“我们历时数年的创新成果通过了考验！”近日，我国自主研制的天台抽水蓄能电站首台钢岔管预组装顺利通过验收，哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司（下称哈电电机）研发团队松了一口气。这是我国水电行业首次将1000兆帕级高强钢应用在相关工程中，填补了国内空白。
天台抽水蓄能电站坐落于浙江省天台县，其额定水头高达724米，位列全球之首。电站总装机容量达到1700兆瓦，配备4台425兆瓦单级混流可逆式机组，全数为哈电电机研制。以往，相关领域的核心零部件只能依赖进口，如今，通过自主创新，国内企业攻克了“卡脖子”技术难题。那么，我国1000兆帕级高强钢背后有哪些创新突破呢？
在天台抽水蓄能电站项目中，哈电电机的研发团队展示了一个“钢铁裁缝”的绝技--把1000兆帕级的超级硬钢岔管给“缝纫”起来，这活儿甚至比绣花还要精细。
研发团队不仅手艺高超，还特别能创新。他们面对的可不是一般的布料，而是硬邦邦的钢铁材料。在他们灵巧的手中，这些钢铁材料就像变魔术一样，变成了既能承受千军万马压力又能轻巧转动的钢岔管。
“钢岔管是水电站中，用于连接压力钢管主管与支管的重要结构部件，主要作用是将上游压力钢管的水输配到两台或更多机组中。”哈电电机相关负责人对中国知识产权报记者表示，1000兆帕级钢岔管是超高水头大管径水电站、超高水头抽水蓄能电站建设用战略性材料。
研发团队在项目启动之初就深知这项技术的难度和复杂性。他们面对的是一个前所未有的挑战：如何在极端的压力条件下，保证钢岔管结构的稳定性和安全性？这是一个技术难题，也是一个创新的机遇。
“团队成员们夜以继日地投入到研究中，翻阅了大量资料，进行了无数次的计算和模拟。”上述负责人表示，经过无数次的失败和重新开始，他们终于找到了问题的症结所在，并设计出了一种全新的钢岔管结构。这种结构不仅能够承受高达1000兆帕的压力，而且具有良好的稳定性和耐久性。
“先进的技术水平、成熟可靠的焊接工艺，为此次天台1000兆帕级钢岔管的焊接制造，提供了有力的技术支撑。”哈电电机相关负责人表示，与此同时，哈电电机还将4G数字化焊机群控系统应用于天台钢岔管的异地焊接管控环节，将采集到的焊接数据，实时传输回厂内服务器监控分析，实现了工地现场与厂内同质化管理，且焊接过程工艺参数全程可追溯。
在天台项目通风冷却科研攻关上，冷却组团队日夜奋战在科研前线，对比多种方案，深度挖掘天台项目通风系统潜力，通过采取多项措施、优化多个关键结构，在尺寸受限的情况下有效提升了通风系统的冷却能力，在大容量抽蓄机组通风冷却关键技术上取得了重大突破。
天台项目科研攻关，不但攻克了世界级技术难题，提升了水力研发实力和水平，而且成功打造了一支不畏艰险、敢打硬仗的队伍。
踏入哈电电机的一间实验室，各类色彩斑斓的电机模型，承载着各自独特且不平凡的历史。入口处，一台体型庞大、外披“外衣”的设备，乃是全球最大的卧式机组径向轴承试验台；实验室尾部，一座静默的巨大转子，是我国首台大型可变速抽水蓄能机组的研制项目转子线余年的理论机理探讨及众多小模型试验，该项目已步入工程化阶段。
在这里，诸多拥有自主知识产权的水电创新技术犹如新生儿般呱呱坠地，见证了我国水电技术的创新发展历程。2019年，哈电电机在国内针对1000兆帕级高强钢焊接技术展开科研立项，对焊接过程进行全面系统的研究。通过不懈努力，其成功解决了钢板焊接过程中冷热裂纹敏感性、焊接线能量与保护气体配比、高强韧焊接接头组织及性能保证等一系列技术难题。
事实上，在1000兆帕级高强钢自主研发领域，哈电电机并非孤军奋战。2021年，南京钢铁集团有限公司成功研发大型水电工程用1000兆帕级高强钢技术，并通过了专家评审。同一年，河钢承钢技术人员自主研发的一种1000兆帕高强耐磨钢及其生产方法，获发明专利授权，该发明进一步推动了钢铁产品结构优化。2023年，宝山钢铁股份有限公司历经6年研发，完成了1000兆帕级高性能水电用钢第三方焊接工艺评定，并顺利通过了产品评价。
1000兆帕钢岔管结构只是我国突破水电“卡脖子”技术一个缩影。在水电领域，我国企业还实现了诸多自主创新。
以哈电电机为例，依托抽水蓄能机组开发，创新研发了大扭转翼型长短叶片转轮，在各水头段上均形成有鲜明哈电特色的长短叶片转轮型谱，率先攻克水泵水轮机“S”特性和“驼峰”特性等世界性难题。近十年来，该企业取得了一大批原创成果，一次又一次把性能优异、安全可靠的水电“皇冠上的明珠”镶嵌在祖国的大好河山。
与创新交相辉映的是，目前哈电电机拥有授权专利849件，其中发明专利236件，获得国际发明展览会金奖4项，中国专利优秀奖8项，获得国家级知识产权优势企业。
业内人士表示，抽水蓄能技术是目前世界公认的技术成熟、经济效益好、安全性高、寿命长、环境污染少、应用广泛的储能技术。哈电电机始终致力于研制清洁、高效、低碳的高端发电装备。迄今为止，该企业共参与了40座电站、146台套抽水蓄能机组的研制，总容量达4.3万兆瓦，市场占有率稳居国内前列。（记者 陈景秋）