新未名空间

llling369 写了： 2025年 7月 19日 11:33 上面用霸拦住，再加上导流洞就有上千米了吧？只是很难想象这么高的流速和压头水轮机强度得有多大

分段啊，每一米设个水轮机

意大利有超过1000米的

llling369 写了： 2025年 7月 19日 11:33 上面用霸拦住，再加上导流洞就有上千米了吧？只是很难想象这么高的流速和压头水轮机强度得有多大

什么样的地址条件允许水压上千米的导流洞？

fhnan 写了： 2025年 7月 19日 10:47 把这些落差利用起来 得需要建很多大坝

你说的对，五级

NoDinner 写了： 2025年 7月 19日 08:25 三哥没炸起来？

三哥说不定就指望着电力外送、提高他们的工业产能呢。

以下是截至目前（2025年）全球水头最高的水电站 Top 5 排行榜，重点是“有效水头”（effective head）——也就是水轮机所实际承受的压头，不是地形落差总高：

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全球水头最高的水电站 Top 5（截至2025）

排名 电站名称 国家 水头（米） 装机容量（MW） 水轮机类型
① Bieudron 瑞士 1883 米 3 × 423 = 1269 MW 佩尔顿（Pelton）
② La Grande Dixence（与Bieudron同系统） 瑞士 1748 米（原设计水头） 2000+ MW 系统 佩尔顿
③ Zervreila Power Station 瑞士 1250 米 多级，总装机数百MW 佩尔顿
④ Alto Maipo Hydropower Project 智利 1090 米 531 MW 佩尔顿
⑤ Tacoma Power’s Cowlitz Falls（可变水头） 美国 实际运行中不超千米 但是有试验项目到达 1000 米级 佩尔顿实验


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特别说明

1. 瑞士是千米水头之王
• 由于阿尔卑斯山的地形高差，瑞士多个电站水头都超过 1000 米；
• 特别是 Bieudron，采用超大喷嘴的佩尔顿轮，是全球最高压头运行的水电站。

2. 智利因安第斯山脉也有高水头项目
• Alto Maipo 项目也是典型的高水头、长引水隧道工程。

3. 中国目前暂无公开运行的“千米级水头电站”
• 中国目前最高的高水头电站水头在 700–800 米左右，例如西藏的羊易电站；
• 雅鲁藏布江“千米压头水电”仍处于规划或理论研究阶段。

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延伸思考：为什么这些电站都不在中国？
1. 技术要求极高：要有成熟的佩尔顿轮和抗 1000+ 吨/m² 的材料；
2. 环境条件苛刻：必须具备巨大地形落差+适合修建长引水隧道的稳定山体；
3. 生态和政治敏感性：如中国的雅鲁藏布江、印度的上游流域，建电站容易引发地缘冲突；
4. 经济效益难平衡：千米级水头项目初期投资极大，不适合快速回本。

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如你感兴趣，我可以进一步画出这些高水头电站的“剖面图”，看它们怎么把水从高山引下来发电。是否需要？

这个问题非常有意思，我们来对比一下瑞士 Bieudron 电站和中国三峡电站的发电能力，虽然它们水头相差巨大，但发电能力差异其实更大：

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核心对比一览表

项目 Bieudron 电站 三峡电站
水头 1883 米（世界第一） 80–135 米（动态调节）
水轮机类型 佩尔顿轮（高水头） 混流式（低水头、大流量）
装机容量 1269 MW（3 台 × 423 MW） 22,500 MW（34 台）
年发电量 ~200–250 亿度（估算） 1000 亿度左右
流量 小（来自长引水隧道） 巨大（长江流量，最大 75,000 m³/s）


