华能玉环电厂1000MW超超临界机组的选型与特点
华能玉环电厂1000MW工程
华能玉环电厂1000MW工程摘要：华能玉环电厂4×1000MW超超临界工程为国内首台百万机组，是国家863计划公关项目，汽机基座作为电厂的核心建筑工程有他独特之处，和国内其他汽机基座相比有很多不同之处，施工方案也有其特点，同时也应用了一些新工艺。
本文主要对基座上部结构施工质量控制进行说明，重点从钢筋安装、模板支设、混凝土施工几个方面进行总结。
关键词：1000MW汽轮发电机施工技术总结1、引言由于我国近年来处于新一轮的经济增长期，国民经济持续高速增长，近年来出现了全国大面积缺电现象，为保证国民经济健康稳定的增长，全国出现了电力建设的高潮，1000MW超超临界机组煤耗低，已成为了我国电力工业的发展方向，华能玉环电厂是我国第一座装备国产百万千瓦级超超临界燃煤机组的电厂。
被喻为电厂土建心脏的汽轮发电机基座是引进德国西门子技术设计，为整体框架式现浇钢筋混凝土结构，型式复杂，工艺要求高，施工难度大。
2、工程概况华能玉环电厂1000MW汽轮发电机基础由底板、柱子和运转层组成，基座上部结构，长47.65m，宽16.0～11.0m，混凝土设计强度C40，方量1600m3。
3、施工方案策划3.1 主要施工步骤本工程钢筋采用钢筋加工车间集中加工，现场绑扎成型，模板采用竹胶板，对拉螺栓、槽钢和脚手管内拉外顶的加固方案；混凝土采用搅拌站集中生产，罐车运输，布料机浇筑的方案。
3.1.1 施工层划分汽轮发电机基座上部框架结构按照每层为一个施工段施工，并留设水平施工缝。
3.1.2 现场施工机械布置3.1.2.1 垂直运输机械布置现场垂直运输采用布置在汽机厂房内的1#、2#平臂吊进行现场钢筋、模板等材料的倒运。
3.1.2.2 混凝土浇筑机械布置汽轮发电机上部结构混凝土浇筑采用2台28m布料机进行浇筑。
3.2 施工工艺流程施工工序流程：定位放线→脚手架塔设→检查验收→施工缝处理→检查验收→钢筋制作→预埋件制作→钢筋绑扎→预埋件安装→检查验收→模板支设→检查验收→混凝土浇筑→混凝土养护→模板拆模→混凝土外观检查。
试论1000MW超超临界汽轮机设计特点及调试技术
试论1000MW超超临界汽轮机设计特点及调试技术作者：王中平来源：《科学与财富》2016年第23期摘要：1000MW超超临界汽轮机在电厂的使用中是经常能见到的，汽轮机的向使用可以提高电厂的工作效率，是电厂生产中经常会用到的设备，但是机组的启动调试还存在着问题，本文是通过对上汽1000MW超超临界汽轮机的设计进行研究，对调试中出现问题及时解决，提出具体的解决措施，对汽轮机的设计有着重要的意义。
1000MW超超临界汽轮机在电厂中扮演着重要的角色，如果没有汽轮机，电厂是不能正确运行的，如果电厂不能正确运行。
电力系统就会出现问题，对人们的生产和生活产生着严重的影响，1000MW超超临界汽轮机在使用的过程中经常会出现问题，如果没有及时解决这些问题，就会对电厂的正常生产产生影响，在对汽轮机进行调试的过程中，发现汽轮机在制造、设计和安装上都存在着问题，主要就是经验不足，技术较为落后，本文对这一问题积极性研究，为系列汽轮机的制造提供借鉴作用。
1 汽轮机的总体结构在上汽1000MW超超临界汽轮机的总体结构如下：汽轮机的整个流通部分是由4个气缸组成的，这四个气缸分别是一个高压缸、1个双流中压缸和2个双流低压缸，共设64级，均为反动级。
高压缸部分有14单流压力级，不设调节级。
中压缸部分有2×13个压力级。
2个低压缸压力级总数为2×2×6级。
末级叶片高度为1146mm。
汽轮发电机轴系由汽轮机高压转子、中压转子、2个低压转子、发电机转子及励磁机转子组成，转子之间采用刚性联轴器联接。
除发电机转子外，轴系设计采用独特的单轴承N+1支承模式，与其他两家国产超超临界汽轮机轴系采用双轴承支承相比，汽轮机转子轴系长度仅为29m，同比缩短了8～10米。
