1000MW超超临界机组发电机设计介绍
1000MW超超临界机组汽轮机设计介绍课件
随着玉环、邹县两个百万项目的投产，国产百万机组的
性能将得到进一步的验证和完善提高。
4、国内三大动力厂百万超超临界汽轮机的合作方式 （上汽－西门子）目前上海汽轮机有限公司(STC)为中
德合资企业，由中德双方共同参与经营管理。通过玉环 4×1000MW超超临界项目的技术转让及合作设计制造， STC的技术设计开发体系也将与SIEMENS同步接轨。 （东汽－日立）东方汽轮机厂通过邹县2×1000MW超 超临界项目的技术转让及合作设计制造引进了日本日立 公司的超超临界汽轮机技术。 （哈汽－东芝）哈尔滨汽轮机厂通过泰州2×1000MW 超超临界项目的技术转让及合作设计制造引进了日本东 芝公司的超超临界汽轮机技术。
5、哈汽、东汽原则性热力系统
5、上汽原则性热力系统
5、上汽疏水系统特点
1）末两级低加进入疏水冷却器 2）#6低加采用疏水泵
6、技术支持方相近机型情况
上述参数、容量的机型均处于世界已运行单轴机组的前沿，在与国内制 造厂合作之前，基本上没有相同投运机型，因而只能考虑接近机型。
东芝有8台1000MW机组业绩，单轴机组有碧南#4、#5机（60Hz）， 其余6台为双轴机组；只有1台机组（橘湾#1机）主、再热蒸汽温度达 到600/610℃，其高、中压模块与泰州机型接近。东芝汽轮机48”末 级叶片2006年5月在意大利Torviscosa电厂投运。
1000MW超超临界发电机组
1000MW超超临界发电机组：
超临界发电机组是指：蒸汽压力＞24.2MPa，温度在566℃左右
超超临界发电机组是指：蒸汽压力>25MPa，温度＞600℃汽轮机：利用高焓值蒸汽，推动叶轮旋转做功从而发电；该厂有两台2万kw，一台5万kw的汽轮机组；
三台锅炉：
燃料有：水煤浆、燃油、天然气等；锅炉内温度的控制可以通过调节燃料流量达到，锅炉底部有鼓风机，向锅炉内鼓入大量空气，便于燃料充分燃烧；
锅炉排放物处理：脱硝→电除尘→脱硫→高空排出；
脱硝：水煤浆锅炉烟气脱硝装置采用奥地利ENVIRGY公司的选择性催化还原反应（SCR）技术；氨气和空气的混合气体通过位于烟道内的氨喷射格栅喷入烟道，通过静态混合器与烟气充分混合后，进入SCR反应器，氨气与烟气中的氮氧化合物在反应器内催化剂的作用下反应生成氮气和水；处理后的烟气进入下级省煤器和下级空气预热器；经处理的锅炉烟气中的氮氧化合物排放浓度≤200mg/Nm3，符合北京市锅炉大气污染物排放标准；
静电除尘：烟气经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积，经过一段时间后需清理阳极栅板；
脱硫：水煤浆锅炉烟气脱硫装置采用中国航天科技集团公司第十一研究院（原701所）与燕山石化公司联合开发的“锅炉烟气气动脱硫工业化技术”，使用石灰-石膏湿法脱硫工艺；除尘后的烟气经引风机引出经换热降温后进入脱硫塔，在塔内与石灰浆液发生化学法应，在经两级高效除雾器除去夹带的液体，返回烟气换热器升温，最后经烟囱排放；经处理的锅炉烟气二氧化硫排放浓度≤50mg/N立方米，烟尘排放浓度≤30mg/N立方米，达到北京市锅炉大气污染物排放标准。
锅炉给水泵：水压为15MPa；
水煤浆输送：用单螺杆泵输送，因水煤浆是固体的介质；。
1000MW超超临界机组设计总结
5 四大管道材料及规格
5.2 四大管道规格 •管道系统阻力不超过允许值； •如果蒸汽流量发生变化，在不改变主、支
管规格的情况下，可通过调整主、支管 的长度比例来满足压降要求； •高压给水管道管径按流速不超过6 m/s控制。
高压加热器采用卧式、单列或双列。
4 主要系统配置
• 凝结水系统 采用3×50％容量凝结水泵。
• 汽轮机旁路系统 根据主机特点，采用高、低压两级串联 旁路系统或一级大旁路系统。
5 四大管道材料及规格
5.1 四大管道材料 • 主蒸汽管道
采用A335P92 • 热再ห้องสมุดไป่ตู้蒸汽管道
采用A335P92 • 冷再热蒸汽管道
欢迎
1 概述
我院目前开展的1000MW超超临界机组设计有4 个电厂，8台机组，即： •国华绥中发电厂二期2×1000MW超超临界机组 扩建； •大唐东营2×1000MW超超临界机组新建； •华电哈尔滨第三发电厂三期2×1000MW超超临 界机组扩建； •华能鹤岗三期2×1000MW超超临界机组扩建。 目前4个项目均做到可研阶段并通过审查，绥 中项目刚启动初步设计
