Tuabin Đập Tam Hiệp Lớn Cỡ Nào?

Nếu đập tam hiệp là một cơ thể khổng lồ bằng bê tông cốt thép chặn đứng dòng trường giang hung dữ, thì hệ thống tuốc pin chính là trái tim của nó. Và có một sự thật rằng, những trái tim này lớn đến mức mọi con số bình thường đều trở nên nhỏ bé. Chúng ta không chỉ nói về máy móc, chúng ta đang nói về những cỗ máy có thể làm thay đổi cả hệ sinh thái và cung cấp điện cho hàng triệu người chỉ bằng một vòng quay. Và điều quan trọng, Trung Quốc có tự sản xuất được tuốc pin của họ hay không? Để hình dung về độ lớn của tuốc pin đập tam hiệp, các bạn hãy quên mấy cái máy phát điện chạy dầu ở nhà đi. Mỗi tổ máy ở đây là một cấu trúc phức tạp cao tới gần 20 mét, tương đương một tòa nhà 5-6 tầng nằm sâu dưới lòng đất. Khi bạn đứng dưới chân một chiếc tuốc pin đang được bảo trì, bạn sẽ thấy mình chẳng khác gì một chú kiến nhỏ bé đang đứng cạnh một bánh xe khổng lồ. Tại đập tam hiệp, người ta lắp đặt tổng cộng 32 tổ máy chính, mỗi tổ có công suất lên tới 700 MW. Để dễ hình dung con số 700 MW này lớn thế nào, thì chỉ cần một tổ máy hoạt động hết công suất, nó có thể cung cấp điện cho một thành phố với hàng trăm ngàn dân. Mà ở đây chúng ta có tận 32 cái như vậy, tổng quân suất của cả con đập lên đến 22.500 MW, tương đương với sức mạnh của khoảng 15-20 nhà máy nhiệt điện cỡ trung bình cộng lại. Đó là một con số không tưởng biến tam hiệp trở thành nhà máy thủy điện lớn nhất hành tinh về công suất lắp đặt. Đi sâu vào từng tùa pin, thì trong một bộ tùa pin, bộ phận quan trọng nhất, nơi trực tiếp nhận sức mạnh của dòng nước, chính là bánh xe công tác. Ở tiếng Anh gọi là runner, hy vọng dịch như thế này thì nó sát nghĩa. Nếu coi tùa pin là một cái quạt, thì cái bánh xe này chính là cánh quạt. Nhưng cánh này không làm bằng nhựa hay nhôm, nó là một khối thép không dỉ nguyên khối, được đúc và gia công với độ chính xác đến từng mm. Một chiếc bánh xe như vậy ở đập tam hiệp có đường kính khoảng 10m. Để dễ tưởng tượng, nếu đặt nó nằm ngang xuống đất, nó sẽ chiếm chọn diện tích của một căn trung cư khá rộng rãi, và trọng lượng của nó mới thực sự gây sốc, hơn 450 tấn. Để nhấc cái bánh xe này lên và lắp vào trục, người ta phải dùng tới những chiếc cần trục siêu trọng tải lớn nhất thế giới, vận hành với sự cẩn trọng như đang thực hiện một ca phẫu thuật. Tại sao nó lại nặng và chắc đến vậy? Bởi vì áp lực nước từ độ cao hơn 100m đổ xuống là cực kỳ khủng khiếp. Dòng nước chảy qua cái bánh xe này với vận tốc và lưu lượng lớn đến mức, nó có thể nghiền nát bất kỳ một thứ gì ố ớt. Những cái cánh thép này phải chịu đựng sự mài mòn và áp lực liên tục suốt hàng chục năm trời mà không được phép có bất kỳ một vết nước nào, dù chỉ là nhỏ nhất. Tô bin ở Tam Hiệp thuộc loại tô bin tâm trục. Đây là loại tô bin hiệu quả nhất cho những con đập có độ tranh lệch mực nước trung bình, nhưng lưu lượng thì lại siêu lên. Con sông Trường Giang, con sông dài bậc nhất châu Á, đã bị bóp nghẹt lại và ép phải chảy qua những ống dẫn khổng lồ để đâm thẳng vào các cánh tô bin. Khi nước tràn vào, nó