整个汽轮发电机组轴系长度为49m，共有7个径向轴承和1个径向推力联合轴承支承。
除高压转子由2个径向轴承支承外，汽轮机其他转子均由单轴承支承。
2 汽轮机的设计特点汽轮机的设计方式也有着严格的要求，在设计上主要是体现了以下特点：2.1 使用的是圆筒型高压外缸圆筒形高压外缸的设计可以减少缸体的重量，这样的设计可以减少制造成本，能够节省资源，对制造企业来说是极有利的，这护送高压缸是由厂家整体发运的，高压缸使用的是双层缸设计，双层缸是由内缸和外缸组成，内缸是由静叶持环组成的，外缸的形状是圆筒形的，这种高压缸在里面是不设置隔板的，如果设置了隔板就会出现反效果，无法发挥高压缸的作用，在缸内还要安装静叶栅，静叶栅是反动式的，这就是内缸的设计理念，外缸使用的设计理念与内缸是完全不同的，外缸采用圆筒的设计形式，分为进气缸和排气缸，汽轮机在运行的时候会出现大量的废气，这些废气会影响着汽轮机的使用，需要有进气缸支撑着汽轮机的正常使用，而排气缸主要是为了将废气都排出去，让汽轮机可以正常的使用，高压外缸在汽轮机的构成中是非常重要的，内缸的方向为垂直纵向分布，这样可以汽轮机可以很好的受热，让材料的受热情况保持一致，如果没有保持一致就会出现高温现象，对汽轮机中的其他部件来说也是一种损害。
百万千瓦超超临界汽轮机特性及启动调试技术
百万千瓦超超临界汽轮机特性及启动调试技术骆贵兵孟颖琪张亚夫（西安热工研究院有限公司陕西西安 710032）摘要：本文简要介绍了华能玉环电厂1000MW超超临界汽轮机的技术特点、启动调试过程及出现的一些问题，并简要介绍了该型汽轮机甩负荷试验的情况。
关键词：超超临界机组汽轮机启动调试动态特性前言大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施。
由于世界一次能源资源中煤的储量远远超过石油和天然气，以及环境保护要求减少污染物（特别是CO2、NO X）的排放，使得以超超临界机组为代表的高效洁净燃煤发电技术成为世界电力工业的主要发展方向之一。
作为我国863 科技攻关项目依托工程的第一个超超临界电厂——华能玉环电厂4 ×1000MW 项目于2003 年11 月开工建设，2007年11月4台机组全部投产，标志着我国电力工业进入了以可持续发展为目标，更加注重安全、经济、环保的新阶段。
我院承担了玉环电厂启动调试工作，本文将简要介绍该电厂超超临界汽轮机的技术特点、启动调试过程及出现的一些问题。
1. 机组概况华能玉环电厂锅炉系哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进日本三菱重工业株式会社（MHI）技术设计制造的HG-2953/27.46-YM1型1000MW超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置、平衡通风、固态排渣、单炉膛、低NO X型PM主燃烧器和MACT 型低NO x分级送风燃烧系统、反向双切圆燃烧方式、摆动式燃烧器，设计燃用神东煤和晋北煤。
汽轮机系上海汽轮机厂引进德国西门子公司技术设计制造的超超临界1000MW 汽轮机组。
该机组为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、双背压、八级回热抽汽汽轮机。
发电机为上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF 125/67型1000 MW三相同步汽轮发电机。
发电机采用水氢氢冷却方式，密封油系统采用单流环式密封。
励磁系统采用西门子所特长的无刷励磁方式。
