12月20日

世界在建規(guī)模最大、綜合技術(shù)難度最高的

大型水電工程——

白鶴灘水電站

最后一臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電

意味著白鶴灘水電站16臺(tái)機(jī)組已全部投產(chǎn)發(fā)電

標(biāo)志著世界最大清潔能源走廊全面建成

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(nèi)，是金沙江下游四座梯級(jí)電站中的第二個(gè)梯級(jí)。白鶴灘水電站工程規(guī)模巨大，地質(zhì)條件復(fù)雜，綜合技術(shù)難度位居世界第一。水庫(kù)正常蓄水位825米，控制流域面積43.03萬(wàn)平方公里，占金沙江流域面積的91%。電站主體工程于2017年7月全面開(kāi)工建設(shè)，2021年6月28日首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。截至12月20日，白鶴灘水電站累計(jì)發(fā)電量超過(guò)530億千瓦時(shí)，主要輸送江蘇、浙江等區(qū)域，助力長(zhǎng)三角地區(qū)一體化高質(zhì)量發(fā)展。

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白鶴灘水電站創(chuàng)造六項(xiàng)世界第一

白鶴灘水電站工程規(guī)模巨大，地質(zhì)條件復(fù)雜，工程地處金沙江干熱河谷地帶，綜合技術(shù)難度位居世界第一，主要技術(shù)指標(biāo)創(chuàng)六項(xiàng)世界第一。

發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦世界第一：

左右岸各安裝8臺(tái)百萬(wàn)千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組。單臺(tái)機(jī)組高50米，重達(dá)8000多噸，重量與埃菲爾鐵塔相當(dāng)。每臺(tái)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)小時(shí)發(fā)出一百萬(wàn)度電，可滿足一家人400年的用電。

地下洞室群規(guī)模世界第一：

地下洞室開(kāi)挖量2500萬(wàn)立方米，體量足夠建起十座胡夫金字塔。由400多條洞室組成，總長(zhǎng)度達(dá)217公里。

無(wú)壓泄洪洞群規(guī)模世界第一：

為了確保萬(wàn)年一遇特大洪水工程安全要求，建造了三條世界規(guī)模最大的無(wú)壓泄洪洞。泄洪洞群實(shí)現(xiàn)快速下泄洪水，好比為洪水修建3條高速公路，最高達(dá)到47米每秒，相當(dāng)于170公里每小時(shí)，15分鐘就能灌滿一個(gè)西湖。

圓筒式尾水調(diào)壓室規(guī)模世界第一：

設(shè)計(jì)有8個(gè)圓筒式尾水調(diào)壓室，直徑42到49米，直墻高度為77到92米，為世界上已建水電工程中直徑、高度最大的尾水調(diào)壓室。

世界首次全壩使用低熱水泥混凝土：

白鶴灘水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，“雙曲”的意思是在橫向和豎向都是曲線，頂部弧線長(zhǎng)度709米，最大壩高達(dá)到了289米，相當(dāng)于100層樓高。白鶴灘大壩全壩應(yīng)用低熱水泥混凝土，低熱水泥混凝土總量800多萬(wàn)立方米，是三座胡夫金字塔體量。

300米級(jí)高拱壩抗震參數(shù)世界第一：

白鶴灘混凝土結(jié)構(gòu)抗裂安全系數(shù)超過(guò)2.0，大壩長(zhǎng)期承受1650萬(wàn)噸世界第二大水推力，相當(dāng)于1.5萬(wàn)個(gè)“長(zhǎng)征五號(hào)”火箭的推力。

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百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組是如何發(fā)電的

白鶴灘水電站的機(jī)組單機(jī)容量達(dá)百萬(wàn)千瓦，位居全球第一。重達(dá)8000多噸的龐然大物是如何發(fā)電的？發(fā)電效率如何？

白鶴灘水電站有兩個(gè)世界規(guī)模最大的地下廠房，它們位于大壩兩側(cè)的山體深處。地下廠房長(zhǎng)438米，寬34米，高88.7米，可以輕松停下13架大型客機(jī)。

今天投產(chǎn)的最后一臺(tái)百萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組，9號(hào)機(jī)組，就位于白鶴灘水電站右岸的地下廠房。機(jī)組的核心部件為轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪、發(fā)電機(jī)軸、水輪機(jī)軸，它們像“串糖葫蘆”一般“串”起來(lái)，正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)著。

從200多米高處下來(lái)的水流推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械能，機(jī)械能再帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁場(chǎng)產(chǎn)生電能，其中能量的轉(zhuǎn)換特別容易有損耗。但是我們工程師卻把這個(gè)損耗降到了最低，單位水的能量96%以上轉(zhuǎn)化為電能，可以說(shuō)做到了極致。

這些機(jī)組單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦，位居世界第一。它是一個(gè)什么概念呢？當(dāng)這臺(tái)機(jī)組每轉(zhuǎn)一圈可發(fā)電約150度，相當(dāng)于一個(gè)普通家庭一個(gè)月的用電量。運(yùn)行一個(gè)小時(shí)，就可以發(fā)出100萬(wàn)度電。

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白鶴灘水電站的電去哪里

白鶴灘水電站是實(shí)施“西電東送”的國(guó)家重大工程，強(qiáng)勁的清潔電能將通過(guò)“白鶴灘-江蘇”“白鶴灘-浙江”兩條特高壓直流工程直送江浙兩省，為長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入綠色動(dòng)力。

