1. 白鹤滩水轮机转轮
2021年是“十四五”开局之年。这一年，我国重大创新成果竞相涌现，创新能力持续提升，创新的“脉动”尤为强劲。
放眼“深蓝”，“海牛Ⅱ号”钻机钻出231米的新纪录；遥望星空，海洋一号D卫星和海洋二号C卫星“闪耀”星河；挺进山川河流，金沙江白鹤滩水电站里，浪花飞溅、电流穿梭，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组投产发电……这一年，我们也在与病毒的抗争中，为生命挣得尊严，我国首款具有自主知识产权的新冠病毒中和抗体联合治疗药物——安巴韦单抗与罗米司韦单抗的获批，为患者赢得长达10天的黄金救治期……
征途漫漫，唯有奋斗！面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，创新是不竭动力，科技自立自强是时代使命。
1 “华龙一号”全球首堆商业运行
我国自主三代核电技术跻身世界前列
上万名建设者常年奋战，5300多家设备制造企业大力协同，自2015年5月开工以来，“华龙一号”全球首堆便开始了“加速跑”，并终于在5年多后交出成绩单。
1月30日，“华龙一号”全球首堆——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。
2021年1月30日拍摄的“华龙一号”核电机组福建福清核电5号机组。新华社记者 林善传 摄
“中国成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家。”中核集团党组书记、董事长余剑锋说，作为中国高端制造业走向世界的“国家名片”，“华龙一号”是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一。
由科技自立自强“打底”产生的一系列数据，可以为“华龙一号”这一地位做注脚：设计寿命为60年，反应堆采用177堆芯设计，堆芯设计换料周期18个月，创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术，在安全性上满足国际最高安全标准要求。“华龙一号”首堆所有核心设备均已实现国产，所有设备国产化率达88%，完全具备批量化建设能力。
“‘华龙一号’全球首堆的商运，对优化中国能源结构、推动绿色低碳发展，助力碳达峰、实现碳中和目标具有重要意义。”余剑锋所言非虚，据悉，“华龙一号”每台机组每年可发电近100亿千瓦时，能满足中等发达国家100万人口的生产和生活年度用电需求，同时相当于减少标准煤消耗312万吨、减少二氧化碳排放816万吨，相当于植树造林7000多万棵。
2 “海牛Ⅱ号”下钻231米
刷新深海钻机钻探深度纪录
高7.6米、“腰围”10米、体重12吨，在南海超2000米的深水成功下钻231米，刷新世界深海海底钻机钻探深度。这一纪录的创造者，是湖南科技大学牵头，我国自主研发的“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统。
4月7日晚的这次海试，“海牛Ⅱ号”也填补了我国海底钻探深度大于100米、具备保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白。
金永平 摄
海底钻机，是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘查所必备的海洋高技术装备。
“海牛Ⅱ号”的研制，依托我国国家重点研发计划“深海关键技术与装备专项”课题，研制作业水深不少于2000米、钻进深度不低于200米、保压成功率不小于60%的海底大孔深保压取芯钻机系统，并最终形成一整套具自主知识产权的海底大孔深保压钻探取芯装备技术与成果，为我国海底天然气水合物勘探提供装备技术支撑。
“尽管它很庞大，但它潜入海底依然是很灵活的。它也是目前世界上唯一一台海底钻深大于200米的深海海底钻机。”项目负责人、湖南科技大学教授万步炎说。
据了解，整个海底钻机主要攻克了大孔深遥控全孔全程保压绳索取芯、智能化与专家操作系统、大容量钻管存储与钻杆快速接卸、海底钻机安全可靠下放和回收等四大技术攻关难点。
这些全新的技术，显著提高了钻机钻探效率、取芯质量、保压成功率。与此同时，钻机重量较国外同类钻机，也实现了大幅减重，大大降低了水下收放作业难度。
3 “深海一号”海中送气
年供气量可达30亿立方米
向着更深、更远的“深蓝”挺进，永远没有终点。
6月25日，我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号”在海南陵水海域正式投产。这标志着我国海洋油气勘探开发迈向“超深水”。