2. 汽轮机技术规范型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式型号： N1000-26.25/600/600（TC4F）额定主蒸汽压力： 26.25 MPa额定主蒸汽温度： 600℃额定主蒸汽流量： 2804.4 t/h额定再热蒸汽压力：5.35 MPa额定再热蒸汽温度：600℃额定再热蒸汽流量： 2274 t/h额定高压缸排汽压力：5.946 MPa(a)主蒸汽最大进汽量： 2953t/h低压缸排汽压力： 4.4/5.39kPa(a)配汽方式：全周进汽额定给水温度： 292.25℃额定转速： 3000r/minTHA工况热耗： 7316kJ/kWh低压末级叶片长度： 1145.8mm汽轮机总内效率： 92.03%回热系统：三高、四低、一除氧共8级通流级数（高+中+低）：（1+13）+13×2+2×2×6=64级盘车转速：50～60r/min图1 汽轮机总体布置图3. 汽轮机技术特点3.1 总体布置特点华能玉环电厂1000 MW 机组汽轮机的总体型式为单轴四缸四排汽。
华能玉环电厂1000MW超超临界机组输煤系统
第１期・・电力建设ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ第２９卷第１期２００８年１月Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．１Ｊａｎ，２００８华能玉环电厂１０００ＭＷ超超临界机组输煤系统陈斌（华东电力设计院，上海市，２０００６３）［摘要］华能玉环电厂是国内首次自主设计的百万千瓦级超超临界机组电厂。
文章对电厂输煤系统进行了介绍，并对系统配置进行了说明。
最后，文章还对百万千瓦级机组燃煤电厂输煤系统的配置提供了一些建议。
［关键词］华能玉环电厂；超超临界；输煤系统；系统配置中图分类号：ＴＫ２８４．３文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－７２２９（２００８）０１－００５５－０３收稿日期：２００７－０９－１０作者简介：陈斌（１９７０—），男，大学，高级工程师，主要从事火力发电厂输煤工程设计与管理工作。
１工程概况华能玉环电厂煤质资料和耗煤量分别如表１、２。
２输煤系统方案１．１卸煤设施和贮煤设施１．１．１卸煤设施燃煤由火车从矿区运至北方下水港，再由海轮运至电厂专用卸煤码头。
卸煤设施一、二期公用。
全厂建设１座５万ｔ级专用卸煤码头，共设置２个泊位，每个泊位上安装２台桥式抓斗卸船机，每台卸船机的额定出力为１５００ｔ／ｈ，每个泊位的设计年通过能力约为４７０万ｔ，分别满足２×１０００ＭＷ机组耗煤量要求。
由卸船机卸下的煤均可以通过安装在码头上的Ｃ－０１Ａ／Ｂ胶带输送机转运至引桥Ｃ－０２Ａ／Ｂ胶带输送机，通过Ｃ－０２Ａ／Ｂ胶带输送机将煤送至厂内Ｔ－０２转运站并进入厂内输煤系统。
码头Ｃ－０１Ａ／Ｂ及引桥Ｃ－０２Ａ／Ｂ胶带输送机双路布置（一、二期各１路，互为备用）。
燃煤进入Ｔ－０２转运站后，经Ｃ－０３Ａ／Ｂ、Ｃ－０４Ａ／Ｂ、Ｃ－０５Ａ／Ｂ（一、二期公用），Ｃ－２１Ａ／Ｂ、Ｃ－２２Ａ／Ｂ（二期）胶带输送机及Ｔ－０３、Ｔ－０４、Ｔ－０５（一、二期公用），Ｔ－２１、Ｔ－２２（二期）转运站进入煤场。
上述胶带输送机均为双路布置，一、二期各用１路，互为备用。
1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析
1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析作者：李虎引言华能玉环电厂安装4×1000MW超超临界燃煤发电机组，在全国首次采用国际先进的超超临界燃煤发电技术，是国家“863计划”中引进超超临界机组制造技术的依托工程，也是我国“十五”重点建设项目。
