获奖项目名称：

大型水力机械表面强化与延寿防护关键技术研究及应用

第一完成单位：

西安热工研究院有限公司

项目联系人：

陈盛广

联系人电话：

13572017951

联系人邮箱：

chenshengguang@tpri.com.cn

项目简介：

  水力机械高效稳定运行是水利水电工程安全、经济工作的根本保障，决定了水利水电工程的经济和社会效益。水力机械高效稳定运行面临三大难题：1.宽域运行时效率与稳定性下降；2.关键部件易疲劳失效；3.高泥沙环境下过流部件磨蚀破坏。针对上述难题，项目组在国家重点研发计划等项目支持下，进行了基础研究和技术攻关，取得如下创新成果：
  （1）建立了全流道几何参数与效率特征的高维目标函数降维设计方法，开发出兼顾流固耦合动态特性计算的优化设计平台，实现了适用于全水头宽域运行的抗空蚀水力机械设计。成果应用于大藤峡水电站，相对国外先进水平，原型机临界空化系数降低60%以上，压力脉动下降超过50%。
  （2）发明了水力机械关键部件激光沉积修复与强化延寿新方法，解决了复杂交变载荷下水轮机转轮等关键件易产生疲劳失效的难题。激光强化后转轮叶片表面硬度提高70%，断裂韧性提高40%。
  （3）研制出微纳复合金属陶瓷涂层与小型化超音速火焰喷涂装备，发明了细长小口径管道内壁抗磨蚀防护技术，解决了过流部件小空间、窄间隙部位和顶盖排水管磨蚀损伤难题。复合涂层孔隙率低至0.23%，涂层硬度达到1450HV，有效提高了水力机械过流部件在泥沙环境下的抗磨蚀性能。顶盖排水管防护后寿命提高14倍以上，解决了制约机组长期连续运行的磨蚀泄漏难题。
  已获授权发明专利25件，制订行业标准3项，学术专著2部，发表学术论文23篇（SCI、EI论文14篇）。中国机械工业联合会鉴定认为，“大型水力发电装备表面强化技术达到国际领先水平”。中国电机工程学会鉴定认为，“水轮机过流部件磨蚀损伤修复及防治技术项目技术水平整体达到国际先进水平”。水力机械关键零部件激光强化专利获江苏省专利金奖和中国专利优秀奖。
  项目成果在广西大藤峡、西藏藏木等国家重点工程成功应用。近三年累计新增销售额34.6亿元、新增利润3.9亿元。项目成果打破了国外对水力机械表面强化与延寿防护关键技术的垄断，推动了我国水力机械行业的技术进步，经济和社会效益显著。