2022年12月20日,在建规模世界第一、装机规模全球第二大水电站金沙江白鹤滩水电站最后一台机组顺利完成72小时试运行,正式投产发电。至此,白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组全部投产发电,标志着世界最大清洁能源走廊在长江之上全面建成。
白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内,是实施“西电东送”的国家重大工程,是当今世界在建顶级规模、技术难度最高的水电工程。
白鹤滩水电站工程规模巨大,地质条件复杂,工程地处金沙江干热河谷地带,综合技术难度位居世界第一。电站左右两岸共布置16台单机容量100万千瓦水轮发电机组,是目前世界上单机容量最大的水轮发电机组。
金沙江上,白鹤滩水电站与已建成的乌东德、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等6座世界级巨型梯级电站构建了世界最大清洁能源走廊,总装机容量相当于3个三峡电站的装机容量。6座巨型电站联合调度、协同运行,年均发电量达3000亿千瓦时,可有效缓解华中、华东地区及川、滇、粤等省份的用电紧张局面,为“西电东送”和电网安全稳定运行发挥重要支撑作用。
白鹤滩水电站全部建成投产后,年均生产640余亿度电的清洁能源,每年可节约标准煤约1968万吨,减少排放二氧化碳约5160万吨、二氧化硫约17万吨、氮氧化物约15万吨,能有效改善我国能源结构、减少大气污染物和温室气体排放,节能减排效益显著。
白鹤滩水电站强劲的清洁电能将通过“白鹤滩江苏”“白鹤滩浙江”两条特高压直流工程直送江浙两省,为长三角经济发展注入绿色动力。
白鹤滩送江苏800千伏特高压输电工程,止于江苏省苏州,途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏5省(市),线千米。白鹤滩浙江800千伏特高压直流输电工程,止于浙江杭州,线年整体投运。
据中国三峡集团白鹤滩水力发电厂厂长刘海波介绍:百万机组所发出的电能,通过出线场向外输送到送端的换流站,通过升压和换流,就转变成了正负800千伏的特高压直流,特高压直流的输送线路,就像一条西电东送的高速公路,实现了白鹤滩的电能安全高效低损耗地输送到了对端的江苏和浙江的用户。
作为长江上游的干流河段,金沙江全长3479公里,天然落差达5100米,占长江干流总落差的95%,水能资源蕴藏量达1亿千瓦。金沙江下游河段,是金沙江水能富藏的“黄金河段”,三峡集团在这里梯级滚动开发了乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四个巨型电站。
三峡水电站和白鹤滩水电站,作为两个发电量接近的电站,形状看起来却完全不同。三峡大坝是一条笔直的大坝,两侧很宽,又矮又长,横截面是一个直角梯形。而白鹤滩大坝则看起来又薄又高,犹如一弯新月镶嵌在河谷之中。是什么造成了这种区别呢?
水坝的两侧水压不均,上游压力大,下游压力小。随着两侧水高度差的增加,这种压力差往往能达到十几个大气压之多。水坝要想正常工作,就必须平衡这一巨大的压力差。其中,重力坝是依靠坝体自重产生的压力来抵消水压力的,而拱坝则是借助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体。
相对而言,重力坝的结构冗余度较大,因此比较安全可靠,耐久性好,可以抵抗渗漏。对于三峡采用重力坝的坝体模式是十分科学的。尤其是长江在三峡段的江面十分宽阔,两侧也缺乏足够坚固的基岩可以传力,重力坝恰好可以应对这样的环境。
不过,对于白鹤滩水电站这样的大坝,重力坝的模式就显得不合时宜了。白鹤滩水电站的落差很大,重力坝要想承担这么高的压力差,所需要的大坝体积将会极其惊人。这既造成极大的材料浪费,拖延工期,而且也对地基造成了巨大的压力。
采用拱坝模式则大幅度的提升了坝体的利用效率,让大坝的每一处都能均匀受力,也非常大程度上减轻了地基的压力。此外,由于金沙江白鹤滩处水面狭窄,两侧的山体比较坚实,恰好能够承担拱坝传递过来的水压力。
在各种拱坝形式中,白鹤滩大坝属于形式最为科学的一类,叫做“双曲拱坝”。它的坝体为双曲面,受力模式最为科学,可以使拱坝的厚度减小、坝高增大。尤其是对于白鹤滩这样的V形河谷,可以轻松又有效地节省坝体材料,同时提高安全性。
2010年,此时的金沙江奔流于悬崖峭壁之间,没有阻绝,两岸山体还是原始状态。
2015年,这样一个时间段两岸已经很“热闹”了,原本险峻陡峭的山崖布满了四通八达的施工道路和临时建筑;施工期间承担过流任务的导流洞也已然浮现在了金沙江两岸,预示着很快这里就将发生更大的变化。
2016年,随着工程截流,卫星图的变化越来越明显,其中最大的变化就是金沙江里出现了一整片施工场地,大坝和水垫塘即将出现在这里。
2017年4月,大坝真正开始启动浇筑,从卫星图上能够正常的看到这座特高拱坝成长的过程。
在2017年到2021年的卫星图中,大坝是绝对的“主角”,它如奇迹一般拔地而起,逐渐成长为横亘在金沙江上的雄伟建筑。
如今,白鹤滩水电站成功蓄水至825米,呈现出高峡平湖的壮美景象,积攒了巨大能量的江水通过两岸山体内的引水管到达发电机组,冲击水轮机叶片旋转带动发电机转动,从而发出清洁、绿色的电能。
白鹤滩水电站工程规模巨大,地质条件复杂,工程地处金沙江干热河谷地带,综合技术难度位居世界第一,主要技术指标创6项世界第一。
白鹤滩水电站工程左右岸各安装8台百万千瓦的水轮发电机组。单台机组高50米,重达8000多吨,重量与埃菲尔铁塔相当。每台机组运转一个小时发出一百万度电,可满足一家人400年的用电。
白鹤滩水电站工程设计有8个圆筒式尾水调压室,直径42到49米,直墙高度为77到92米,为世界上已建水电工程中直径、高度最大的尾水调压室。
地下洞室开挖量2500万立方米,体量足够建起十座胡夫金字塔。由400多条洞室组成,总长度达217公里。
白鹤滩混凝土结构抗裂安全系数超过2.0,大坝长期承受1650万吨世界第二大水推力,相当于1.5万个“长征五号”火箭的推力。
为了确保万年一遇特大洪水工程安全要求,建造了三条世界顶级规模的无压泄洪洞。泄洪洞群实现快速下泄洪水,好比为洪水修建3条高速公路,最高达到47米每秒,相当于170公里每小时,15分钟就能灌满一个西湖。
白鹤滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝,“双曲”的意思是在横向和竖向都是曲线层楼高。白鹤滩大坝全坝应用低热水泥混凝土,低热水泥混凝土总量800多万立方米,是三座胡夫金字塔体量。
4月20日在岫岩满族自治县黄岭村映山红景区拍摄的映山红。在辽宁省岫岩满族自治县黄岭村映山红景区,近千亩映山红竞相开放。
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