经过精心安装与调试，1、2号机组已经于2006年提前实现双投，运行半年来，设备稳定，机组各项指标达到设计要求。
经测算，额定负荷下的锅炉效率为93.88%，汽轮机热耗为7295.8kJ(kW.h)，发电煤耗为270.6g/(kW.h)，氮氧化物排放量为270mg/m3，供电煤耗为283.2g/(kW.h)，机组热效率高达45.4%，达到国际先进水平，二氧化硫排放浓度为17.6mg/m3，优于发达国家排放控制指标。
3、4号机组也将力争于2007年投产。
一、1000MW机组特点玉环电厂超超临界机组主要设计参数见表1。
1.1 汽轮机特点机组汽轮机由上海电气集团联合西门子公司设计，为单轴四缸四排汽；所采用的积木块是西门子公司近期开发的3个最大功率可达到1100MW等级的HMN型积木块组合：1个单流圆筒型H30高压缸，1个双流M30中压缸，2个N30双流低压缸。
汽轮机4根转子分别由5只径向轴承支承，除高压转子由2个径向轴承支承外，其余3根转子，即中压转子和2根低压转子均只有1只径向轴承支承，提高了轴承稳定性，也缩短了轴向的长度，使轴总长度仅为29m。
整个高压缸静子件和整个中压缸静子件由它们的猫爪支承在汽缸前后的2个轴承座上。
而低压部分静子件中，外缸重量与其他静子件的支承方式是分离的，即外缸的重量完全由与它悍在一起的凝汽器颈部承担，其他低压部件的重量通过低压内缸的的猫爪由其前后的轴承座支承。
所有轴承座与低压缸猫爪之间的滑动支承面均采用低摩擦合金，具有良好的摩擦性能，不需要润滑，有利于机组顺畅膨胀。
盘车装置采用液压电动机，采用顶轴油驱动，安装在机头位置，位于1号轴承座内。
004 1000WM超超临界机组汽机结构特点及关键技-资料 共120页
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2.上汽－西门子型1000MW汽 轮机设计和结构特点
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2.上汽－西门子型1000MW汽 轮机设计和结构特点
2.1 总体介绍
上汽1000MW汽轮机由西门子公司设计，机组的总体型 式为单轴四缸四排汽。所采用的积木块是西门子公司近期 开发的三个最大功率可达到1100MW等级的HMN型积木 块组合：一个单流圆筒型H30高压缸，一个双流M30中压 缸，两个N30双流低压缸。“HMN”组合的功率范围为 300MW至1100MW。根据排汽容积流量的大小（背压及 功率）可选配1至3个低压缸。因此该功率等级机组技术先 进、成熟、安全可靠；且所有的最新技术近期均有成功的
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2.上汽－西门子型1000MW汽 轮机设计和结构特点
低压缸结构
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2.上汽－西门子型1000MW汽 轮机设计和结构特点
2.2.6 采用全三元气动高效率叶片
第五代“T4X”叶片型线
目前在超超临界汽轮机中应用的第五代“T4X”型线不仅 叶型损失小，而且有较宽广的冲角适应范围。
变反动度叶片技术
整体自带围带结构，动应力小，抗高温蠕变性能好。
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2.上汽－西门子型1000MW汽 轮机设计和结构特点
2.2.7 汽缸落地设计
所有高中压汽缸和低压的内缸均通过轴承座直 接支撑在基础上，汽缸不承受转子的重量，变 形小，易保持动静间隙的稳定。
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2.上汽－西门子型1000MW汽 轮机设计和结构特点
