東方電機廠研制的330機組轉(zhuǎn)輪

對確定使用東電提交的《四葉片、11米直徑水輪機A30轉(zhuǎn)輪，單機容量17萬千瓦，最低使用水頭6.3米，最高使用水頭27米》方案，其中相關(guān)細節(jié)，原長辦機電專家黃源芳先生，曾寫過溫馨的回憶一一

暮年黃源芳

1970年7月30 日開始直到8月30 日，整整一個月，我把宜昌工地的要求和工廠里的設(shè)計工作緊密結(jié)合，我和技術(shù)連的王榮昌一道，從機組總體設(shè)計開始，一步步落實。我們一起首先到水輪機模型試驗班討論初選A30轉(zhuǎn)輪模型資料，又一起下到重型加工車間討論大型環(huán)形部件頂蓋、座壞的加工，一起到工藝和強度計算班討論轉(zhuǎn)輪葉片和轉(zhuǎn)輪體的強度加工工藝以及15錳鉬鋇釩銅新材抖的性能，一起趕火車去過成都鐵路局討論最大運輸部件即水輪機不能分半的部件——轉(zhuǎn)輪體的運輸方案。

在技術(shù)連，大大小小的討論會開過多少次，已記不清。一個月緊張有序的工作，結(jié)論只有一句話： 葛洲壩轉(zhuǎn)輪直徑11.0米的單機客量17萬千瓦的轉(zhuǎn)槳式機組，是可以在東方電機廠設(shè)計、制造出來，并可以通過鐵路運到湖北宜昌葛洲壩電站的。就像長江和嘉陵江匯流處一樣，觀點明確，清濁分明。

1970年8月29 日， 我們共同寫出《長江葛洲壩水電站水輪機選型的初步意見》，8月30日打印成文件。8月31日我離開德陽原路趕回宜昌。這是迄今世界上最大尺寸的水輪機第一份正式文件，署名的是 “一機部東方電機廠1970年8月30日”。實際上，原來署名是考慮合署 “一機部東方電機廠”、“湖北省鄂西水電工程指揮部”或 “長江流域規(guī)劃辦公空”，但最終應(yīng)我的要求取消了。

理由也很簡單，我只是普普通通的一名技術(shù)員，由于當(dāng)時的通信條件，“初步意見”沒法及時得到主管單位領(lǐng)導(dǎo)的批示。再者我心里也不夠踏實，不能肯定如果他們看到了這個文件，會不會認為我們是頭腦發(fā)熱，甚至是發(fā)瘋了：水電龍頭老大蘇聯(lián)轉(zhuǎn)槳式水輪機才做到直徑8米、9.3米，低水頭的蘇聯(lián)薩拉托夫電站運行的是世界上錄大尺寸10.3米的水輪機，而當(dāng)時國內(nèi)還沒有制成直徑8米的水輪機呃！“初步意見”卻振振有詞說，超過蘇聯(lián)大型水輪機的、110米直徑的葛洲壩水輪機能制造出來，誰會相信？也是為了不惹火燒身，留有退路，我說就署東方電機廠自己吧！

圖示：面對330機組轉(zhuǎn)輪模型，東電人信心滿滿

東方電機廠將這份文件上報一機部，我則帶上這份打印和蓋上東方電機廠大印的文件趕回宜昌，向鄂西水電工程指揮部匯報。于是這份機組設(shè)計的成果就作為當(dāng)時葛洲壩樞組布置和決定工程規(guī)模的依據(jù)。

這個工程設(shè)計方案，就是單機容量17萬千瓦，裝機12臺，總裝機容量204萬千瓦，也就是用于上報的鄂西水電工程指揮部編制的葛洲壩工程初步設(shè)計報告的工程方案，也是隨后由湖北省革委會和武漢軍區(qū)上報毛主席、中央、國務(wù)院“關(guān)于擬建長江宜昌葛洲壩水利樞紐工程的請示報告”中的工程方案。

……當(dāng)年爭議最激烈的是用A30轉(zhuǎn)輪模型，選用11.0米直徑，機組能否發(fā)出17萬千瓦的電量？4個葉片的轉(zhuǎn)輪能否在27米運行？沈陽鑄造所的新材料15錳鉬釩銅是否可來澆鑄葉片？討論是熱烈的，有時發(fā)展成幾十個人的大辯論。爭論的焦點是‘2050’ 這個水輪機選用的單位流量數(shù)字，這是保證達到17萬千瓦的關(guān)鍵。A30是哈爾濱電機廠開發(fā)的水輪機試驗?zāi)Ｐ?，有比較好的性能，東方電機廠用的是A30的試驗成果資料。 東電當(dāng)初大部人員來自哈電，東電和 哈電既是親兄弟又是競爭對手，有著千絲萬縷的關(guān)系。

