進(jìn)入核電領(lǐng)域,“神盾”助力實(shí)施能源綠色發(fā)展戰(zhàn)略

近日,中交天和研制的用于漳州市核電廠3號(hào)、4號(hào)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組水下排水隧道的直徑8.87米“神盾一號(hào)”“神盾二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)平行掘進(jìn),已累計(jì)掘進(jìn)近1600米,創(chuàng)造在上軟下硬、強(qiáng)風(fēng)化地層單日最高掘進(jìn)30米的好成績(jī),為我國(guó)目前核電領(lǐng)域最長(zhǎng)—5.2千米水下排水隧道貫通奠定了基礎(chǔ)。隧道建成后,將為2臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組安全運(yùn)行提供有效保障。

“神盾一號(hào)”“神盾二號(hào)”搭載環(huán)流分層逆洗、泥水倉(cāng)可視化、雙路自動(dòng)保壓系統(tǒng)、整圓鉸接密封及緊急氣囊、盾尾間隙自動(dòng)測(cè)量等裝置,確保在超復(fù)雜超高水壓地層實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離掘進(jìn)。自2010年中交天和提供的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)8米級(jí)盾構(gòu)機(jī)用于秦山核電站冷卻水隧道后,研制的多款重大裝備繼續(xù)服務(wù)核電能源,為核電能源安全高效發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。

填補(bǔ)行業(yè)空白,大直徑豎向嵌巖鉆機(jī)引領(lǐng)海上風(fēng)電發(fā)展

近日,中交天和“海上大直徑豎向嵌巖掘進(jìn)裝備技術(shù)研究及應(yīng)用項(xiàng)目”榮獲“首屆工程建設(shè)企業(yè)青年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)”。該海上大直徑豎向嵌巖鉆機(jī)最大提升力900噸,最大轉(zhuǎn)速9轉(zhuǎn)/分鐘,最大扭矩4000千牛·米,鉆孔最大直徑10.4米,遠(yuǎn)超世界同類裝備鉆孔直徑4.7米—6米。該鉆機(jī)采用智能化掘進(jìn)控制系統(tǒng),扭矩和鉆壓超限時(shí)自動(dòng)提升鉆桿,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)作業(yè)“一鍵”啟動(dòng),解決了海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)嵌巖掘進(jìn)速度慢、排渣效率低、裝拆鉆桿時(shí)間長(zhǎng)的難題。在莆田市平海灣、福州市平潭縣海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中,該鉆機(jī)僅用26天即完成掘進(jìn)任務(wù),刷新超大直徑III型嵌巖單樁鉆孔、單次成孔直徑7.32米的新紀(jì)錄。

據(jù)世行統(tǒng)計(jì),我國(guó)海上風(fēng)電資源豐富,在距離海岸線200公里內(nèi),風(fēng)電開發(fā)潛力達(dá)22.5億千瓦。該鉆機(jī)的成功問(wèn)世,填補(bǔ)了海上風(fēng)電大直徑單樁嵌巖掘進(jìn)裝備空白,對(duì)世界海上風(fēng)電大直徑單樁嵌巖基礎(chǔ)工程建設(shè)具有里程碑意義,成功入選《中央企業(yè)科技創(chuàng)新成果推薦目錄(2020年版)》,并于2022年榮獲“中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)”。

布局新興產(chǎn)業(yè),陸上風(fēng)電技術(shù)裝備成為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展新力量

我國(guó)陸上風(fēng)電資源也非常豐富,相關(guān)技術(shù)裝備已較為成熟。華夏能源網(wǎng)援引伍德麥肯茲風(fēng)電研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布的《中國(guó)陸上風(fēng)電市場(chǎng)展望2023》顯示:未來(lái)十年,我國(guó)陸上風(fēng)電新增容量占比超過(guò)77%,年均新增裝機(jī)容量預(yù)計(jì)超過(guò)59吉瓦。

近年來(lái),中交天和主動(dòng)踐行國(guó)家《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,積極布局新興產(chǎn)業(yè),取得明顯成效,成為新能源技術(shù)裝備領(lǐng)域的新力量,已為多家大型特大型能源企業(yè)提供包括最高160米在內(nèi)的1000多套陸上風(fēng)電塔架,支撐的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)5600兆瓦,每年提供清潔電力144.6億千瓦時(shí),相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約451萬(wàn)噸,減少二氧化碳總排放量631.2萬(wàn)噸。

