盡管距離正式投運還有幾年時間,中國剛剛揭幕了兩臺體型龐大得令人難以置信的水輪機。其外徑達6.2米,每臺重達80噸,由高強度馬氏體不銹鋼制成,并裝有21個水斗。
每臺水輪機的額定功率為500兆瓦(MW) —— 這是世界首創,但它們尚未投入實際應用。這些巨型沖擊式水輪機將安裝在位于西藏東部怒江的一條較小支流 —— 玉曲河上的大唐扎拉水電站。
從水庫到水輪機的垂直落差高達671米,這使其成為“高水頭”水電系統(指水源高于水輪機100米或以上)。巨大的重力作用使水流獲得足夠的力和速度,從而以驚人的效率驅動水輪機。加上水斗設計的改進,效率預計將從91%提升至92.6%,每天可額外發電19萬千瓦時。
大唐扎拉水電站預計每年可發電近40億千瓦時。這相當于燃燒130萬噸煤炭所產生的能量,但將減少340萬噸二氧化碳排放到大氣中。該水電站的總裝機容量將達到1000兆瓦。中國的目標是到2060年實現碳中和。
該項目由中國大唐集團有限公司承建,主體工程于2023年開工。大唐集團預計其將于2028年投入運行。這些破紀錄的水輪機本身由哈爾濱電氣集團歷時四年,使用自主研發技術建造完成。
沖擊式水輪機(大唐扎拉水電站項目采用的是佩爾頓式水輪設計)是一種通過高壓水射流沖擊水斗來驅動的水輪機。水輪機本身在空氣中運行,而非浸沒在水中。沖擊式水輪機最適合高水頭環境。考慮到水輪機需要24小時不間斷承受巨大沖擊力,因此選用了馬氏體不銹鋼,因為相比其他鋼材,它通常強度更高、更耐腐蝕。
然而,最常見的還是反擊式水輪機,例如混流式(弗朗西斯式)水輪機(三峽大壩采用的就是這種類型)。它們完全浸沒在水中,通過水壓和流動的水共同產生扭矩。
根據報道,目前中國在新水電建設方面全球領先,2024年全球新增投產的2460萬千瓦(24.6 GW)水電裝機容量中,中國占了1440萬千瓦(14.4 GW)。其中超過一半來自抽水蓄能水電(即水庫可在需要時蓄水并放水驅動水輪機)。中國的水電總裝機容量已接近4.36億千瓦(436 GW)。相比之下,美國在2024年底的裝機容量為1.031億千瓦(103.1 GW)。
大唐扎拉水電站建在玉曲河上,該河是怒江(下游稱為薩爾溫江)的支流。怒江從西藏流入緬甸,最終注入安達曼海。
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