không chỉ chảy thẳng, mà còn được điều hướng bởi một hệ thống gọi là cánh hướng nước xung quanh tô bin. Những cánh này có thể đóng mở để điều chỉnh lượng nước vào, từ đó kiểm soát tốc độ quay và công suất phát điện. Khi nước đập vào bánh xe, nó truyền toàn bộ động năng cho trục quay. Trục này lại nối với máy phát điện ở phía trên, và thế là dòng điện được sinh ra. Điểm thú vị là toàn bộ hệ thống này vận hành cực kỳ êm ái. Dù nặng hàng ngàn tấn và quay với tốc độ hàng trăm vòng mỗi phút, nhờ sự cân bằng gần như là hoàn hảo, bạn có thể đặt một đồng su đứng thẳng trên nắp tổ máy đang hoạt động, mà nó không hề bị rơi xuống. Đó chính là đỉnh cao của cơ khí chính xác. Nhưng làm sao để vận chuyển và lắp đặt nhỉ? Làm thế nào người ta đưa một cái khối thép nặng 450 tấn, rộng 10 mét, từ nhà máy sản xuất đến tận lòng đập tam hiệp? Đây thực sự là một cơn ác mộng về hậu cần. Vì kinh thức quá khổng lồ, không một con đường bộ hay đường sắt nào có thể tài nổi, cách duy nhất là đường thủy. Những bánh xe này được đúc tại xưởng cơ khí hạng nặng, sau đó được đưa lên những chiếc xà lan chuyên dụng siêu lớn. Chúng phải xuôi ngừng dòng sông, đi qua những khúc cua hiểm trở, ở những đoạn nước siết và cả hệ thống ô tô khổng lồ của chính đập tam hiệp để đến được vị trí lắp đặt. Ở những đoạn sông hẹp thì người ta lại phải tính toán từng chút một để xà lan không bị mắc kẹt hoặc va chạm. Khi đến nơi, việc lắp đặt lại là một thử thách khác. Sai số cho phép khi lắp các chục khổng lồ vào ổ đỡ chính, chỉ tính bằng phần 10mm. Chỉ cần lịch một tí, toàn bộ lịch li tâm khi quay sẽ phá hủy toàn bộ tổ máy trị giá hàng chục triệu đô la ngay lập tức. Mỗi khi tô pin đập tam hiệp quay, nó không chỉ tạo ra điện, nó còn đóng góp cắt giảm hàng triệu tấn khí thải carbon mỗi năm. Vì đốt than để phát điện, người ta dùng sức nước. Người ta tính toán rằng lượng điện năng mà đập tam hiệp tạo ra mỗi năm tương đương với việc tiết kiệm được khoảng 50 triệu tấn than tiêu chuẩn. Điều này giúp bầu không khí bớt đi một khối lượng khổng lồ CO2 và các hạn bụi bị. Tuy nhiên, sức mạnh này cũng đi kèm với trách nhiệm. Việc điều tiết nước qua tô pin cũng chính là cách người ta kiểm soát lũ lụt trong vùng hạ lưu sông Trường Giang, nơi sinh sống của hàng trăm triệu người. Vào mùa mưa, thay vì để nước lũ tràn về tàn phá, người ta tích nước lại trong hồ chứa và cho chảy từ từ qua tô pin để phát điện. Nó biến một con quái vật thiên tai thành một người khổng lồ phục vụ con người. Và các bạn đừng nghĩ lắp xong là xong. Việc bảo trì những tô pin này là một công việc cực kỳ khắc nghiệt. Theo định kỳ, người ta phải ngăn nước, rút cạn lòng Âu và cử các kỹ sư đi xuống tận đáy để kiểm tra từng cánh thép. Những kỹ sư này giống như những người tí hon đi trong những hang động. Họ sử dụng các thiết bị siêu âm và TX để tìm những vết nứt ly ti mắt thường không nhìn thấy được. Chỉ cần một lỗ nhỏ xuất hiện thì người ta sẽ phải xử lý ngay lập tức. Một câu hỏi lớn được đặt ra đó là Trung Quốc có tự làm được hay không? Câu trả lời là lúc đầu đi