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1. 前 言
上汽—西门子型、东汽—日立型、哈汽—东芝 型汽轮机都是吸取其技术支持方成熟的结构设计 、先进的通流技术、高温材料和长叶片技术基础 上优化组合有良好运行实践的最新技术，设计制 造了具有容量大、效率高、安全可靠、运行灵活 和维护方便等特点的新一代超超临界汽轮机。本 文将分别对三种机型的关键技术及特点进行分别 介绍。
华能玉环电厂超超临界1000MW机组锅炉特点
。
采用 烟 气 分配 挡 板 燃 烧 器 摆动 喷水 等 方 式
，
锅炉设
1
。
热 态 起 动 时 对 锅 炉 的 热 冲击 炉 水再 循 环 泵
计煤种 为神 府东 胜 煤 和 晋北 煤 主要 参 数 见 表
表
— — — — —
锅 炉 起 动 系 统 由立 式 布 置 的 内 置 式 分 离 器 储 水 箱
岛压 加热 器 给 水 泵
锅 炉 水 冷 壁 采 用 三 菱 重 工 公 司 （ ＨＩ 的 改 进 型 Ｍ ）
内螺纹 管焊接 膜 式 垂直 水 冷 壁 ， 水 冷壁 中间高 度 位 在
图 １ 锅 炉 起 动 系统
置 加装 了 中间混合集 箱 ， 并配备 了两级 分配 器 。
滑 压 运 行 的超 超 临 界 锅 炉 的 运 行 中 要 经 历 起 动 阶
，
PM
型低
Nq
a r
燃 烧 器 反 向双 切 圆燃 烧
m
。
锅 炉 炉膛 断 面 尺 寸 为
全 高为
65
．
．
32 084
(宽) × 15 6 70
．
m m
(深 )
，
1
锅炉起动 系统
华 能 玉 环 电 厂 超 超 临界 直 流 炉 配 置 的起 动 系 统 为
5
m
，
截面 热 负荷 为
。
4
59 MW
群 ／
，
容积热 负 带有 再 循 环 泵 改 进 型 内置 式 起 动 系 统 起 动 过 程 回 收
，
荷为
82 7 kW
甜 ／
炉 膛 采 用 内螺 纹 管 垂 直 上 升 膜 式 水 冷 壁 循 环 泵
超超临界1000MW机组锅炉的基本特点
超超临界1000MW机组锅炉的基本特点1华能玉环电厂华能玉环电厂的锅炉与我厂一样，由哈尔滨锅炉厂有限责任公司在日本三菱重工业株式会社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）技术支持下制造的超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置、单炉膛、低NO X PM主燃烧器和MACT燃烧技术、反向双切圆燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。
锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，燃用神府东胜煤、晋北煤。
锅炉主要参数见表1－3：表1－3 华能玉环电厂锅炉主要参数锅炉不投油最低稳燃负荷为35%BMCR，锅炉点火和助燃采用轻柴油，油燃烧器的总输入热量按30%BMCR，油枪采用机械雾化式。
2国电北仑电厂三期工程北仑电厂位于浙江省宁波市北仑区，地处杭州湾口外金塘水道之南岸。
电厂现装有五台单机容量为600MW亚临界燃煤机组，装机总容量为3000MW。
国电北仑三期扩建2×1000MW工程厂址位于电厂一期工程北侧的原电厂海涂渣场内。
厂址西侧和北侧为原渣场大堤，南侧为原有的老海塘大堤，东侧为电厂煤码头引桥及渣场。
装设二台1000MW燃煤汽轮发电机组。
锅炉为超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧方式，Π型锅炉。
设计煤种：晋北烟煤1，校核煤种1：晋北烟煤2，校核煤种2：神华东胜煤。
计划于2009年底前全部建成投产。
