案獲得了國際認可。

哈電電機研制的三峽右岸電站機組

而早在1997年，覃大清就帶領團隊開始了三峽右岸水利開發。那時，水輪機高部分負荷壓力脈動是個世界性的難題，解決這道難題如同要治愈“癌癥”一般。經過20多個優化方案和上百次的試驗，終于研制出了L型葉片轉輪。2003年國慶節剛過，北京水科院的首次國際同臺對比傳來喜訊，混流式水輪機高部分負荷壓力脈動，這個世界性的難題，被覃大清的研發團隊攻克了。至此，我們國家擁有了自己的核心技術，從以往的跟跑、并跑，走向了領跑，短短幾年，實現了30年的跨越。

覃大清介紹，三峽項目之后，中國水電裝備的技術進步開啟“加速度”：2008年溪洛渡電站實現77萬千瓦機組國產化，水輪機效率突破95%；2014年向家壩電站80萬千瓦機組投運，是當時世界單機容量最大的水電機組；2021年白鶴灘百萬千瓦機組問世，創造“水輪機轉輪零配重”“機組全負荷安全穩定運行”等15項世界紀錄。

2012年3月22日，哈電電機研制向家壩機組導水機構制造成功

獨立自主，把核心技術牢牢掌握在自己手里，這是哈電人在技術上的堅持和始終追求。1980年至2000年，在跟國外保持著密切合作的同時，哈電人沒有放棄自主研制，如巖灘、天生橋二級、白山、柘林等水電機組。直至2023年，中國水電能源裝備自主化率已經達到100%，出口覆蓋30多個國家和地區。

“現在國際水電界有個共識：中國水電機組的穩定性技術及實踐已位于世界前沿?！瘪笄逭f。

百萬千瓦機組的“中國基因”：在頭發絲上雕花的極致工藝

在哈電電機生產現場，國內單機容量最大的天臺抽水蓄能機組球閥順利通過驗收。技術員手持激光測量儀，在公稱直徑2.2米、重達142噸的鋼構件上尋找比頭發絲更細微的誤差。“為了保證球閥在帶水情況下頻繁開關和關閉狀態下零滲漏，球閥的上下游和其活門加工精度達到了0.05毫米。如此龐然大物關鍵加工精度小于1根頭發絲的直徑?！惫婋姍C技術人員說道。

2019年5月29日，哈電電機自主研制的全球單機容量最大百萬千瓦白鶴灘水電站機組長短葉片精品轉輪

這種極致精度，源自白鶴灘機組研制的技術積淀。百萬千瓦機組轉輪直徑8.87米，重達338噸，但葉片型線誤差不能超過0.25毫米?！跋喈斢谠诨@球場上繡花?！瘪笄宕蛄藗€比方。

白鶴灘轉輪的研發，需要同時兼顧效率高、穩定性高、超出力能力強等挑戰。為解決這個難題，水力設計團隊采用了“數字物模雙試驗循環”研發模式：先在計算機里對水輪機轉輪設計方案進行上千次流體動力學CFD仿真計算的數字試驗，不斷循環優化；然后再將優選出的方案制造成與原型比例約為1:20左右的物理模型，在模型試驗臺上進行全面的性能試驗，不斷循環優化；最終優選出的水輪機模型，其轉輪最高效率達到世界最高的96.7%，綜合性能最優，用于白鶴灘電站。

2020年9月9日，哈電電機研制的全球單機容量最大百萬千瓦白鶴灘右岸電站首臺轉子進行吊裝

在發電機設計領域，哈電電機研發團隊更顛覆了沿用百年的傳統結構。傳統機組磁軛采用疊片式設計，存在熱變形風險。哈電創新研發整體鍛造磁軛，配合智能溫控系統，將轉子擺度從0.5毫米降至0.03毫米。“現在我們的機組振動值比歐洲標準低40%，真正實現了‘安靜地發電’。”覃大清說。

創新生態鏈：從實驗室到金沙江的“三級跳”