躋身蓄能賽道,硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM推動(dòng)水電能源新升級(jí)

在加快建設(shè)新型能源體系下,抽水蓄能進(jìn)入發(fā)展“快車道”,是當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)能源。TBM對(duì)抽水蓄能隧道掘進(jìn)速度是傳統(tǒng)鉆爆法的4倍,掘進(jìn)坡度可達(dá)5%,超過(guò)《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》《城市軌道交通工程盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中“盾構(gòu)隧道高程坡度不超過(guò)1%、平面坡度不超過(guò)1‰”的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),具有優(yōu)質(zhì)高效、安全環(huán)保和自動(dòng)化、信息化程度高等優(yōu)點(diǎn),可大幅縮短建設(shè)工期、降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

近日,中交天和為都江堰市供排水系統(tǒng)提升北區(qū)供水廠引水隧洞工程研制的刀盤直徑4.1米TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度突破1500米。針對(duì)工程大坡度向下掘進(jìn)及可能出現(xiàn)的大流量涌水特性,加裝防溜車和抽排水設(shè)施,實(shí)現(xiàn)TBM在隧洞突涌水、硬巖、大坡度等復(fù)雜地質(zhì)條件下安全環(huán)保高效掘進(jìn)。同期,為萊索托高地引水工程34420米長(zhǎng)輸水隧道掘進(jìn)研制的兩臺(tái)直徑5380毫米雙護(hù)盾TBM“大禹雪盾號(hào)”“大禹長(zhǎng)鋒號(hào)”抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。該工程作為萊索托和南非最大雙邊基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,建成后不僅可解決南非用水緊張問(wèn)題,還能帶動(dòng)萊索托電力和水利事業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)電力自給自足。

發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,高智能化裝備推進(jìn)煤炭能源開發(fā)技術(shù)變革

針對(duì)我國(guó)西部富水巖層,中交天和集成智能控制、電液一體化、高強(qiáng)新型材料等新技術(shù),成功研制用于深大豎井掘進(jìn)鉆機(jī)“智能號(hào)”。這是我國(guó)首臺(tái)針對(duì)富水巖層的高智能化豎井鉆機(jī),最大鉆孔直徑12米,最大鉆孔深度800米,動(dòng)力頭最大扭矩1200千牛/米,是我國(guó)目前扭矩最大的鉆井裝備,開創(chuàng)富水巖層智能鉆井法施工礦山立井先河。這是富水巖層立井井筒由人工機(jī)械掘砌向智能化掘進(jìn)的重大突破,創(chuàng)造內(nèi)蒙古陶忽圖煤礦侏羅系地層月進(jìn)尺110米、白堊系地層月進(jìn)尺200米的新紀(jì)錄,以遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的井壁垂直度確保了成井質(zhì)量。

長(zhǎng)期以來(lái),支護(hù)量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、掘進(jìn)支護(hù)不平衡是制約煤礦井下巷道掘進(jìn)的主要因素。我國(guó)煤礦工作面大都存在掘進(jìn)支護(hù)失衡問(wèn)題,巷道掘進(jìn)主要采用傳統(tǒng)鉆爆法,巖巷掘進(jìn)較為緩慢,采掘作業(yè)難以展開,嚴(yán)重制約礦井的接續(xù)生產(chǎn)。近日,中交天和為榆林市府谷縣古城一號(hào)煤礦副斜井成功研制中國(guó)煤礦用首臺(tái)單護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM,開創(chuàng)煤礦斜井單護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM掘進(jìn)作業(yè)先例。該單護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM開挖直徑8.34米,吸收煤礦掘進(jìn)工藝,具有安全性能好、掘進(jìn)速度快、成巷質(zhì)量佳和環(huán)保效果好等優(yōu)點(diǎn),完全滿足煤礦“三專兩閉鎖”安全生產(chǎn)要求,可廣泛用于煤礦開挖、破巖、支護(hù)、出渣和導(dǎo)向等作業(yè)。相較于雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM,成本更低,操作更簡(jiǎn)便,適應(yīng)性更強(qiáng),安全風(fēng)險(xiǎn)更小,填補(bǔ)我國(guó)煤礦斜井單護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM作業(yè)空白,以高智能化裝備推動(dòng)煤炭能源開發(fā)技術(shù)變革。

蔣巍 張鳳華