水電設(shè)備是充分利用清潔可再生能源實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、減少環(huán)境污染的重要設(shè)備，其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是向大容量、高水頭、高效率、高穩(wěn)定性和高可靠性方向發(fā)展。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)水電設(shè)備得到迅速的發(fā)展與提高，走出了一條具有中國(guó)特色的科技創(chuàng)新道路。

截止目前，全國(guó)水電裝機(jī)總量突破2億千瓦，穩(wěn)居世界第一，有力地推動(dòng)了能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。我國(guó)能源供應(yīng)為經(jīng)濟(jì)高速平穩(wěn)增長(zhǎng)提供了重要保障和支撐，但是，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)能源供應(yīng)主要以化石能源為主。經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)需要低碳發(fā)展，需要清潔能源，而發(fā)展水電正順應(yīng)了這一歷史趨勢(shì)。2004年我國(guó)水電裝機(jī)總量已經(jīng)突破1億千瓦大關(guān)，幾年來(lái)，持續(xù)位居世界第一。當(dāng)前，中國(guó)政府已向社會(huì)承諾，到2020年非化石能源占一次能源的比重將提高到15%。兌現(xiàn)這一承諾，水電要唱主角。水電是中國(guó)目前可開(kāi)發(fā)程度最高、技術(shù)相對(duì)成熟的清潔可再生能源。相對(duì)于我國(guó)水力資源蘊(yùn)藏量（占世界首位），其發(fā)展空間巨大。

現(xiàn)以三峽電站為例，剖析我國(guó)水電設(shè)備的跨越式發(fā)展。

一、三峽機(jī)組的技術(shù)引進(jìn)消化吸收與創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了大型混流式水電機(jī)組的跨越式發(fā)展。

三峽電站是目前世界上最大的水電站，最高水頭113米，共安裝32臺(tái)70萬(wàn)KW混流式水電機(jī)組，其中左岸電廠(chǎng)14臺(tái)，由外國(guó)供貨并轉(zhuǎn)讓技術(shù)合作制造，于2005年投運(yùn)發(fā)電。右岸電廠(chǎng)12臺(tái)，國(guó)外負(fù)責(zé)4臺(tái)，國(guó)內(nèi)自行研制8臺(tái)，也在2008年投入正常運(yùn)行。地下電廠(chǎng)6臺(tái)由國(guó)外負(fù)責(zé)2臺(tái)，國(guó)內(nèi)自行研制4臺(tái)。

三峽機(jī)組額定功率70萬(wàn)KW，最大功率75.6萬(wàn)KW，是目前世界上容量最大的混流式水電機(jī)組，它的技術(shù)性能代表著當(dāng)今世界先進(jìn)水平。三峽機(jī)組是國(guó)家“八五”、“九五”、“十五”期間的重大技術(shù)裝備研制項(xiàng)目。哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司、東方電機(jī)廠(chǎng)股份公司等有關(guān)單位由前期科技攻關(guān)、引進(jìn)消化吸收先進(jìn)技術(shù)、合作制造左岸機(jī)組，到自主創(chuàng)新獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造右岸機(jī)組，性能和質(zhì)量達(dá)到世界先進(jìn)水平，對(duì)很多重大技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題取得突破與創(chuàng)新。

二、三峽機(jī)組的重大技術(shù)突破與創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了大型水電機(jī)組的跨越式發(fā)展。主要表現(xiàn)在：

1、水力設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

水輪機(jī)的水力設(shè)計(jì)技術(shù)是水輪機(jī)的核心技術(shù)。原國(guó)內(nèi)企業(yè)研制水輪機(jī)水力模型最高效率為93%，水平較低，經(jīng)過(guò)三峽左岸電廠(chǎng)70萬(wàn)KW機(jī)組引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，目前自行開(kāi)發(fā)的右岸電廠(chǎng)70萬(wàn)KW混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪模型的水力性能，經(jīng)過(guò)與國(guó)外水輪機(jī)水力性能同臺(tái)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和真機(jī)實(shí)測(cè)，模型最高效率為94.5%以上，提高了穩(wěn)定性，優(yōu)于三峽左岸機(jī)組，達(dá)到世界先進(jìn)水平。

