造个“铁棒子”咋就那么难?

新中国成立70年来,取得了许许多多的工业成就,让中国人逐渐挺直了腰杆。但是我们的发展过程并非一帆风顺,相信很多人知道,这当中发生过许多我们中国被外国人"卡脖子"的事情。

电力是进入电气化时代以来,人们生活必不可少的依赖。懂物理的同学们都知道,除了光伏和光热电站之外,无论是火电、风电、水电、还是核电,都需要靠动力转动发电机转子,产生磁场变化,从而使导线中产生电流而发电的。

造个“铁棒子”咋就那么难?

而就是这样一个类似铁棒的发电机转子,却着实让中国"难受"了一把。这是为什么呢?

改革开放以来,中国建设和发展规模越来越大,对用电的需求也飞速提升。据国家统计局统计,从2000年到2016年间,全国用电量增加了3.7倍,飞速成为世界第一!如此快速的用电增长,需要发电企业投入更多设备来满足全国供电需求。按照性价比来计算,单台大型发电机比多台小型发电机要划算得多,发电效率也强得多。那么单台发电机能作到多大呢?

当今的发电机,尤其是水电与核电设备,单机容量动辄可达上百万千瓦(参考白鹤滩水电站和"华龙一号"核电机组)。要知道,一台3匹的家用空调,其功率不到3千瓦,这样一台发电机组满负荷运转提供的电力,可同时驱动30多万台这样的空调运行!这些空调如果每隔一米摆上一台,足以占满30个标准足球场!而驱动这么多空调同时运行的发电机,在运转时产生的巨大扭力,全部都集中在发电机的转子上!

如此庞大的力量,即便是神话小说《西游记》中孙悟空使用的一万三千五百斤的金箍棒,也是承受不住的。因为以唐代的度量标准,金箍棒大致有9吨重,而现在的发电机转子非上百吨重的钢铁不能胜任。并且单凭浇筑出来的钢铁,强度根本不够!

正如在铸造刀剑时,要对钢铁反复锤打,才能让它足够的致密结实。这几百吨的钢锭,也是要反复锤打,才能将其中间的缝隙砸实,满足强度要求。然而什么样的"锤子"能捶打几百吨重的钢锭呢?并且这种锤打并不是"一通乱锤",对加工精度也有很高的要求。如果加工强度不达标,在巨大的力量下,发电机转子就会产生变形,甚至完全断裂,从而发生严重的安全事故!

造个“铁棒子”咋就那么难?

就在十年前,中国因为设备和技术实力不足,百万千瓦核电发电机转子,还必须完全依赖进口。据中国一重集团有限公司首席科学家王宝忠回忆,当时一个大型发电机转子的进口价格,换算成人民币将近需要一个亿!并且,即便花高价买上这一根"铁棒",也要等上几年才能收到货!

建设发展时不我待!要花大价钱再等上好几年,中国人可没那么既有钱又悠闲。好在中国一重集团在2006年建成投产了当时世界最先进的"铁匠锤"——15000吨自由锻造水压机。这台水压机不仅解决了500吨以上铁锭的锻造,也将精度控制在了毫米级。

正是在这台15000吨水压机的协助下,科学家们解决了百万千瓦发电机转子自主化的核心锻造问题。2011年,我国首个百万千瓦核电常规岛发电机转子研制成功,使这一部件的价格一下降低了三分之二!

造个“铁棒子”咋就那么难?

如今,中国一重通过这把"大铁锤"15000吨的力量,已经"锤打"出数不胜数的大批国之重器。在2019年1月23日陕西卫视播出的《国之自信》之《中国重器的力量》节目中,中国一重集团有限公司首席科学家王宝忠带观众真正领略了一番中国重工业的震撼力量。


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