白鶴灘水電站是全球在建規(guī)模最大、裝機規(guī)模世界第二（僅次于三峽電站）的水電站，裝機16臺單機額定容量100萬千瓦總計1600萬千瓦水輪發(fā)電機組。2014年，通過公開招標(biāo)方式，我國的東方電氣集團有限公司和哈爾濱電氣集團有限公司在與多家國際著名發(fā)電設(shè)備制造廠商的同臺競爭中勝出，分別承接了白鶴灘水電站左岸電站和右岸電站各8臺套水輪發(fā)電機組及其附屬設(shè)備的研發(fā)和制造。
? 從2014年簽訂合同，到2020年6月21日第一臺水輪機轉(zhuǎn)輪在白鶴灘左岸電站廠房中吊裝成功，世界第一臺百萬千瓦水輪發(fā)電機組總裝的序幕歷經(jīng)6年之久終于拉開。對于廣大百姓而言，從新聞媒體中看到的這一報道可能只是像我國的其他重大建設(shè)成果那樣感到興奮和自豪，但對這背后的艱難歷程并不太了解。這種百萬千瓦的水電機組是世界上第一次研制，沒有成功的經(jīng)驗可以借鑒，對此有人形容為我國率先進入了百萬千瓦級別巨型水電機組研制的“無人區(qū)”和“深水區(qū)”，研制的過程中要克服不少世界級的技術(shù)難題，其中的艱難一言難盡。
? 白鶴灘電站機組為中高水頭（額定水頭超過200米）的混流式水輪發(fā)電機組，將水輪機的轉(zhuǎn)輪比喻為這種水輪發(fā)電機組的“心臟”十分形象。像巨型水電機組這樣的現(xiàn)代大型機電設(shè)備的制造加工過程需要用到巨大的廠房、大量的重型加工設(shè)備和先進的高精度數(shù)控機床，其加工制造場面和過程十分壯觀宏大，用時髦的語言來形容甚至可以說是“魔幻”，只是很多人無緣看到這樣的加工場面，在此我用這個轉(zhuǎn)輪的加工過程來揭開“冰山的一角”。當(dāng)然，這其中涉及的深奧專業(yè)技術(shù)問題不是只言片語能夠說清楚的，但不妨讓我們以“吃瓜群眾”的身份去“圍觀”一下：
? 從2014年簽訂合同，到2020年6月21日由東方電氣集團有限公司制造的第一臺水輪機轉(zhuǎn)輪在白鶴灘左岸電站廠房中吊裝成功，世界第一臺單機額定容量100萬千瓦水輪發(fā)電機組總裝的序幕歷經(jīng)6年之久終于拉開。
這是我珍藏的三峽水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)輪模型，系多年前參加三峽工程建設(shè)的珍貴紀(jì)念。銘牌上標(biāo)有三峽水輪轉(zhuǎn)輪的直徑、高度以及重量。
? 這是三峽工程展覽館中展出的三峽電站混流式水輪發(fā)電機組電動模型，雖然白鶴灘的機組在結(jié)構(gòu)尺寸方面與其有點差異，但工作原理和設(shè)備構(gòu)成是一樣的。
這是白鶴灘水輪發(fā)電機組的水輪機部分，其中的橘黃色部件就是水輪機的轉(zhuǎn)輪。
這是水輪機轉(zhuǎn)輪的三維立體圖，由上到下主要由上冠、葉片、下環(huán)等部分組成。轉(zhuǎn)輪的設(shè)計十分復(fù)雜，是多學(xué)科專業(yè)知識綜合運用的成果。
這是轉(zhuǎn)輪葉片的三維立體效果圖，形狀看起來是不是很復(fù)雜呀！這是用專用軟件經(jīng)過很多次的精心設(shè)計和計算得到的結(jié)果。
這是采用五軸聯(lián)動數(shù)控機床對轉(zhuǎn)輪葉片型面及焊接坡口加工。轉(zhuǎn)輪葉片是雕塑曲面體，為了保證加工精度和質(zhì)量，在加工過程中采用國際上最先進的激光跟蹤儀進行及時測量。
用于轉(zhuǎn)輪葉片的五軸數(shù)控加工涉及到計算機輔助設(shè)計三維造型技術(shù)、計算機模擬及仿真加工技術(shù)、五軸聯(lián)動加工機床仿真及后置處理等，是現(xiàn)代機械加工中“皇冠上的珍珠”，也是“國之重器”。
白鶴灘水輪機轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)外形尺寸巨大，對強度和剛度有很高的要求，需要采用抗空蝕及抗磨性能良好和焊接性能好的材料進行制造，葉片及上冠、下環(huán)均采用特殊不銹鋼材料，采用電渣熔鑄或VOD精煉鑄造。這是我國某重型機械制造廠正在進行轉(zhuǎn)輪部件鑄造的情形。
每個轉(zhuǎn)輪有15個葉片，這是在廠房中等待加工的轉(zhuǎn)輪葉片。
白鶴灘水輪機轉(zhuǎn)輪尺寸已超過運輸限制，因此轉(zhuǎn)輪將采用上冠，葉片和底環(huán)在制造廠內(nèi)分別加工，散件通過公路運到工地廠房，組焊成整體。
轉(zhuǎn)輪包括廠內(nèi)制造和工地制造兩部份，轉(zhuǎn)輪上冠、下環(huán)、葉片鑄造成型后，在制造廠內(nèi)完成所需的檢驗與半精加工，其中葉片（包括焊接坡口）采用數(shù)控加工并拋光至圖紙要求。轉(zhuǎn)輪在工地需完成組裝、焊接、退火、鏟磨、無損檢查、機加工、靜平衡等工序，最終形成成品轉(zhuǎn)輪。
這是白鶴灘電站水輪機轉(zhuǎn)輪的主要制造工藝流程
完成了上圖的所有工藝流程和加工制造步驟后，白鶴灘電站水電機組的“心臟”便由實現(xiàn)了“浴火重生”，這是最后加工制造完成的轉(zhuǎn)輪。下一步便是用大型平板車運輸?shù)桨l(fā)電廠房中進行吊裝，最后真正成為這百萬千瓦水電機組的“心臟”。