mua, sau đó học lỏm, và cuối cùng tự làm rồi vượt mặt luôn cả những người thầy của mình. Câu chuyện này giống như một thương vụ chuyển giao công nghệ kinh điển bậc nhất lịch sử. Khi bắt đầu làm siêu dự án tam hiệp, Trung Quốc thừa nhận thẳng thắn mình chưa đủ trình độ để làm những bộ tuô binh khổng lồ 700MW. Thế là họ mở thầu quốc tế, thu hút những ông chùm hàng đầu thế giới lúc bấy giờ như là Armstrong của Pháp, Volkswagen của Đức và Áo, hay là GE của Mỹ vào cuộc. Tuy nhiên Trung Quốc không chỉ mua máy móc, cái họ mua thực sự là bí kíp võ công. Trong hợp đồng trị giá hàng tỷ đô hồi đó, có một điều khoản sống còn. Đó là các tập đoàn nước ngoài muốn trúng thầu thì bắt buộc phải chuyển giao bản vẽ thiết kế, quy trình sản xuất và phải đào tạo cho kỹ sư Trung Quốc. Ở giai đoạn đầu, 14 tổ máy đầu tiên ở bờ tả ngạn đập tam hiệp, hoàn toàn là hàng ngoại hoặc do nước ngoài thiết kế, rồi Trung Quốc ra công dưới sự giám sát cực kỳ khắt khe. Lúc đó, hai ông lớn nội địa đó là điện máy Cáp Nhĩ Tân và điện máy Đông Phương chỉ đóng vai trò là những người đi theo học việc. Các kỹ sư Trung Quốc đã phải ăn trực nằm chờ tại các sưởng sản xuất ở châu Âu để ghi chép từng mm cách đúc thép, cách hàn quạt sao sẽ không bị dỗ. Họ không chỉ copy máy móc, mà họ phải tìm hiểu xem tại sao người Tây lại làm như vậy. Đến khi bắt đầu xây dựng được nhà máy điện ở bờ hữu ngạn, tức là giai đoạn sau của dự án, Trung Quốc đã tự tin tuyên bố, cảm ơn các thầy, bây giờ chúng tôi làm được rồi. Và thực tế là các tổ máy ở bờ hữu ngạn hoàn toàn do người Trung Quốc tự thiết kế và sản xuất, với tỷ lệ nội địa hóa gần như là 100%. Điều đáng kinh ngạc nhất là, cho không chỉ giỏi bằng thầy, mà còn giỏi hơn thầy. Trong quá trình tự làm, Trung Quốc đã giải quyết được những bài toán hóc búa mà ngay cả các chuyên gia châu Âu cũng từng đau đầu ngay tại đập Tam Hiệp. Ví dụ như hiện tượng những bong bóng khí li ti nổ tung tạo áp lực làm thủng cánh quạt thép tùa pin. Các kỹ sư Trung Quốc đã cải tiến thiết kế hình học của cánh quạt và sử dụng các hợp kim mới giúp tùa pin của họ chạy êm hơn, bền hơn cả hàng gốc của Armstrong hay CMM. Họ biến những kinh nghiệm sương máu từ Tam Hiệp trở thành một bộ quy chuẩn kỹ thuật riêng, giúp họ làm chủ hoàn toàn công nghệ thủy điện hạng nạn. Từ chỗ phải đi xin chuyển giao, Trung Quốc đã nhảy vọt lên, trở thành quốc gia nắm giữ nhiều bằng sáng chế nhất trong lĩnh vực tùa pin thủy điện công suất lớn. Tổng kết lại để các bạn dễ hình dung về quái vật Tam Hiệp. Kinh cỡ của tùa pin cao như một tòa nhà 6 tầng, rộng bằng cả một căn hộ. Cánh quạt nặng 450 tấn bằng thép nguyên khối, to 10m nằm ngang. Về công suất, một tổ máy đủ để nuôi một thành phố và 32 tổ máy gánh cả nền công nghiệp. Về kỹ thuật thì cực kỳ chính xác, đồng su đặt trên máy không gặp vấn đề khi đang quay. Về sứ mệnh, vừa là nhà máy phát điện, vừa là hãm cho lũ lụt của hàng trăm triệu dân ở phía Hạ Liêu. Cảm ơn vì đã quan tâm theo dõi câu chuyện này. Nếu thấy thú vị hãy nhấn đút like và đăng ký kênh. Hẹn gặp lại ở các video kế tiếp.