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2022-04-08

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????????6月28日上午9點36分，白鶴灘水電站首批機組正式投產(chǎn)發(fā)電，標志著我國大型水電工程建設完成從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的歷史性跨越。白鶴灘水電站單機容量100萬千瓦，位居全球第一。此外，其還創(chuàng)造了地下洞室群規(guī)模、無壓泄洪洞群規(guī)模、圓筒式尾水調(diào)壓井規(guī)模、300米級高壩抗震參數(shù)、300米級特高拱壩全壩使用低熱水泥混凝土等多個世界之最。

高質(zhì)量低熱水泥解決大壩世界性修建難題

????????眾所周知，大壩是由一罐罐混凝土“投喂”長大的。在混凝土硬化期間，水泥因化學反應會放出大量水化熱，因為“熱脹冷縮”原理，不斷擴張的內(nèi)部將在表面產(chǎn)生張力（想象吹氣球的畫面），充當著裂縫產(chǎn)生的“先天條件”。白鶴灘干熱河谷有兩處“特產(chǎn)”：一是高溫，二是大風。二者疊加，很快帶走表面水分，又為裂縫提供了優(yōu)渥的“后天條件”。為了實現(xiàn)無縫目標，建設者從原料開始，就已經(jīng)在和裂縫“斗智斗勇”了。

????????白鶴灘大壩所用的低熱水泥大有來頭，這是我國自主研制的新型特種水泥——低熱硅酸鹽水泥。和普通中熱水泥相比，它的絕熱升溫可降低5～10℃，對大體積混凝土降低溫度應力非常有利。

????????同時，白鶴灘水電站位于一二級階梯的交界處，這里也是青藏高原的邊界地帶，地質(zhì)活動頻發(fā)，是地震的高發(fā)地段。為了防止地震給水電站造成傷害，白鶴灘水電站從修建的時候開始，就是奔著最高抗震等級來的。工程師使用這種新型水泥，結合周圍的花崗巖，進行設計，將大壩的抗震等級，修到了世界第一的程度。也就是說，除非發(fā)生那種滅絕性的地震，不然白鶴灘是不會倒塌的。而工程師們的創(chuàng)新，也讓其成為了世界上第一座使用低熱硅酸鹽水泥建造的水電站。為此后的電站修建提供了數(shù)據(jù)支持。

單機容量100萬千瓦位居全球第一

????????水電站一般包括由擋水、泄水建筑物形成的水庫和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機電設備等。水庫的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動水輪發(fā)電機組發(fā)出電能，再經(jīng)升壓變壓器、開關站和輸電線路輸入電網(wǎng)。

????????而白鶴灘水電站安裝的水輪發(fā)電機組單機容量為百萬千瓦，是世界上單機容量最大的水輪發(fā)電機組。左右兩岸對稱分布的16臺機組，共同構成了白鶴灘水電站的強勁“心臟”。

????????百萬千瓦機組是什么概念？“按照我們的計算，轉(zhuǎn)輪每轉(zhuǎn)一圈可發(fā)電約150度，相當于一個普通家庭一個月的用電量。單臺機組每分鐘就能發(fā)電近1.7萬度。”中國三峽集團白鶴灘工程建設部主任汪志林說。

????????這樣一臺機組，直徑16.2米、高達50米，轉(zhuǎn)子重量接近2000噸，高速旋轉(zhuǎn)起來后機身依然平穩(wěn)得幾乎感受不到振動，甚至可以立起一枚硬幣。一些指標要以0.01毫米的精度來考量。這樣的難度已超越世界上現(xiàn)有機組，沒有任何參照，自主創(chuàng)新。

????????三峽大壩的總發(fā)電量位居世界第一，其單個發(fā)電機的功率是70萬千瓦。白鶴灘只有8臺發(fā)電機，在數(shù)量上趕不上三峽，總發(fā)電量也更弱。然而，它的單個發(fā)電機的功率，全部都在100萬千瓦以上，這也是世界上最大的單機功率?？梢哉f，白鶴灘水電站真正做到了小而精。

????????這樣強大的發(fā)電效率也讓白鶴灘水電站在發(fā)電的時候，成為了名副其實的“印鈔機”，每天產(chǎn)生的電量價值上千萬。專家進行過評估，雖然白鶴灘水電站投入了1800億，但是憑借它的工作效率，可以在12年的時間收回成本。

????????水電站的發(fā)電原理：水的落差在重力作用下形成動能，從河流或水庫等高位水源處向低位處引水，利用水的壓力或者流速沖擊水輪機，使之旋轉(zhuǎn)，從而將水能轉(zhuǎn)化為機械能，然后再由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生交流電。

????????我們的白鶴灘水力發(fā)電站就是堤壩式水力發(fā)電站。它是通過建設水壩來提高水頭，獲取水體的重力勢能來發(fā)電的一種發(fā)電形式。

? ? ? ??水力發(fā)電是我們國家的主要發(fā)電形式之一，在我國的能源結構中占有極其重要的地位。白鶴灘水電站的建設為中國社會提供大量源源不斷的清潔能源，促進了國家社會經(jīng)濟進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]華西都市報 全球單機容量最大的白鶴灘水電站是如何發(fā)電的？

[2]百度百科 白鶴灘丨原來是這樣?。　切┢嫫婀止值男淖兂闪诵≠潎@

[3]百度百科 水力發(fā)電的原理是什么？主要種類有哪些？白鶴灘水電站

撰 稿 人：科技協(xié)會科創(chuàng)部??? ??劉戀 唐雪欣 劉鑫禹

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