2、發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平

國(guó)外廠(chǎng)商對(duì)70萬(wàn)千瓦機(jī)組都采用定子繞組水內(nèi)冷技術(shù)進(jìn)行冷卻。它的結(jié)構(gòu)、工藝、安裝和運(yùn)行維護(hù)都較復(fù)雜。

哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司在三峽右岸電廠(chǎng)70萬(wàn)千瓦機(jī)組中，經(jīng)過(guò)自主創(chuàng)新，采用定子繞組空冷技術(shù)，代替水內(nèi)冷技術(shù)已在電廠(chǎng)安全運(yùn)行。突破了目前國(guó)內(nèi)外70萬(wàn)千瓦機(jī)組定子繞組首次采用空冷技術(shù)的歷史。獲機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，并已在60萬(wàn)千瓦及以上機(jī)組上得到應(yīng)用。

東方電機(jī)股份公司在三峽地下電廠(chǎng)70萬(wàn)千瓦機(jī)組中采用我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)代替水內(nèi)冷技術(shù)。為今后更大容量機(jī)組提供新的冷卻技術(shù)。

3、發(fā)電機(jī)推力軸承承載能力已達(dá)到5500噸，是世界上承載能力最大的發(fā)電機(jī)推力軸承。目前運(yùn)行穩(wěn)定，原國(guó)內(nèi)最大承載為4000噸，國(guó)外電站機(jī)組最大承載能力為4700噸。

4、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑10米，重500噸，采用不銹鋼材質(zhì)，是目前世界上最大的轉(zhuǎn)輪。通過(guò)科技攻關(guān)和技術(shù)改造，攻克了超低碳純凈不銹鋼鑄件質(zhì)量、組焊工藝、數(shù)控葉型加工、整體運(yùn)輸?shù)戎卮蠹夹g(shù)，目前，國(guó)內(nèi)制造廠(chǎng)的制造能力優(yōu)于國(guó)外。

5、采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電渣熔鑄新技術(shù)代替砂型鑄造工藝，研制三峽水輪機(jī)導(dǎo)葉的鑄件毛坯；提高了鑄件質(zhì)量，受到國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商的青睞，已在國(guó)內(nèi)外大型水電機(jī)組中應(yīng)用。

通過(guò)科技攻關(guān)與創(chuàng)新提升了國(guó)內(nèi)制造企業(yè)的研發(fā)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。目前國(guó)內(nèi)60萬(wàn)千瓦及以上的大型混流式機(jī)組在招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)中主要由國(guó)內(nèi)制造企業(yè)承擔(dān)。

三、水力發(fā)電設(shè)備的跨越式發(fā)展是“十二五”計(jì)劃的重要內(nèi)容

據(jù)有關(guān)方面介紹，按到2020年我國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到45億噸標(biāo)準(zhǔn)煤設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)非化石能源達(dá)到15%的目標(biāo)，水電裝機(jī)應(yīng)達(dá)到3.5億千瓦。自云南省小灣水電站最后一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，中國(guó)的水電裝機(jī)總?cè)萘客黄屏?億千瓦，居世界首位。目前全國(guó)水電在建規(guī)模約7000萬(wàn)千瓦（含抽水蓄能）還有約1億千瓦需要建設(shè)，如果未來(lái)三年水電建設(shè)連續(xù)開(kāi)工，再次實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，2020年完成3.5億千瓦的目標(biāo)是完全可以實(shí)現(xiàn)的，這樣，我國(guó)能源的供應(yīng)結(jié)構(gòu)將得到相當(dāng)程度的改善。同時(shí)，將對(duì)百萬(wàn)千瓦級(jí)水電機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究并得以提升。僻如，針對(duì)金沙江白鶴灘水電站（水頭235米、14臺(tái)100萬(wàn)千瓦機(jī)組）和烏東德水電站（水頭163米、10臺(tái)100萬(wàn)千瓦機(jī)組）工程建設(shè)，提出百萬(wàn)千瓦水電機(jī)組的需求，將是世界上超大容量的高端產(chǎn)品，比現(xiàn)在三峽（單機(jī)70萬(wàn)千瓦）機(jī)組容量又大幅度提高，技術(shù)難度增加，研制周期更長(zhǎng)，有些技術(shù)要求和設(shè)計(jì)規(guī)范已超出了現(xiàn)有技術(shù)水平和規(guī)范，國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有成熟的技術(shù)可以借鑒。目前國(guó)家水力發(fā)電設(shè)備工程技術(shù)研究中心、東方電機(jī)股份有限公司等單位正進(jìn)行可行性研究；又僻如：針對(duì)水電機(jī)組的基礎(chǔ)技術(shù)、共性技術(shù)等等水力技術(shù)展開(kāi)深入研究是實(shí)現(xiàn)水電設(shè)備跨越式發(fā)展的核心技術(shù)。并且要適應(yīng)多機(jī)型的水電機(jī)組（高水頭沖擊式、中水頭混流式、中低水頭混流式、中低水頭軸流式和低水頭貫流式）展開(kāi)核心技術(shù)研究，這是一項(xiàng)提升水電設(shè)備制造業(yè)技術(shù)水平和創(chuàng)新能力的戰(zhàn)略性工作。

