造個“鐵棒子”咋就那麼難?

新中國成立70年來,取得了許許多多的工業成就,讓中國人逐漸挺直了腰桿。但是我們的發展過程並非一帆風順,相信很多人知道,這當中發生過許多我們中國被外國人"卡脖子"的事情。

電力是進入電氣化時代以來,人們生活必不可少的依賴。懂物理的同學們都知道,除了光伏和光熱電站之外,無論是火電、風電、水電、還是核電,都需要靠動力轉動發電機轉子,產生磁場變化,從而使導線中產生電流而發電的。

造個“鐵棒子”咋就那麼難?

而就是這樣一個類似鐵棒的發電機轉子,卻著實讓中國"難受"了一把。這是為什麼呢?

改革開放以來,中國建設和發展規模越來越大,對用電的需求也飛速提升。據國家統計局統計,從2000年到2016年間,全國用電量增加了3.7倍,飛速成為世界第一!如此快速的用電增長,需要發電企業投入更多設備來滿足全國供電需求。按照性價比來計算,單臺大型發電機比多臺小型發電機要划算得多,發電效率也強得多。那麼單臺發電機能作到多大呢?

當今的發電機,尤其是水電與核電設備,單機容量動輒可達上百萬千瓦(參考白鶴灘水電站和"華龍一號"核電機組)。要知道,一臺3匹的家用空調,其功率不到3千瓦,這樣一臺發電機組滿負荷運轉提供的電力,可同時驅動30多萬臺這樣的空調運行!這些空調如果每隔一米擺上一臺,足以佔滿30個標準足球場!而驅動這麼多空調同時運行的發電機,在運轉時產生的巨大扭力,全部都集中在發電機的轉子上!

如此龐大的力量,即便是神話小說《西遊記》中孫悟空使用的一萬三千五百斤的金箍棒,也是承受不住的。因為以唐代的度量標準,金箍棒大致有9噸重,而現在的發電機轉子非上百噸重的鋼鐵不能勝任。並且單憑澆築出來的鋼鐵,強度根本不夠!

正如在鑄造刀劍時,要對鋼鐵反覆錘打,才能讓它足夠的緻密結實。這幾百噸的鋼錠,也是要反覆錘打,才能將其中間的縫隙砸實,滿足強度要求。然而什麼樣的"錘子"能捶打幾百噸重的鋼錠呢?並且這種錘打併不是"一通亂錘",對加工精度也有很高的要求。如果加工強度不達標,在巨大的力量下,發電機轉子就會產生變形,甚至完全斷裂,從而發生嚴重的安全事故!

造個“鐵棒子”咋就那麼難?

就在十年前,中國因為設備和技術實力不足,百萬千瓦核電發電機轉子,還必須完全依賴進口。據中國一重集團有限公司首席科學家王寶忠回憶,當時一個大型發電機轉子的進口價格,換算成人民幣將近需要一個億!並且,即便花高價買上這一根"鐵棒",也要等上幾年才能收到貨!

建設發展時不我待!要花大價錢再等上好幾年,中國人可沒那麼既有錢又悠閒。好在中國一重集團在2006年建成投產了當時世界最先進的"鐵匠錘"——15000噸自由鍛造水壓機。這臺水壓機不僅解決了500噸以上鐵錠的鍛造,也將精度控制在了毫米級。

正是在這臺15000噸水壓機的協助下,科學家們解決了百萬千瓦發電機轉子自主化的核心鍛造問題。2011年,我國首個百萬千瓦核電常規島發電機轉子研製成功,使這一部件的價格一下降低了三分之二!

造個“鐵棒子”咋就那麼難?

如今,中國一重通過這把"大鐵錘"15000噸的力量,已經"錘打"出數不勝數的大批國之重器。在2019年1月23日陝西衛視播出的《國之自信》之《中國重器的力量》節目中,中國一重集團有限公司首席科學家王寶忠帶觀眾真正領略了一番中國重工業的震撼力量。


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