創新生態是企業發展的基礎，創新是技術進步和產業充滿活力的源泉。

覃大清介紹，大數據、云計算、人工智能與產業的結合，是傳統產業發展的一個重要方向。據此，他勾勒出中國水電創新的獨特路徑。在基礎研究方面，建立全球最大的水力模型試驗臺，累計完成近2000個水輪機模型試驗，形成擁有完全自主知識產權的流體數據庫。在工程轉化方面，創新“產學研用”協同機制，充分發揮創新鏈的鏈長作用，以應用為龍頭，聯合高校等科研機構并將其成果融入自己的創新體系，并使其成果能夠在向家壩等實際電站機組上得到“實戰檢驗”。在智能迭代方面，開發智能運維系統，通過20萬個傳感器實時監測機組狀態，運用大數據預測故障，使電站機組檢修周期從2年延長至5年。

“這種創新生態催生出一批‘跨界黑科技’?！瘪笄褰忉專瑢⒑教觳牧霞夹g應用于水輪機抗空蝕涂層，壽命延長3倍；借鑒高鐵振動控制技術，研制出納米級時柵傳感器；利用區塊鏈技術構建裝備全生命周期管理系統。

水力發電設備全國重點實驗室

“現在每代機組智慧化升級周期從10年縮短至3-5年，研發成本降低60%。”覃大清透露，企業已建成12個國際聯合實驗室，正在攻關超高水頭超大容量的新一代水電機組。

走向深藍：中國標準的全球輸出

覃大清說，2023年12月，西非最大水電站——蘇阿皮蒂電站全面投產。這個被稱作“西非三峽”的項目，成為中國水電出海的經典案例：技術突圍，針對當地高泥沙水質，研發自適應清污系統，將設備磨損率降低70%；標準輸出，推動中國水輪機GB標準納入非洲水電聯盟認證體系；本土融合，培養屬地技術員800余人，建立西非首個水電實訓中心。

2024年3月21日，巴基斯坦塔貝拉五期擴建工程機組底環在9米立車加工

在巴基斯坦塔貝拉五期擴建工程現場，中巴工程師正進行最后調試。“盡管前四期用的都是西方發達國家的機組，但我們第五期以機組效率高、穩定性等綜合性能最高勝出，獲得合同，接下來我們將在這個國際平臺上與發達國家的機組同臺競技?！瘪笄灞硎?，該項目將解決伊斯蘭堡30%的用電缺口。

“過去我們帶著圖紙出去，現在帶著標準出去?！瘪笄逭故咀钚隆俺龊！甭肪€圖：首先把中國的事做好，為做國際項目奠定基礎，累積技術信用；然后通過“一帶一路”項目建立我們產品品牌國際信用，如在東南亞推廣智能水電系統、在南美布局抽水蓄能電站、在歐洲競標水電改造項目等；最終全面推進中國水電裝備走向國際市場。數據顯示，中國水電裝備近三年海外訂單年均增長47%，在“一帶一路”沿線市場份額達65%。

科學家精神的時代注腳

“這就是三峽轉輪的設計手稿。”覃大清指著面前的紙張回憶，當年水力設計團隊用只有512K內存的PDP11/44小型計算機自主編程的艱難探索還歷歷在目?！艾F在年輕人已開始用AI來輔助研發了，參數計算也就幾分鐘甚至瞬間就能完成，但這種‘在絕望中尋找希望’的精神永遠不會過時。”

這種精神正在新生代中延續。如今的研發團隊中，“90后”占比超過40%，他們繼承老一輩的工匠精神，同時為水電技術注入人工智能等前沿科技?！皬摹袊圃臁健袊鴦撛臁枰獛状说慕永m攀登?！瘪笄迦缡钦f。

2022年12月20日，哈電電機研制的全球單機容量最大百萬千瓦白鶴灘水電站右岸8臺機組全部投產發電，世界最大清潔能源走廊建成

此刻，哈電電機自主研制的白鶴灘水電站的右岸8臺機組正以每分鐘107.1轉的節奏穩定運行，每一圈旋轉都在書寫新的中國精度。（新華網記者 杜文杰）

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責任編輯丨孫衛亞 李虹縈

校對 | 陳婷

執行主編丨劉海草 張灝然