6月25日，我国首个自营1500米深水大气田“深海一号”正式投产。新华社记者 蒲晓旭摄
“深海一号”大气田距海南省三亚市150公里，于2014年勘探发现，探明天然气储量超千亿立方米，最大水深超过1500米，最大井深达4000米以上，是我国自主发现的水深最深、勘探开发难度最大的海上深水气田。
中国海洋石油集团有限公司克服诸多挑战，高峰期在100多个工段组织5000余人、17台大型履带吊进行作业，提前18个月顺利完成陆地建造和合龙工作。
“深海一号”大气田投产后，深水天然气将通过海底管线接入全国天然气管网，年供气量30亿立方米。
国家能源局有关负责人表示，“深海一号”大气田的正式投产，是我国深水油气勘探开发取得的重要进展，是我国海洋油气事业高质量发展的重要探索，预示着我国深水油气勘探开发潜力巨大、前景广阔。
4 白鹤滩水电站首批机组投产
实现100万千瓦满负荷发电
6月28日上午，在现场沸腾的欢呼声中，金沙江白鹤滩水电站首批机组完成72小时带负荷连续试运行，正式投产发电。左岸1号机组、右岸14号机组两台百万千瓦水轮发电机组高速转动，将金沙江的水能资源转化为电能，源源不断送往华东地区。其中，右岸14号机组带100万千瓦负荷成功，这是全球首台并网发电，也是全球首台实现100万千瓦满负荷发电的机组。
6月28日，金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电。新华社记者 胥冰洁摄
白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界处，矗立于金沙江下游干流河段上，电站总装机容量1600万千瓦，共安装16台我国自主研制的百万千瓦水轮发电机组，是实施“西电东送”的国家重大工程，是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，实现了我国高端装备制造的重大突破。
白鹤滩百万千瓦水电机组的创新，一是发电机从原来的80万千瓦跃升到现在的100万千瓦，二是水轮机采用了长短叶片转轮，同时实现了宽负荷高效稳定的运行。
白鹤滩水电站建成后，年平均发电量将达624.43亿度。全部机组将于2022年7月投产发电。电站全部建成投产后，将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站。
据测算，白鹤滩水电站投产后，每年可节约标煤约1968万吨，减少排放二氧化碳5160万吨、二氧化硫17万吨。届时，白鹤滩水电站将与三峡工程、葛洲坝工程，以及金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝水电站一起，构成世界最大的清洁能源走廊。
5 时速600公里高速磁浮下线
仅3分半钟从零加速到时速600公里
硬朗飘逸的双侧堆叠棱线、独特的“抱轨”结构、更强大的爬坡能力……7月20日，由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的时速600公里高速磁浮交通系统在青岛成功下线，这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统，标志我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。
时速600公里，这是当前可实现的“地表最快”交通工具。因此，高速磁浮也被形象地称为“贴地飞行”。
10月27日，在“十三五”科技创新成就展上，时速600公里高速磁浮列车“实车”吸引了众多参观者。人民视觉供图
“时速600公里高速磁浮交通系统采用的是成熟可靠的常导技术。”高速磁浮项目技术总师、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁说，它的基本原理，是利用电磁力来实现列车“无接触”运行。
车辆底部的悬浮架装有电磁铁，与铺设在轨道下方的铁芯相互吸引，产生向上的吸力，从而克服地心引力，使车辆“悬浮”起来，再利用直线电机驱动列车前行。
“高速磁浮运行时，通过精确控制电磁铁中的电流，车体与轨道之间始终保持约10毫米的悬浮间隙。”丁叁叁说。
高速磁浮这种无接触的运行方式，取代了传统轮轨的机械接触支承，从根本上突破了传统轮轨关系的约束，因而可以达到更高的运行速度，实现时速600公里的极速“凌空飞行”。
2. 白鹤滩水轮机转轮直径
