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

近日,中交天和研制的用于漳州市核電廠3號、4號百萬千瓦級核電機組水下排水隧道的直徑8.87米“神盾一號”“神盾二號”盾構(gòu)機平行掘進,已累計掘進近1600米,創(chuàng)造在上軟下硬、強風化地層單日最高掘進30米的好成績,為我國目前核電領(lǐng)域最長—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臺百萬千瓦級核電機組安全運行提供有效保障。

“神盾一號”“神盾二號”搭載環(huán)流分層逆洗、泥水倉可視化、雙路自動保壓系統(tǒng)、整圓鉸接密封及緊急氣囊、盾尾間隙自動測量等裝置,確保在超復(fù)雜超高水壓地層實現(xiàn)超長距離掘進。自2010年中交天和提供的國產(chǎn)首臺8米級盾構(gòu)機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。

填補行業(yè)空白,大直徑豎向嵌巖鉆機引領(lǐng)海上風電發(fā)展

近日,中交天和“海上大直徑豎向嵌巖掘進裝備技術(shù)研究及應(yīng)用項目”榮獲“首屆工程建設(shè)企業(yè)青年科技創(chuàng)新獎特等獎”。該海上大直徑豎向嵌巖鉆機最大提升力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,遠超世界同類裝備鉆孔直徑4.7米—6米。該鉆機采用智能化掘進控制系統(tǒng),扭矩和鉆壓超限時自動提升鉆桿,可實時監(jiān)測和存儲數(shù)據(jù),實現(xiàn)掘進作業(yè)“一鍵”啟動,解決了海上風電樁基礎(chǔ)嵌巖掘進速度慢、排渣效率低、裝拆鉆桿時間長的難題。在莆田市平海灣、福州市平潭縣海上風電場建設(shè)中,該鉆機僅用26天即完成掘進任務(wù),刷新超大直徑III型嵌巖單樁鉆孔、單次成孔直徑7.32米的新紀錄。

據(jù)世行統(tǒng)計,我國海上風電資源豐富,在距離海岸線200公里內(nèi),風電開發(fā)潛力達22.5億千瓦。該鉆機的成功問世,填補了海上風電大直徑單樁嵌巖掘進裝備空白,對世界海上風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“中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎二等獎”。

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

我國陸上風電資源也非常豐富,相關(guān)技術(shù)裝備已較為成熟。華夏能源網(wǎng)援引伍德麥肯茲風電研究團隊發(fā)布的《中國陸上風電市場展望2023》顯示:未來十年,我國陸上風電新增容量占比超過77%,年均新增裝機容量預(yù)計超過59吉瓦。

近年來,中交天和主動踐行國家《“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多套陸上風電塔架,支撐的風力發(fā)電裝機總?cè)萘窟_5600兆瓦,每年提供清潔電力144.6億千瓦時,相當于每年節(jié)約標準煤約451萬噸,減少二氧化碳總排放量631.2萬噸。

躋身蓄能賽道,硬巖掘進機TBM推動水電能源新升級

在加快建設(shè)新型能源體系下,抽水蓄能進入發(fā)展“快車道”,是當前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(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對抽水蓄能隧道掘進速度是傳統(tǒng)鉆爆法的4倍,掘進坡度可達5%,超過《城市軌道交通設(shè)計規(guī)范》《城市軌道交通工程盾構(gòu)隧道設(shè)計規(guī)范》中“盾構(gòu)隧道高程坡度不超過1%、平面坡度不超過1‰”的規(guī)定標準,具有優(yōu)質(zhì)高效、安全環(huán)保和自動化、信息化程度高等優(yōu)點,可大幅縮短建設(shè)工期、降低安全風險。

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掘進長度突破1500米。針對工程大坡度向下掘進及可能出現(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。同期,為萊索托高地引水工程34420米長輸水隧道掘進研制的兩臺直徑5380毫米雙護盾TBM“大禹雪盾號”“大禹長鋒號”抵達現(xiàn)場。該工程作為萊索托和南非最大雙邊基礎(chǔ)設(shè)施項目,建成后不僅可解決南非用水緊張問題,還能帶動萊索托電力和水利事業(yè)發(fā)展,實現(xiàn)電力自給自足。

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

針對我國西部富水巖層,中交天和集成智能控制、電液一體化、高強新型材料等新技術(shù),成功研制用于深大豎井掘進鉆機“智能號”。這是我國首臺針對富水巖層的高智能化豎井鉆機,最大鉆孔直徑12米,最大鉆孔深度800米,動力頭最大扭矩1200千牛/米,是我國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械掘砌向智能化掘進的重大突破,創(chuàng)造內(nèi)蒙古陶忽圖煤礦侏羅系地層月進尺110米、白堊系地層月進尺200米的新紀錄,以遠高于行業(yè)標準的井壁垂直度確保了成井質(zhì)量。

長期以來,支護量大、勞動強度高、掘進支護不平衡是制約煤礦井下巷道掘進的主要因素。我國煤礦工作面大都存在掘進支護失衡問題,巷道掘進主要采用傳統(tǒng)鉆爆法,巖巷掘進較為緩慢,采掘作業(yè)難以展開,嚴重制約礦井的接續(xù)生產(chǎn)。近日,中交天和為榆林市府谷縣古城一號煤礦副斜井成功研制中國煤礦用首臺單護盾硬巖掘進機TBM,開創(chuàng)煤礦斜井單護盾硬巖掘進機TBM掘進作業(yè)先例。該單護盾硬巖掘進機TBM開挖直徑8.34米,吸收煤礦掘進工藝,具有安全性能好、掘進速度快、成巷質(zhì)量佳和環(huán)保效果好等優(yōu)點,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、出渣和導(dǎo)向等作業(yè)。相較于雙護盾硬巖掘進機TBM,成本更低,操作更簡便,適應(yīng)性更強,安全風險更小,填補我國煤礦斜井單護盾硬巖掘進機TBM作業(yè)空白,以高智能化裝備推動煤炭能源開發(fā)技術(shù)變革。

蔣巍 張鳳華