330機組轉(zhuǎn)輪

東電在17萬千瓦機組前期工作中又已先拔頭籌，‘聯(lián)合設(shè)計’又在四川，激烈的辯論除了技術(shù)上的爭議外，還有點擺不到桌上的‘意識形態(tài)’問題。東電爭論說，只要A30資料可靠，用2050就沒有問題，17萬千瓦就有保證。哈電則爭論說，東電選用的參數(shù)冒了。在工程技術(shù)問題上，來不得一點虛假，這是作為工程師的職業(yè)道德。哈電后來經(jīng)過對試驗資料的核對，找出了原因，澄清了他們(指哈電)在用手工繪制A30試驗成果時錯畫了一個方格，使提出的試驗資料的單位流量數(shù)字偏大了。經(jīng)過爭論，澄清了問題，統(tǒng)一了認識。為更有把握保證17萬千瓦機組容量，水輪機轉(zhuǎn)輪直徑由11.0米增加到11.3米，機組轉(zhuǎn)速每分鐘46轉(zhuǎn)。經(jīng)過兩個月聯(lián)合設(shè)計，完整的一套17萬千瓦機組擴大初步設(shè)計的成果完成了?！?/p>

經(jīng)過充分論證，專家們說：“22.5萬千瓦機型”方案加工難度太大。東電最大立車加工能力僅15米，哈電最大立車加工能力19米。兩廠家最大吊車起重能力只有250噸，與鐵門電站17.8萬千瓦機組相比，懸殊太大。為了萬無一失，兩部會議決定：選用“17萬千瓦”機組方案，由東電生產(chǎn)兩套17萬千瓦大機作為試驗性機組，最高水頭限制用到23米，由哈電和哈爾濱大電機研究所重新研制5個葉片的小型機組。

葛洲壩一期工程全貌

葛洲壩電站最高水頭為27米，按照常規(guī)選型原則，一般認為四個葉片轉(zhuǎn)輪，當(dāng)材料采用普通鋼種時，最高水頭在23米以下，只能考慮五個葉片以上的轉(zhuǎn)輪型號，才能滿足運行要求。而五個葉片以上的轉(zhuǎn)輪，輪轂比較大，當(dāng)水輪機直徑到10米左右時，轉(zhuǎn)輪體尺寸已達到了鐵路運輸?shù)臉O限尺寸。就是由于這個原因，采用五葉片水輪機轉(zhuǎn)輪只能做到10.2米，單機出力只有12.5萬千瓦，電站的總裝機容量降低。這樣就使電站裝機臺數(shù)增加，廠房長度增大，使水工布置困難，電站總裝機容量受到限制，不能充分應(yīng)用長江水利資源。而葛洲壩電站卻希望裝機臺數(shù)盡量少，單機出力大，多發(fā)電。為滿足工程布置要求，機組尺寸盡量做大些。

為了使葛洲壩電站獲得最大的電能效益，生產(chǎn)更大的機組，使設(shè)計達到先進合理、經(jīng)濟、好用。經(jīng)過大量科學(xué)試驗、數(shù)據(jù)分析，反復(fù)論證制造的可行性，最終王榮昌大膽提出了設(shè)計、制造轉(zhuǎn)輪直徑為11.3米、單機容量為17萬千瓦，最高使用水頭為27米，輪轂比為0.4的四個葉片的軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機方案。

擬方案難，落實方案更難。由于17萬千瓦水輪機的尺寸已居世界首位，甚至已經(jīng)超過了東電廠和兄弟廠生產(chǎn)設(shè)備的能力，在研制過程中，如果稍有疏忽，就會釀成重大浪費，甚至制造不出來，影響整個工程的進度。在當(dāng)時這可是個 “政治任務(wù)”,王榮昌曾對妻子說過，如果干不好這臺機，最壞的結(jié)果可能是坐牢。

在研制過程中，17萬千瓦機組上采用了許多新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)，其中最關(guān)鍵的問題就是落實采用四個葉片的轉(zhuǎn)輪型號。最高使用水頭達27米，單機容量17萬千瓦，使用參數(shù)達到和超過了國內(nèi)外當(dāng)時的水平。有人因翻遍國內(nèi)外相關(guān)資料，沒有找到先例，就對設(shè)計下了“頭腦發(fā)熱、異想天開”等結(jié)論。王榮昌堅信要創(chuàng)新，就必須要冒點風(fēng)險。只要是尊重科學(xué)，以數(shù)據(jù)為依據(jù)，重視經(jīng)驗，但不受經(jīng)驗束縛，人家能干的，我們也要干，人家沒有干的，我們也要干，為此，這些為了實現(xiàn)歷史使命的東電科研人員，在全國科研單位的協(xié)作下開展了大量科學(xué)試驗。

三峽試驗壩：陸水水利樞紐工程

在湖北陸水電站進行了17萬千瓦水輪機轉(zhuǎn)輪的中間模擬試驗，經(jīng)受了25.6米水頭的考驗，突破了國內(nèi)外認為四個葉片轉(zhuǎn)輪最高水頭只能用到23米的界限，為17萬機組創(chuàng)造了國內(nèi)外沒有的經(jīng)驗。