在中国，有很多伟大的超级水利工程，排名第一的当然是位于湖北省宜昌市境内的长江三峡水利枢纽工程，又称三峡工程；排第二名应该是位于金沙江中下游的白鹤滩水电站；第三名是向家坝水电站；第四名是乌东德水电站，第五名是溪洛渡水电站，第六名就是今天介绍的大藤峡水电站。
2020年9月6日18时许，经过综合调度，建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程，这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位。项目全部完工后，水位将达到61.4米。
大藤峡水利枢纽工程是国务院批准的珠江流域防洪控制性枢纽工程，也是珠江—西江经济带和“西江亿吨黄金水道”基础设施建设的标志性工程，是两广合作、桂澳合作的重大工程。工程坝址位于珠江流域黔江河段大藤峡峡谷出口(即广西桂平市南木镇弩滩村)，距离桂平黔江大桥约6.6公里。大藤峡水利枢纽工程2015年正式开工，根据建设规划，大藤峡工程分左右岸两期施工，一期工程于2014年开工建设，主要建设项目包括左岸泄水闸、船闸和副坝工程等。目前右岸工程也已开工建设，全部工程将于2023年建设完毕。项目主体工程建设期9年，概算总投资300多亿元人民币。
2019年5月17日，世界最高的船闸闸门——大藤峡水利枢纽船闸下闸首人字闸门启动安装。该闸门设计高度47.5米，该闸门位于广西最大最长的峡谷——大藤峡出口处，是珠江流域关键控制性水利枢纽，被喻为珠江上的“三峡工程”。2020年2月17日17时19分，大藤峡工程7号水轮发电机组转轮启动吊装，历时70分钟，稳稳吊入预定位置，宣告左岸厂房第二台水轮发电机组转轮吊装成功，为7号机组按期发电奠定了坚实基础。
2020年3月10日9时，随着泄水闸门徐徐落下，大藤峡水利枢纽正式下闸蓄水，标志着工程投入初期运用。
2020年7月31日，大藤峡水利枢纽工程左岸最后一台机组接入广西电网投产发电，标志着左岸工程全面投产运行，枢纽综合效益初步显现，为地方经济社会高质量发展提供多重助力。
此项目工程完全建成后，西江船舶通航吨级将由当前300吨级提高至3000吨级规模，年均货运量由当前的1300万吨提高至5400万吨，成为西江亿吨黄金水道的关键节点。项目建成后，水库正常蓄水位61米，防洪起调水位47.6米，总库容34.3亿立方米，防洪库容15亿立方米，电站装机容量160万千瓦时、年发电量61.3亿千瓦时。广西梧州防洪标准将由50年一遇提升至100年一遇，珠江三角洲防洪标准将由100年一遇提升至200年一遇。可调配水资源量近19亿立方米，成为确保粤港澳大湾区供水安全的坚实屏障；年均发电量60.55亿千瓦时；解决桂中120.6万亩耕地、138.4万人干旱缺水问题。
3. 白鹤滩水电站水轮机类型
1、金安桥水电站
金安桥水电站位于云南省丽江市境内，电站设计总装机容量240万千瓦，大坝长640米，高160米，总库容9.13亿立方米，年发电量114.17亿千瓦时。
2011年3月27日，汉能控股金安桥水电站发电庆典仪式在丽江举行。这标志着全球由民营企业投资建设的最大水电站——总装机240万千瓦的金沙江金安桥水电站，历经8年建设正式投产发电。
2、观音岩水电站
观音岩水电站为金沙江水电基地中游河段“一库八级”水电开发方案的最后一个梯级水电站，位于云南省华坪县与四川省攀枝花市的交界处，上游接鲁地拉水电站，下游距攀枝花市27公里。
电站水库正常蓄水位1134m，库容约20.72亿立方米。装机容量300（5×60）万千瓦。单独运行时保证出力47.8万千瓦，年发电量122.40亿千瓦时，年利用小时4080小时；在上游龙盘水库投入运行后，保证出力139.28万千瓦，年发电量136.22亿千瓦时，装机年利用小时4540小时。
3、龙盘水电站
龙盘水电站原名虎跳峡电站，位于云南省丽江市玉龙县与迪庆藏族自治州香格里拉县交界的金沙江中游河段上，是金沙江中游“一库八级”梯级电站的龙头水电站。下游紧接两家人水电站，总装机容量420万千瓦，水库正常蓄水位为2010米。总库容371亿立方米，水库具有多年调节能力，对下游梯级具有巨大的调节补偿作用。工程总投资326亿元。
4、小湾水电站
小湾水电站位于云南省大理州南涧县与临沧市凤庆县交界的澜沧江中游河段，距昆明公路里程为455公里。系是澜沧江中下游水电规划“两库八级”中的第二级，上游为功果桥水电站，下游为漫湾水电站。
小湾水库是梯级电站的“龙头水库”，总库容约150亿立方米，调节库容近100亿立方米，具多年调节能力。电站投产后设可改善澜沧江干流水电基地的调节性能，提高梯级电站保证电量的比例。小湾水电站装机容量420万千瓦，保证出力185.4万千瓦，年保证发电量190亿千瓦时。2010年8月6台机组全部投产。