(1) 锅炉容量和主要参数北仑电厂三期工程的锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司制造，锅炉出口蒸汽参数为27.56MPa(a)/605/603℃，对应汽机的入口参数为26.25MPa(a)/600/600℃。
锅炉的主要参数见表1－4。
表1－4 北仑电厂三期锅炉主要参数（主蒸汽压力为汽机入口参数）：图1－1 压力负荷曲线水冷壁采用螺旋盘绕内螺纹管圈＋垂直管屏全焊接的膜式水冷壁，保证燃烧室的严密性，鳍片宽度能适应变压运行的工况。
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华能玉环电厂1000MW超超临界机组的选型与特点0概述超超临界发电技术在国外已有十多年的发展历史,原国家电力公司2001年将超超临界燃煤机组计划列为“十五”国家重点科技攻关项目即863项目。
华能公司和原国家电力公司一起承担了子课题技术选型的攻关。
通过在浙江玉环建设我国首台1000MW超超临界机组作为项目的依托开展探讨与实践,目前已取得阶段性成果。
在玉环超超临界工程可行性方面通过大量的实际调研、参数比选以及技术论证,我们在3大主机的选型上最后确定玉环机型为1000MW,26.25MPa,600℃/600℃。
所选参数与863课题组推荐值相似。
华能在玉环确定使用的机组,其参数在压力上高于日本,温度上超过欧洲,尤其又是单轴,世界上并无一台完全相同的机型可供借鉴。
为了提高我国火电机组的总体技术水平,3大主机全部国内订货,通过4台机组的逐台制造,使得制造厂家逐步掌握关键技术并提高国产化率。
锅炉由哈尔滨锅炉有限责任公司中标,技术支持方为日本三菱公司,汽轮机、发电机则分别由上海汽轮机有限公司、上海汽轮发电机有限公司供货,其技术支持方为德国西门子公司。
1锅炉结构特点华能玉环电厂锅炉为超超临界参数变压垂直管圈直流炉、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
炉膛断面尺寸为(宽×深×高)32.08m ×15.67m×66.40m,炉膛容积28000m3。
锅炉的最大连续蒸发量(B-MCR)2950t/h。
锅炉出口蒸汽参数27.56MPa/605℃/603℃。
炉膛上、下部水冷壁均采用内螺纹垂直管。
上下部水冷壁之间设有混合集箱,在由各水冷壁下集箱引出的水冷壁入口管段上,按不同的回路装有不同孔径的节流孔圈。
为防止锅炉结渣,慎重地选择炉膛容积热负荷为82.7kW/ m3,炉膛断面热负荷为4.59MW/m2。
锅炉采用带启动循环泵的内置式启动系统。
燃烧方式采用无分隔墙的八角双火焰切圆燃烧方式。
采用PM-MACT型八角反向双切圆布置的摆动燃烧器。
采用该燃烧器NOX的排放量低于360mg/Nm3。
过热器系统采用四级布置,以降低每级过热器焓增,沿蒸汽流程依次为水平与立式低温过热器、分隔屏过热器、屏式过热器和末级过热器。
过热器系统共有三级喷水减温。
再热器分为低温再热器和高温再热器,两级再热器之间设有事故用紧急喷水减温器。
主要使用烟气挡板调节再热汽温。
省煤器管束采用无缝光管顺列布置。
省煤器为连续管圈可疏水型。
受热面主要材料的选择是成败的关键,高温过热器、末级再热器受热面的主要材料为S u2per304H和HR3C,Super304H高温下许用应力较高,但在抗蒸汽氧化及抗烟气高温腐蚀上比HR3C稍差,玉环电厂锅炉采用了抗氧化性更好的成熟材料HR3C同Super304H相结合方式,将Su2per304H作喷丸处理后用于金属温度较低区域,易氧化的高温区则采用H R3C。
Super304H、HR3C在受热面成形后作整屏固溶化热处理。
