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背景介绍:国产化科研攻关

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:图3.7.1钢岔管国内抽水蓄能电站790MPa级高压钢岔管的制造方式主要是国外整体承包,采用进口钢材和配套的焊接材料,由国外公司进行设计和制造。三峡集团组织科研团队采取产学研用协同攻关的方式,突破冶炼和轧制技术瓶颈,研制成功了790MPa级高强钢及配套焊接材料,并提出了其制造标准和产品出厂检验标准,实现了大HD值790MPa级钢岔管原材料国产化的目标。图3.7.2钢岔管结构图表3.7.1钢岔管外形尺寸

呼蓄电站引水系统采用“一管两机”布置方式,两条压力管道采用斜井布置,相互平行。主管直径为5.40m~4.60m,支管直径3.20m、2.00m,全部为钢板衬砌。分别在距厂房上游边墙65.00m和50.00m处布置2个高压钢岔管,如图3.7.1所示,岔管安装中心高程1280.00m。2个岔管体形尺寸完全相同,采用对称Y形内加强月牙肋型结构,岔管主管直径4.60m,支管直径3.20m,主锥长1.93m,支锥长3.91m,公切球直径5.20m,分岔角70°,岔管壁厚70mm,肋板厚140mm。钢岔管设计内水压力为9.06MPa,采用790MPa级高强钢板制造,HD值为4140m·m,HD值达到了世界先进技术水平。

图3.7.1 钢岔管

国内抽水蓄能电站790MPa级高压钢岔管的制造方式主要是国外(特别是日本)整体承包,采用进口钢材和配套的焊接材料,由国外公司进行设计和制造。此前的大型钢岔管如北京十三陵抽水蓄能电站、山西西龙池抽水蓄能电站、河北张河湾抽水蓄能电站、江苏宜兴抽水蓄能电站及目前的江苏溧阳抽水蓄能电站等,均采用国外钢材和焊材且由国外厂家制作。根据施工总进度计划,2010年11月对引水系统压力钢管所需的790MPa级高压钢岔管进行公开招标,开标结果未达到中国长江三峡集团公司(以下简称“三峡集团”)的经济技术要求,日本三菱重工制造的钢岔管报价5100多万人民币,比同类型的西龙池抽水蓄能电站钢岔管价格高近2000万元,而国内生产厂商的技术指标又达不到工程设计要求。倒逼我们思考一个问题,水电装备如果依赖进口,不但价格极其昂贵,而且严重制约了国内水电工程建设,尤其是高水头电站及抽水蓄能电站的健康发展,为排除外部因素制约,实现国产化替代已刻不容缓。

三峡集团秉承“中国装备、装备中国”的理念,将发展民族工业和引领行业技术发展为己任,组织专家对高压钢岔管的设计、制造、运行工况进行了全面的调研,科学研究分析了高压钢岔管的关键技术和技术难点。高压钢岔管关键技术为:岔管的整体制造分割方案、岔管水力学特性计算分析、明管和埋管状态下有限元计算分析、制造过程中的瓦片成形、整体组装后的外形尺寸、焊接技术、水压试验方案。技术难点为:制造高压钢岔管结构本体的790MPa级高强度钢板及配套的焊接材料,在总结三峡工程600MPa级高强钢板和700MW水轮发电机组蜗壳国产化制造的成功经验基础上,提出大HD值790MPa级钢岔管国产化制造,打破国内水电站建设大HD值790MPa级钢岔管全部依赖进口的历史。(www.xing528.com)

岔管运行工况复杂,内水压力大,制造成型及焊接工艺要求高,对790MPa级高强钢板的各项力学性能和焊接性能要求高,焊接材料熔敷金属性能不低于母材的性能,并要求焊缝金属具有优良的抗氢致开裂能力。三峡集团组织科研团队采取产学研用协同攻关的方式,突破冶炼和轧制技术瓶颈,研制成功了790MPa级高强钢及配套焊接材料,并提出了其制造标准和产品出厂检验标准,实现了大HD值790MPa级钢岔管原材料国产化的目标。钢岔管结构图如图3.7.2所示,钢岔管外形尺寸见表3.7.1。

图3.7.2 钢岔管结构图(单位:mm)

表3.7.1 钢岔管外形尺寸

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