揭秘超大容量储能设备的诞生之路

“并网发电！”随着指令响起，浙江天台县苍山深处的水力发电站迎来激动人心的一刻——一台单机容量高达42.5万千瓦的水轮机组开始高速运转，这座电站的“心脏”被正式点燃。

就在不久前，位于浙江的天台抽水蓄能电站（简称“天台抽蓄电站”）第一台机组已经成功并网发电。它如同一块巨大的“充电宝”，为华东电网注入澎湃绿色动力。上库的水流凭借724米的超高落差，推动水轮机源源不断地产生清洁电能；而下库在接收满溢的水流后，又会在用电低谷时将水送回上库进行储存，实现能量的循环利用。

“一放一收之间，这座电站灵活地将势能和电能互相转换，就像一座能‘搬电’的桥梁。”中国三峡建工（集团）有限公司董事长高鹏向科技日报介绍，天台抽蓄电站建成后，每年可为社会贡献17亿度绿电，相当于满足一座160万人的城市全年生活用电需求。

打造“抗裂大坝”

水位升至953米、达到689万立方米时，水库像盛满的盆地带来了巨大压力，严峻考验着上库大坝的坚固与耐用。

“大坝多由柔性的堆石和刚性的混凝土面板组合而成，本领虽强，但最怕被拉伸。”天台抽蓄公司的工程师周涛解释说，一旦混凝土下面的堆石发生冷热变形，就有面板“开裂”的风险。

“面板得精心呵护。”项目师杜俊良形容，像养孩子一样，冷热都不能大意。

于是，他们决定从水泥配方入手攻坚。团队把市面上所有优质材料都试了个遍，不停调整配比和材料掺量，希望能找到既抗拉又经济的“最佳方案”。

可现实让人头疼：6种新配方一起实验，结果不是强度不达标就是成本过高，甚至有的反倒让裂缝更严重了。

“我们像在黑夜里摸索。”周涛在笔记中写下，无数变量的改变让一切都变得复杂无比。

转机出现在第三个月。一次观察玄武岩纤维微观结构时，周涛冒出新想法，如果这些纤维能和水泥基体产生化学结合，效果会不会更棒？

团队很快调整方向，不再盲目摸索，而是搭建了完整的性能评价体系。18种配方被放到热性能、力学性能、耐久性三个维度下认真测试，每种都经过12项标准及3项情景测试。

6个月后，答案浮出水面。“低热水泥+玄武岩纤维+防裂剂”的组合效果极佳。温差试验中，裂缝比常规方案减少了近六成，抗拉强度提升约30%，面对温差忍耐力也提升了10℃，双重效果一次达成。

不仅如此，团队还建立起大坝全生命周期温控模型。杜俊良介绍，这套模型能提前预判面板受温影响的应力分布，并帮工程师优化控温和抗裂方案。

如今，这座高62.5米、长566米的大坝在山间巍然屹立，在抗裂性能和防渗效果上达到了行业领先，渗漏水量只有设计标准的十分之一。

建造“超级滑梯”

大坝解决了，还要让水顺利“下山”，准确送到地下厂房。

“两条长达483.4米、坡度58度的斜井，像为水流专设的‘超级滑梯’。”天台抽蓄公司副总经理姚亮形容。斜井建成后要承受高达724米水头的巨大压力，对钢材就是严苛考验。

那时国内钢企最高只造得出800兆帕级高强钢。

面对技术瓶颈，是花巨资进口，还是自主攻关？姚亮和团队选择了后者。

研发就此展开。关键是拿捏好钢板的合金成分，保证既有强度又有韧性。宝山钢铁股份有限公司首席工程师刘自成参与研发，但前两年，国内5家钢厂的试板都没过关。

团队于是下工厂一线埋头调试，每一个环节都反复推敲，终于拿出了合格的第一块钢板。

不过批量生产却遇到新难题，合格率不到一半。刘自成细致排查后发现，症结其实出在热处理工艺精度上。

大家再次调整：优化加热的温度均匀性，精确监控氛围成分，提高冷却系统一致性……一轮轮工艺升级后，钢板批量合格率迅速提升到92%。姚亮感叹，这意味着中国已成功掌握千兆帕级水电高强钢的制造核心。

2024年9月，国产1000兆帕钢迎来终极测试，水压爆破实验定格成绩为26.5兆帕，远超设计标准。

现在，这种高强钢已成为天台抽蓄电站引水系统最核心的用材，每平方厘米能承受10万吨压力。

安装“巨大心脏”

从上库顺滑而下的水，最终在地下厂房汇聚，直冲可逆式水泵水轮发电机组。

“如果说水是电站的‘血液’，机组就是动力澎湃的‘心脏’。”马志忠介绍。这套装备既能抽水上库储能，也能在用电高峰发力供电，角色灵活切换。

针对如此大的水头和流量，安装工作马虎不得。从吊装底座、蜗壳开始，15个月时间里，厂房成了大家的日常“家”。

机组的转子直径将近5米、重达481吨，是整个安装工程的重中之重。设计要求之高，中心偏差需小于0.1毫米，水平误差小到0.02毫米，“再细小的偏差，都会影响后续高转速运行和使用寿命。”强林林说。

团队请来技术娴熟的轨道桥机操作手，采用垂直吊装方案。可一开始，监控仪显示转子不够精准，“两条同心度曲线没能重合”，怀疑有轻微倾斜。

工作随即暂停，大家围到现场头脑风暴。此时马志忠突然想起基坑预留的三维激光定位仪，“既然坑底能全方位监测，不妨用来辅助对位”。

果然，驾驶员配合三维监控，大家一边紧盯数据，一边细致操作，经过半小时的调整，转子终于精准就位。测量显示各项偏差指标完全达标，所有人都松了口气。

如今，天台抽蓄电站的建设正加速推进：2025年12月25日，首台机组点亮电网；2026年1月9日，第二台具备商运行条件，预计到2026年9月，全部四台机组投入使用。

根据国家“十五五”规划，能源领域正加速向绿色、安全、高效转型。高鹏表示，天台团队将持续聚焦核心技术创新，助力中国加快构建新型能源体系。