2汽轮机结构特点华能玉环电厂的汽轮机引进德国西门子技术,其主要技术规范为:超超临界,一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、八级回热抽汽、功率1000MW、主汽门前压力26.25MPa、温度600℃、再热阀前温度600℃、给水温度292.5℃。
平均背压5.39/4. 4kPa,夏季背压9.61/7.61kPa。
该型汽轮机是目前世界上采用高压缸、中压缸和两只低压缸单轴串联布置的最大容量汽轮机。
除高压转子由两只径向轴承支承外,中压转子和两根低压转子均采用单轴承支承方式。
这种支承方式不仅结构比较紧凑,缩短了轴系长度,提高了轴系刚性,减少了基础变形对于轴承荷载和轴系对中的影响,利于汽轮机转子平稳运行,节省厂房投资。
高压缸、中压缸采用传统方式支承,由其猫爪支承在汽缸前后的2个轴承座上。
而低压外缸直接座落在凝汽器颈部,低压内缸通过猫爪及支架直接座落在外缸前后的专用台板上。
内外缸之间由膨胀节密封连接,彻底消除了低压外缸热变形或位移对低压动静间隙的影响。
内缸支架用推拉装置与中压外缸相连,以保持低压部分的轴向动静间隙。
高压缸采用单流程双层缸设计。
外缸为桶形,前后两段用螺栓连接,内缸为垂直纵向平分面结构。
缸体为旋转对称,无连接大法兰,汽缸横断面积无变化,使得缸体受热均匀,在主蒸汽参数变化时,缸体的的温度梯度很小,且几乎能够和转子同时达到同样的温度水平,因此机组适应快速启停、变负荷过程中无需监视汽缸的绝对膨胀和与转子的胀差。
高压缸没有调节级, 100全周进汽,第一级采用了低反动度叶片级(约20的反动度),以降低进入转子动叶的蒸汽温度。
第一级静叶斜置设计,切向进汽,效率高、漏汽损失小。
中压缸采用双流程双层缸设计。
中压缸第一级除了与高压缸一样采用了低反动度叶片级,以及切向进汽的第一级斜置静叶结构外,还采取了一种切向涡流冷却技术,以降低中压转子的温度。
另外,高中压转子通流部分采用小直径、多级数;高中低压动、静叶片(末三级除外)设计成全三维马刀型,不同反动度叶片级的组合提高了通流效率;两只主调门及两只再热调门水平布置在汽缸两侧,切向进汽;阀体与汽缸采用螺栓连接,便于检修;所有轴承均通过轴承座直接支撑在基础上,汽缸不承受转子的重量,变形小,易保持动静间隙的稳定。
膨胀系统设计具有独特的技术风格:机组的绝对死点及相对死点均设在高中压之间的推力轴承处,整个轴系以此为死点向两端膨胀,低压内缸也通过汽缸之间有推拉装置而向后膨胀,为此动静叶片的相对间隙变化最小。
所有轴承座与台板之间及低压内缸猫爪支架与台板之间的滑动支承面均采用低摩擦合金,无需润滑,即可保证机组自由膨胀。
由于压力的原因,超超临界机组低压缸的排汽湿度比同样进汽温度的亚临界机组要大,低压末级及次末级叶片具有必要的抗应力腐蚀及抗水蚀性能尤为重要。
在抗水蚀和抗腐蚀技术的应用方面,除了在结构上设计成有足够通量的疏水槽、相当大的轴向间隙和采用中空末级静叶外,末级叶片采用抗腐蚀性能好的17-4PH材料。
该材料在钠盐及水中的疲劳强度均明显高于12Cr钢。
并在末级、次末级动叶片采用新型的激光表面硬化技术。
虽然世界上叶片的技术贮备已很充分,但真正有运行业绩的叶片并不多,玉环项目应用的是低压缸N30积木块,末级叶片长度为1146mm。
华能玉环电厂在汽轮机上引进了补汽技术,该技术是指从某一工况(TMCR)开始从主汽阀后、主调阀前引出一些新蒸汽(进汽量的5～10),经节流降低参数(蒸汽温度约降低30℃)后进入高压第五级动叶后空间,主流与这股蒸汽混合后在以后各级继续膨胀做功的一种措施。
补汽技术提高了汽轮机的过载和调频能力;此外由于在各个主要工况下阀门可以全开而避免了蒸汽节流,在开始补汽点以下各工况热耗率得到改善。
该技术虽缺乏大容量、高参数汽轮机的使用业绩,玉环汽轮机采用补汽阀有一定风险,但在原理和结构方面并无重大难点,可以判断风险不大;补汽阀只在TMCR以上的运行区域以及需要调频时才开启,大部分时间备而不用。