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结论：

Bieudron 电站虽然拥有世界最高的水头，但其发电能力仅为三峡的 1/18 左右。

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原因分析

Bieudron 的优点
• 超高水头（1883 米）意味着单位体积水能释放的能量巨大；
• 采用佩尔顿轮，效率高，非常适合少量高压水源的地形。

限制因素
• 可用水量有限（阿尔卑斯山融雪+蓄水），流量小；
• 地形不允许修建大型坝体蓄水，只能靠长距离引水管道。

三峡电站的优势
• 地处长江中上游，水资源丰富，年流量巨大；
• 可拦蓄洪水并调节水量，保障全年持续发电；
• 使用混流式水轮机，大流量低落差设计，适合高通量运行。

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你可以这样理解：
• Bieudron 像是一把高倍狙击步枪——每滴水都很有威力，但弹药有限；
• 三峡电站更像是机关炮——水头不高，但水量惊人，可以持续扫射发电。

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如你有兴趣，我可以帮你画出一个形象化图示：
比如“每立方米水在不同压头下的能量对比”，或者“千米水头 vs 千米流量”的直观图表。你想看哪个？

厉害

赞

完全同意！瑞士的工程能力确实非常强大，尤其在高难度水电、精密机械、地下工程、铁路与隧道系统方面，可以说是“山地工程”领域的世界天花板之一。我们可以简单看看他们在几个维度的突出能力：

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一、高水头水电工程

✔ 世界最高水头电站：Bieudron（1883米）
• 使用巨型佩尔顿轮，承压近 20 MPa，精度和耐久性极高；
• 与**La Grande Dixence 大坝（285米高）**组成系统，采用长达 27 公里引水隧道；
• 极高山地环境中施工，完全靠本土工程师设计施工；
• 多次地震、滑坡考验下仍然安全运行。

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二、隧道与地下工程

✔ 世界最长铁路隧道：圣哥达基线隧道（Gotthard Base Tunnel）
• 全长 57.1 公里，贯穿整个阿尔卑斯山；
• 工程历时 17 年，穿越 73 个断层、10 多种岩层；
• 误差仅为 8 毫米 对接成功，代表隧道工程精度巅峰。

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三、机械制造与精密工程
• 世界顶尖的水轮机制造商（如 Andritz Hydro 和 Voith Hydro 在瑞士有基地）；
• 拥有大量世界一流的齿轮、轴承、密封件制造技术；
• 典型的“每一颗螺丝都完美”的工程文化。

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四、科研与工程教育结合紧密
• 苏黎世联邦理工（ETH Zurich）是全球最顶级的工程大学之一，爱因斯坦母校；
• 工程教育重视实践，很多基础设施项目都与高校联合完成；
• 工程师地位高，职业传统稳固，有良好的制度和跨代传承。

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五、风格特点：少而精，山地为王
• 不追求“大而全”，但每一个项目都非常精准、耐久、美观；
• 善于利用地形复杂、空间狭窄的山地环境搞出超级工程。

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总结一句话：

瑞士工程强，不靠人海战术，也不靠大规模资源，而是靠 极致的精准 + 跨学科融合 + 山地特殊化优势。

你如果对某个瑞士工程项目（比如 La Grande Dixence 或 圣哥达隧道）特别感兴趣，我可以单独详细讲讲它背后的设计哲学和技术细节。要听哪一个？

你的问题非常有洞察力，答案基本上是：是的，瑞士在这种特种水轮机的设计与制造中起了核心作用，特别是在**高水头佩尔顿轮（Pelton turbine）**领域，瑞士可以说是世界领先国家之一，甚至是“发源地级别”的地位。

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一、佩尔顿轮的瑞士血统
• 佩尔顿轮虽然最早是美国工程师 Lester Pelton 在 1870 年代发明的，但现代化高压佩尔顿轮的工业化与极限化设计，是由瑞士人真正完成的；
• 瑞士有众多在高水头水电方面经验丰富的设计院、大学和制造厂商，专攻这一类特种设备。

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二、谁设计、谁制造？关键角色在瑞士：

✔ 主要设计制造公司包括：

公司名 总部 特长 是否参与Bieudron项目
Andritz Hydro（前 Escher Wyss） 瑞士苏黎世 世界级水轮机设计制造商，特别是高压佩尔顿轮 是主要设备商
Voith Hydro（部分瑞士参与） 德国-瑞士合作 高精密水电设备 可能有配件合作
Alstom Hydro（曾有瑞士分部） 法国（有瑞士分厂） 发电机系统 参与多国高压水轮项目
GE Renewable Energy（现整合部分瑞士资产） 全球 后期整合瑞士老牌公司 间接参与