綜上所述，從中華人民共和國(guó)成立時(shí)36萬(wàn)千瓦到現(xiàn)在的2億千瓦，中國(guó)水電建設(shè)發(fā)展迅猛，中國(guó)水電設(shè)備實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，展望“十二五”乃至以后，我國(guó)水電設(shè)備可持續(xù)的跨越式發(fā)展前景廣闊。（中機(jī)聯(lián)重大辦）

2、發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平

國(guó)外廠(chǎng)商對(duì)70萬(wàn)千瓦機(jī)組都采用定子繞組水內(nèi)冷技術(shù)進(jìn)行冷卻。它的結(jié)構(gòu)、工藝、安裝和運(yùn)行維護(hù)都較復(fù)雜。

哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司在三峽右岸電廠(chǎng)70萬(wàn)千瓦機(jī)組中，經(jīng)過(guò)自主創(chuàng)新，采用定子繞組空冷技術(shù)，代替水內(nèi)冷技術(shù)已在電廠(chǎng)安全運(yùn)行。突破了目前國(guó)內(nèi)外70萬(wàn)千瓦機(jī)組定子繞組首次采用空冷技術(shù)的歷史。獲機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，并已在60萬(wàn)千瓦及以上機(jī)組上得到應(yīng)用。

東方電機(jī)股份公司在三峽地下電廠(chǎng)70萬(wàn)千瓦機(jī)組中采用我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)代替水內(nèi)冷技術(shù)。為今后更大容量機(jī)組提供新的冷卻技術(shù)。

3、發(fā)電機(jī)推力軸承承載能力已達(dá)到5500噸，是世界上承載能力最大的發(fā)電機(jī)推力軸承。目前運(yùn)行穩(wěn)定，原國(guó)內(nèi)最大承載為4000噸，國(guó)外電站機(jī)組最大承載能力為4700噸。

4、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑10米，重500噸，采用不銹鋼材質(zhì)，是目前世界上最大的轉(zhuǎn)輪。通過(guò)科技攻關(guān)和技術(shù)改造，攻克了超低碳純凈不銹鋼鑄件質(zhì)量、組焊工藝、數(shù)控葉型加工、整體運(yùn)輸?shù)戎卮蠹夹g(shù)，目前，國(guó)內(nèi)制造廠(chǎng)的制造能力優(yōu)于國(guó)外。

5、采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電渣熔鑄新技術(shù)代替砂型鑄造工藝，研制三峽水輪機(jī)導(dǎo)葉的鑄件毛坯；提高了鑄件質(zhì)量，受到國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商的青睞，已在國(guó)內(nèi)外大型水電機(jī)組中應(yīng)用。

通過(guò)科技攻關(guān)與創(chuàng)新提升了國(guó)內(nèi)制造企業(yè)的研發(fā)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。目前國(guó)內(nèi)60萬(wàn)千瓦及以上的大型混流式機(jī)組在招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)中主要由國(guó)內(nèi)制造企業(yè)承擔(dān)。