科技創(chuàng)新

Ⅰ由魚而“漁”的機組國產(chǎn)化

三峽工程開工之前，我國能夠設(shè)計、制造的最大水電機組的容量是32萬千瓦，國內(nèi)沒有70萬千瓦級的機組。

發(fā)電機組是三峽工程的關(guān)鍵設(shè)備，其性能和質(zhì)量的好壞直接影響到三峽工程發(fā)電效益。如果僅靠自主研發(fā)，不僅代價高，而且技術(shù)難以達(dá)到國際先進(jìn)水平，在工程進(jìn)度和質(zhì)量上還要冒風(fēng)險；如果全部依賴進(jìn)口，不僅要大幅增加成本，更重要的是難以擺脫對國外的技術(shù)依賴，永遠(yuǎn)受制于人。

為了既確保三峽工程的質(zhì)量達(dá)到一流，又不失時機地扶持民族工業(yè)，三峽工程采取了一條獨具特色的“技術(shù)路線”：一方面積極開展國際合作交流，引進(jìn)世界上已有的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品；另一方面堅持自力更生，通過引進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)，消化、吸收和再創(chuàng)新，最終實現(xiàn)三峽機組的國產(chǎn)化。

在三峽左岸14臺機組國際招標(biāo)采購中，中國三峽總公司認(rèn)真貫徹國務(wù)院作出的“技貿(mào)結(jié)合、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、聯(lián)合設(shè)計、合作生產(chǎn)”的重大決策，充分發(fā)揮業(yè)主的統(tǒng)籌和主導(dǎo)作用，在機組招標(biāo)文件中明確提出了“三個必須”：投標(biāo)者必須與中國制造企業(yè)聯(lián)合設(shè)計、合作制造；必須向中國制造企業(yè)全面轉(zhuǎn)讓核心技術(shù)，培訓(xùn)中方技術(shù)人員；中國制造企業(yè)分包份額不低于合同總價的25%，14臺機組中的最后2臺必須以中國企業(yè)為主制造。

哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司和東方電機有限責(zé)任公司作為技術(shù)受讓方，通過與國外企業(yè)聯(lián)合設(shè)計和合作生產(chǎn)，引進(jìn)、吸收了國外先進(jìn)技術(shù)并開展自主創(chuàng)新，技術(shù)水平和制造能力實現(xiàn)了跨越式提高，具備了成套設(shè)計制造70萬千瓦水輪發(fā)電機組的能力，擁有了水輪機水力設(shè)計、定子繞組絕緣、發(fā)電機空冷等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，并在三峽右岸電站12臺機組采購中，與國際水電巨頭同臺競爭，憑借自身的實力各自承擔(dān)了右岸電站4臺機組的設(shè)計制造任務(wù)，隨后拿下地下電站全部機組設(shè)計制造合同，最終實現(xiàn)了“左岸機組以國外為主、右岸機組以國內(nèi)為主、地下電站機組設(shè)計制造安裝全面國產(chǎn)化”的機組國產(chǎn)化目標(biāo)。

目前由哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司和東方電機有限責(zé)任公司自主設(shè)計、自主制造的機組運行安全穩(wěn)定，性能優(yōu)良，綜合指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。這標(biāo)志我國水電裝備制造業(yè)實現(xiàn)了重大跨越，國產(chǎn)化戰(zhàn)略取得重大成果。

實踐證明，以三峽工程為依托，通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，走出了一條以市場換技術(shù)、最終以技術(shù)占領(lǐng)市場的新路子。

1. 哈爾濱電機廠自主設(shè)計、自主制造的機組轉(zhuǎn)輪出廠 。2. 東方電機廠生產(chǎn)的水輪機轉(zhuǎn)輪運抵三峽工地。 攝影/王連生

3. 船閘高邊坡穿錨索穩(wěn)固施工。 攝影/黃正平

試運行中的三峽升船機 攝影/劉華

Ⅱ精益求精的三峽升船機

2016年9月18日，三峽工程的收官之作——三峽升船機試通航。三峽升船機是當(dāng)今世界上最大的升船機，提升總重達(dá)到15500噸，提升最大高度113米，和雙線五級船閘一樣，都屬于三峽工程的通航建筑物。船只通過船閘過壩，就像在爬五級樓梯，一般需要四個小時左右時間，而三峽升船機為過壩的客貨輪和特種船舶提供了一個大電梯，使整個過壩時間控制在四十分鐘左右。由于升船機的設(shè)計更便于機械故障、船舶事故以及地震等自然災(zāi)害發(fā)生時人員的安全疏散撤離，所以，三峽升船機既是一條快捷通道，更是一條適合客輪通行的安全通道。

我國原有大型升船機都是采用鋼絲繩卷揚提升方案，通過卷揚機纏繞或釋放鋼絲繩，升、降承船廂。但在試驗驗證中，專家發(fā)現(xiàn)，由于三峽升船機承船廂體量巨大、提升高度高，現(xiàn)有工程技術(shù)難以保證多組卷揚機在承受巨大重量的條件下保持同步平衡，確保運行安全。因此，三峽升船機改用了齒輪齒條爬升方式。

簡單來說，齒輪齒條爬升方式就是在承船廂兩側(cè)的塔柱上各安裝兩組齒條，然后在承船廂兩邊對應(yīng)的位置各安裝兩組驅(qū)動裝置，帶動四組小齒輪同步旋轉(zhuǎn)，在四組齒條上爬升或下降，從而帶動承船廂沿著齒條這條“天梯”上升和下降。

放棄鋼絲繩卷揚提升方式，采用齒輪齒條爬升方式，使升船機設(shè)計、制造、安裝難度大大增加。從1999年開始，三峽集團(tuán)多次派出專家奔赴歐洲考察各升船機項目，并與國內(nèi)外專家和廠商一道，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，破解了眾多技術(shù)難題，出色完成升船機建設(shè)。

為保證運行安全，三峽升船機配備的是經(jīng)過反復(fù)比較，被專家們一致認(rèn)定為最安全方案的“長螺母-短螺桿”鎖定裝置。

這是一套科學(xué)而復(fù)雜的系統(tǒng)，在承船廂兩側(cè)的塔柱上各安裝兩組柱狀螺母，在承船廂兩側(cè)對應(yīng)位置各安裝兩組短螺桿，短螺桿螺牙與螺母柱螺牙保持60毫米間隙。承船廂正常升降運行時，短螺桿在螺母柱里空轉(zhuǎn)。

而出現(xiàn)緊急情況時，驅(qū)動系統(tǒng)將自動停止運行，液氣彈簧動作，短螺桿與螺母柱之間的間隙逐漸消失，短螺桿螺牙與螺母柱螺牙貼合，靠螺牙之間的巨大摩擦力將承船廂鎖定在螺母柱上。

三峽升船機投入試運行后，能為部分客船、貨船和工作船提供快速過壩通道，確保旅客過壩安全，在一定程度上緩解壩區(qū)船舶擁堵狀況，有利于提高三峽樞紐的通過能力，助力沿江經(jīng)濟(jì)和長江航運發(fā)展。

游客體驗升船機過三峽大壩 攝影/楊文