Bieudron 电站的水轮机由瑞士 Escher Wyss（后被 Andritz 吸收）设计和制造，这是瑞士最经典的水电机械制造商，历史可以追溯到 1805 年。

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三、材料方面：瑞士制造 or 定制？

✔ 水轮机核心部件的材料要求：
• 高强度不锈钢（如 X20Cr13、X3CrNiMo13-4 等）；
• 抗空蚀耐磨超合金（可用于叶片冲击区域）；
• 超高精度锻造工艺和五轴数控加工技术。

✔ 材料来源：
• 瑞士本土拥有部分冶金能力，但很多时候：
• 材料由德国、日本、瑞典等高端钢铁厂商冶炼；
• 瑞士本地进行加工与热处理，以确保质量控制；
• 有时与法国、奥地利等高端制造厂合作。

✔ Bieudron 的佩尔顿叶片：

是采用瑞士本地加工+定制不锈钢材料打造，耐压达 200 atm（≈ 20 MPa）以上，同时叶片表面经特殊热处理，以抵抗空蚀和冲刷。

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四、为什么非得是瑞士人做？

因为要把 1800 米压头的水变成平稳、安全、高效的发电过程，需要的不是“大干快上”，而是“毫米级精度 + 百年耐久性 + 极端可靠性”——这是瑞士工程师擅长的。

比如：
• Bieudron 的每一台水轮机都能跑 400+ MW，却稳定运行数十年；
• 比如引水隧道的连接误差仅数毫米。

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总结：
• Bieudron 等超高水头电站的特种水轮机基本就是瑞士人自己设计、自己制造的；
• 材料部分源于瑞士，也可能结合德国/瑞典的特种钢，但制造和精度控制一定在瑞士完成；
• 这些设备代表了全球最强的水电工程实力之一，是瑞士“山地国家工程文化”的结晶。

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如你想看一张佩尔顿轮结构的剖面图，或者了解它的空蚀抑制设计，也可以告诉我，我来给你画个图或详细拆解。

水头再高，到了一定程度流速不再增加了，也就没有区别了
雅鲁藏布江大拐弯电站水头据说两千米
分级发电是合理的技术途径

耐压强度20mpa是什么鬼？

midlander 写了： 2025年 7月 19日 10:21 这个位置好，没有问题好
有质量问题，更好

垂門框上好還是房樑上好？

kuku 写了： 2025年 7月 19日 12:05 耐压强度20mpa是什么鬼？

MP 兆帕

能量主要是水的压强，不是流速，瑞士的这个流速只有12m/s

kuku 写了： 2025年 7月 19日 12:00 水头再高，到了一定程度流速不再增加了，也就没有区别了
雅鲁藏布江大拐弯电站水头据说两千米
分级发电是合理的技术途径

CHINAMERICA 写了： 2025年 7月 19日 10:10 我小伙伴从北京被贬雅江担任项目总指挥

不贬出京，难道可以在北京修水电站？

这种战略级别的项目，所用设备必然国产，否则太容易被威胁了。和瑞士没关。

verdelite 写了： 2025年 7月 19日 12:23MP 兆帕

随便一块普通钢材，强度就是250mpa
那个机器人知道它在说什么吗？

余兵是你的小伙伴？

CHINAMERICA 写了： 2025年 7月 19日 10:25 小伙伴神隐半年，头发都花白了，今天终于与总理同时出现在主席台上，平安落地。

kuku 写了： 2025年 7月 19日 12:00 水头再高，到了一定程度流速不再增加了，也就没有区别了
雅鲁藏布江大拐弯电站水头据说两千米
分级发电是合理的技术途径

发电又不是看流速，是看势能，就是压强