玉环项目汽轮机TRL工况(背压11.8kPa)下出力为950MW,考虑到玉环项目冷却水的实际条件(15m深海水)和凝汽器冷却面积等因素,夏季背压约为8～9kPa。
汽轮机如按滑压方式运行,机组全年出力可达1000MW,但无调频能力;如按5节流方式运行,夏季出力略低于1000MW;采用补汽阀技术后,该机组全年出力均可达到1000MW,且有调频能力。
3发电机结构特点发电机与超超临界技术与参数无直接关系,玉环发电机冷却方式为水氢氢,定子绕组额定电压27kV,短路比0.5,接线方式为42槽,YY接线,6端子引出。
定子线棒使用不锈钢通水管和实心无氧铜线;主绝缘厚度为6.5mm,F级绝缘,B级考核;VPI绝缘工艺制造;不锈钢空心导线与实心铜线编织。
机座与铁芯之间采用立式弹簧板隔振结构,自振频率避开179Hz,振幅为38μm。
定子铁芯结构采用叠压方式、轴向固定,定子铁芯硅钢片使用M270-50A型0.5mm 厚冲片,气隙磁密Bs为1.2T,铁芯端部屏蔽。
转子大齿上开有阻尼槽,设有阻尼铜条,阻尼槽楔外伸至护环搭接面进行良好接触,起阻尼绕组作用(嵌线槽内无阻尼条);转子槽楔采用镍硅铜槽楔;护环结构及材料为Mn18Cr18非磁性奥氏体钢护环,梳齿形结构,悬挂式护环;转子轴材质为26NiCrMoV,不带中心孔的整体锻件。
氢气供气系统特点是采用CO2置换式氢气系统自动补氢和分子筛氢气干燥器,氢气干燥器设有增压风机。
励磁方式为无刷励磁,励磁电压418V,电流5653A,灭磁时间常数8.73。
华能玉环电厂主要辅机的选择考虑了安全可靠,以支撑主机的安全运行,充分顾及着力提高国内辅机制造水平,同时也为了降低工程造价使得机组投入商业运营后具备足够的竞争力。
4热力管道的选材主蒸汽管道决定采用P92钢。
常规P91钢虽然国内有足够的使用经验,但由于其使用范围按有关标准规定为540～600℃,而且在610℃时的许用应力较低,计算壁厚达到108 mm,单道焊口焊接施工时间长,焊接成本高,更重要的是难以保证焊接质量;由于壁厚大,对管系的柔性不利,管系热膨胀大不易吸收,会对机组产生较大推力,专家们认为主蒸汽管道壁厚不宜超过80mm。
同时P91在600℃下材料老化加速,厚壁P91主汽管道的热应力大,长期运行安全难以保证,所以不采用P91作为玉环的主汽管道材料。
另外,P92、P122和P 911虽然都能满足温度要求,但P911含C量较高,P122含Cr量高,材料的焊接性能不好,长时间高温运行的组织稳定性稍差;而且P911的计算壁厚也达到92mm;而P92高温持久强度高,焊接和其它热加工工艺与P91接近,计算壁厚只有72mm。
从技术的角度看采用P 92作为主蒸汽管材较为适宜。
再热热段由于蒸汽压力较低,采用P91壁厚适中,如果选择P 92壁厚偏薄,管件加工难度增大,管道的椭圆度难以保证。
再热汽冷段采用A691Cr1-1/4CL22、给水管道采用15NiCuMoNb5。
这两种材料属于成熟的材料,在国内已经有应用业绩。
5结束语总的来说,针对玉环工程1000MW超超临界机组大容量高参数的特点,关注了高温高压材料的选择;充分注意了技术支持方的一些习惯配置,如西门子的发电机与旋转励磁机的成熟搭配;汽轮机和发电机同为西门子技术,机电一体则轴系的稳定得到了保证;主要辅助设备在充分调研的基础上,在确保安全的前提下优先选用国产或合资产品,支持本国制造业的同时也降低了玉环工程初投资;设计上引进国外电厂厂房布置及管理格局的新的理念,提高机组自动化水平,提高环保整体水平。
由于华能玉环电厂的工程正在建设之中,还有许多问题还需进一步探讨与摸索。
本文观点仅供商榷探讨,欢迎各方共同关注,目的是使我国第一台引进技术自行生产的超超临界10 00MW机组真正能够实现安全、可靠、高效、成熟的目标。