三峽大壩,是當今世界上規模最大,也是技術難度最高的水利樞紐工程,舉世罕見的113米高水位落差,使它擁有了強勁的水力發電能力,三峽水電站每年發電千億度,占中國水力發電總量14%。
長江,被譽為中國的“黃金水道”,三峽每年的運載量超過1億噸,三峽大壩除了發電和防洪功能之外,還肩負著船舶通航的重任。中國人必須在這全球最大的混凝土重力壩上,建造一座“水上電梯”,用最短的時間將船舶從大壩的上游運載到下游。曾經坐“長江三峽五號游輪”經過三峽大壩,要花費4個小時,如今搭乘三峽升船機,游輪從上游出發,翻越大壩抵達下游,過壩時間僅為37分鐘。
三峽升船機,全線臺強有力的電機驅動,以256根直徑為74毫米的鋼絲繩,連接16組共240塊配重塊,以每分鐘12米的速度,將長江三峽五號游輪提升至113米,相當于40層樓的高度。
然而在設計之初,長江三峽舉世罕見的高水位落差,卻對升船機采用何種方式爬升,提出了前所未有的難題。由于三峽升船機的規模,遠遠超過現在世界上任何一座升船機,因此當船只進入巨大的承船廂后,電器傳動系統必須保證,承船廂四個驅動點的提升速率達到一致,同步誤差必須小于2毫米,也就是說一枚一元硬幣的厚度,這就是“電器高層同步方案”。
畢竟作為世界級的工程,牽涉到的專業太多,接口太復雜,相當于每走一步都要付出很大的努力。升船機賴以爬升的四根齒條,每根齒條長125米,如此巨大的齒條,用什么材料制造,如何制造,別說中國沒有經驗,全世界都沒有先例。
中國工程師決定自己動手,反復研究,實踐改進,最終模數高達62.6毫米,淬硬層深度6毫米的齒條鋼材,被研制成功,將125米的齒條分成25截分段制造,最后再拼裝成整體。但即便如此,單截4.7米長的齒條,制造難度也是史無前例的,冶煉、澆鑄、熱處理、表面感應淬火、機械加工,每一道工序都是世界難題。經過3年多的極限制造,通過42萬次疲勞壽命試驗,最大提升高度為113米,最大提升重量為15500噸的升船機齒條,終于大功告成。