白鶴灘送江蘇±800千伏特高壓輸電工程，止于江蘇省蘇州，途經(jīng)四川、重慶、湖北、安徽、江蘇5省（市），線路全長(zhǎng)2080千米。白鶴灘-浙江±800千伏特高壓直流輸電工程，止于浙江杭州，線路全長(zhǎng)2140.2公里，輸電容量8000兆瓦，預(yù)計(jì)2023年整體投運(yùn)。

中國(guó)三峽集團(tuán)白鶴灘水力發(fā)電廠廠長(zhǎng)劉海波：我們百萬(wàn)機(jī)組所發(fā)出的電能，通過(guò)我們的出線場(chǎng)向外輸送到送端的換流站，通過(guò)升壓和換流，就轉(zhuǎn)變成了正負(fù)800千伏的特高壓直流，特高壓直流的輸送線路，就像一條西電東送的高速公路，實(shí)現(xiàn)了我們白鶴灘的電能安全高效低損耗地輸送到了我們對(duì)端的江蘇和浙江的用戶。

作為長(zhǎng)江上游的干流河段，金沙江全長(zhǎng)3479公里，天然落差達(dá)5100米，占長(zhǎng)江干流總落差的95%，水能資源蘊(yùn)藏量達(dá)1億千瓦。金沙江下游河段，是金沙江水能富藏的“黃金河段”，三峽集團(tuán)在這里梯級(jí)滾動(dòng)開(kāi)發(fā)了烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四個(gè)巨型電站，總裝機(jī)容量4600多萬(wàn)千瓦。目前，四個(gè)電站多年年平均發(fā)電量將達(dá)到2000多億度，約相當(dāng)于兩個(gè)三峽工程的發(fā)電量。

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發(fā)電量接近的三峽和白鶴灘水電站，

為何形狀卻大不相同？

三峽水電站和白鶴灘水電站，作為兩個(gè)發(fā)電量接近的電站，形狀看起來(lái)卻完全不同。三峽大壩是一條筆直的大壩，兩側(cè)很寬，又矮又長(zhǎng)，橫截面是一個(gè)直角梯形。而白鶴灘大壩則看起來(lái)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(cè)水壓不均，上游壓力大，下游壓力小。隨著兩側(cè)水高度差的增加，這種壓力差往往能達(dá)到十幾個(gè)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(chǎn)生的壓力來(lái)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(cè)的巖體。

相對(duì)而言，重力壩的結(jié)構(gòu)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(duì)于三峽采用重力壩的壩體模式是十分科學(xué)的。尤其是長(zhǎng)江在三峽段的江面十分寬闊，兩側(cè)也缺乏足夠堅(jiān)固的基巖可以傳力，重力壩恰好可以應(yīng)對(duì)這樣的環(huán)境。

不過(guò)，對(duì)于白鶴灘水電站這樣的大壩，重力壩的模式就顯得不合時(shí)宜了。

白鶴灘水電站的落差很大，重力壩要想承擔(dān)這么高的壓力差，所需要的大壩體積將會(huì)極其驚人。這既造成極大的材料浪費(fèi)，拖延工期，而且也對(duì)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(cè)的山體比較堅(jiān)實(shí)，恰好能夠承擔(dān)拱壩傳遞過(guò)來(lái)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(xué)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(xué)，可以使拱壩的厚度減小、壩高增大。尤其是對(duì)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(shí)提高安全性。

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俯瞰白鶴灘13年滄桑巨變

白鶴灘水電站自2010年開(kāi)始籌備建設(shè)，13年來(lái)，這座巨型水電站從無(wú)到有，經(jīng)歷滄桑變化。

從2010年拍攝的衛(wèi)星圖可以看到，此時(shí)的金沙江正奔流于懸崖峭壁之間，沒(méi)有阻絕，兩岸山體還是原始狀態(tài)。

時(shí)間來(lái)到2015年，這個(gè)時(shí)候兩岸已經(jīng)非常“熱鬧”了，原本險(xiǎn)峻陡峭的山崖布滿了四通八達(dá)的施工道路和臨時(shí)建筑；施工期間承擔(dān)過(guò)流任務(wù)的導(dǎo)流洞也已經(jīng)出現(xiàn)在了金沙江兩岸，預(yù)示著很快這里就將發(fā)生更大的變化。

2016年隨著工程截流，衛(wèi)星圖的變化更加明顯。其中最大的變化就是金沙江里出現(xiàn)了一整片施工場(chǎng)地，大壩和水墊塘即將出現(xiàn)在這里。

2017年4月，大壩正式啟動(dòng)澆筑，從衛(wèi)星圖上我們可以看到這座特高拱壩成長(zhǎng)的過(guò)程。

在2017年到2021年的衛(wèi)星圖中，大壩是絕對(duì)的“主角”，它如奇跡一般拔地而起，逐漸成長(zhǎng)為橫亙?cè)诮鹕辰系男蹅ソㄖ?/p>

如今，白鶴灘水電站成功蓄水至825米，呈現(xiàn)出高峽平湖的壯美景象，積攢了巨大能量的江水通過(guò)兩岸山體內(nèi)的引水管到達(dá)發(fā)電機(jī)組，沖擊水輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)出清潔、綠色的電能。

數(shù)說(shuō)世界最大清潔能源走廊