5、糯扎渡电站
糯扎渡电站位于澜沧江下游普洱市思茅区和澜沧县交界处，是澜沧江下游水电核心工程，也是实施云电外送的主要电源点。电站枢纽为心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸引水发电系统等组成。
糯扎渡水库正常蓄水位812米，心墙堆石坝最大坝高261.5米，居同类坝型世界第三。电站总投资约611亿元，年利用小时数4088小时，年均发电量239.12亿千瓦时。作为云南省最大水电站，是实现国家资源优化配置，全国联网目标的骨干工程，是实施“西电东送” 及“云电外送”战略的基础项目。
6、向家坝水电站
向家坝水电站位于云南省水富市与四川省宜宾市叙州区交界的金沙江下游河段上，是金沙江水电基地最后一级水电站，这座水电站由三峡集团修建。电站拦河大坝为混凝土重力坝，坝顶高程384米，最大坝高162米，坝顶长度909.26米。坝址控制流域面积45.88万平方公里，占金沙江流域面积的97%，多年平均径流量3810立方米/秒。
水库总库容51.63亿立方米，调节库容9亿立方米，回水长度156.6公里。电站装机容量775万千瓦（8台80万千瓦巨型水轮机和3台45万千瓦大型水轮机），保证出力2009MW，多年平均发电量307.47亿千瓦时。
7、乌东德水电站
乌东德水电站位于四川省会东县和云南省禄劝县交界处金沙江河道上，水电站坝顶高程988米，最大坝高270米，总库容74.08亿立方米。电站安装12台单机容量85万千瓦的水轮发电机组，装机总容量1020万千瓦，年发电量389.1亿千瓦时。
电站计划于2020年7月下闸蓄水、8月首台机组发电，2021年12月全部机组投产发电。截止到2019年6月4日，大坝工程、左岸地下电站、泄洪洞三大标段正处于紧张的施工高峰期。
8、白鹤滩水电站
白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站，具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
水库正常蓄水位825米，相应库容206亿立方米，地下厂房装有16台机组，初拟装机容量1600万千瓦，多年平均发电量602.4亿千瓦时。 电站计划2013年主体工程正式开工，2021年首批机组发电，2022年工程完工。 电站建成后，将仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站。
9、两家人水电站
两家人水电站为《金沙江中游河段水电规划报告》推荐1库8级开发方案的第二个梯级水电站，电站为引水式发电，坝址和厂址区间河段长约15千米· 两家人电站坝址控制流域面积21.84万平方千米，坝址多年平均流量1400立方米/秒，多年平均径流量440亿立方米。
10、溪洛渡水电站
溪洛渡水电站是国家“西电东送”骨干工程，位于四川和云南交界的金沙江上。工程以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善上游航运条件等综合效益，并可为下游电站进行梯级补偿。电站主要供电华东、华中地区，兼顾川、滇两省用电需要，是金沙江“西电东送”距离最近的骨干电源之一，也是金沙江上最大的一座水电站。
装机容量与原来世界第二大水电站——伊泰普水电站（1400万千瓦）相当，是中国第二、世界第三大水电站。2005年底开工，2007年实现截流。2009年3月大坝主体工程混凝土浇筑开工，计划2013年首批机组发电电站在左、右两岸各布置一座地下厂房，各安装9台单机容量77万千瓦的巨型水轮发电机组，总装机1386万千瓦，仅次于三峡水电站和伊泰普水电站。
4. 白鹤滩水电站转轮
我国是世界上水力发电最多和能力最强的国家，而世界上最大的水力发电机组就是我国白鹤滩水电站所使用的发电机组，发电功率高达100万千瓦。这种发电机组单台重量高达8000多吨，高度超50米，仅下面的转轮就重达353吨，它每转一圈预计可发电150度，每分钟就可转111圈，一分钟产出的电能就够100个普通家庭用电一个月，而单台机组一年不停发电将可达87亿度左右
5. 白鹤滩 水轮机
目前世界最大单机容量白鹤滩水电站100万千瓦水轮机组。
6. 白鹤滩水轮发电机组
白鹤滩水电站工程右岸共布置有8台单机容量百万千瓦的水轮发电机组，每台水轮机尾水肘管分为13节，单管节最大重量42.8吨，最小重量16.9吨。肘管进水口截面为圆型，直径9750毫米；出水口为高9165毫米、宽15559毫米的椭圆形截面。