A672B70CL32或A691Cr1-1/4Gr22 值得注意的是，在德国，所有超临界及以上参 数机组，冷再热蒸汽管道材料全部采用低合金 钢材料。
5 四大管道材料及规格
5.1 四大管道材料 • 给水管道
采用15NiCuMoNb5-6-4 执行标准为EN 10216－2 材料牌号： 德国曼内斯曼：WB36 DIN标准(已被377／2 取代)： 15NiCuMoNb5
5 四大管道材料及规格
(完整版)1000MW超超临界汽轮机总体详细介绍
➢ 30MPa压力积木块的技术储备 ➢ 独特的圆筒型高压缸结构 ➢ 压力不断升高的产品应用业绩
上海汽轮机有限公司
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
百万千瓦汽轮机运行业绩（至2004年）
周波
地区 双轴 高中全速，低压半速 单轴
2004 25
538/566
2007 26.25 600/600
2007 27.0
600/600
上海汽轮机有限公司
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
2x874MW 德国黑泵电厂- 1997 投运
1个H30-100 1个M30-100-配抽汽口 2个N30-10
上海汽轮机有限公司
25.3MPa,544°C/560 °C- 5kPa, 工业调整抽汽最大 800t/h,0.45MPa 2级热网抽汽最大120MW
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
日本电厂超 超临界业绩
参数
31/566/566/566 31/566/566/566
功率 MW 700
700
周波
60 60
1990年后压力 不大于25MPa
24.1/538/593
700
60
24.1/566/593
600
50
24.1/566/593
500
60
24.5/566/593 1000 50
CHINA(KWU) CHINA(KWU) CHINA (Siemens-STC) CHINA (Siemens-STC)
MW 874 874 415 414 910 933 933 600 1025 750 980 980 1000 1000
1000MW超超临界机组发电机设计介绍
a. 采用先进的加工工艺，以保证产品各密封 面的加工精度。如采用数控机座加工中心一次 装夹加工各个面，采用数控车床、数控镗床加 工端盖、密封支座等。 b. 选用进口密封衬垫及密封胶，保证密封性 能良好。 c. 采用引进技术的单流环式密封结构，除密 封瓦沿轴表面主密封油，在密封瓦侧面还有一 道次密封，防止氢气从密封瓦侧面泄漏。 d. 所有接线板选用良好的密封结构，组件经 过气密试验后再装配到机座上，保证机座密封 性能。
45～55Hz 92.5～105Hz 以外
45～55Hz 95～105Hz
以外
45～55Hz 95～105Hz 以外
三
主要参数
1
1112MVA 额定容量（包 0.52MPa（g）氢压 括氢压、功率 Cosφ =0.9 因数、氢冷却 氢冷却器的进水温度：38º C 器的进水温度）
最大连续容量 （包括氢压、 功率因数、氢 冷却器的进水 温度） 短路比SCR 保证值 Xd'≤28 测试值:20 Xd''≥15 测试值:17 Smax=1222.2MVA 0.5MPa（g）氢压 Cosφ =0.9 氢冷却器的进水温度：32.4º C ≮0.50
F（B）/转子绕组含银铜线/转子 绕组直接氢冷/转子采取气隙取气， 径向通风冷却方式/转子采用空心 铜线
2
3
提高调峰 能力的措 施
具有伸缩结构 10000次起停机 1）定子绕组槽内设滑移层， 端部固定的滑销系统可使定子 线圈端部沿轴向有一定伸缩量 。 2）转子槽绝缘内表面、槽楔 下垫条靠铜线侧、转子护环下 绝缘筒内圆等与转子绕组相接 触部分均喷涂滑移层。 3）转子铜线为含银铜线，抗 蠕变能力强。 4）发电机设置横向、轴向定 位键，机座的热胀冷缩不会导 致中心线位移。 5)定子线圈的冷却水系统设置 水温自动调节装置，保证冷却 水温恒定。
超超临界1000MW技术介绍（汽轮）
超超临界1000MW技术介绍（汽轮）技术介绍IP TurbineHP Turbine汽轮机有东方超超临界1000MW汽轮机技术介绍汽轮机技术介绍东方超超临界1000MW目录1东方对日立超超临界汽轮机技术全面引进概貌机组概貌2东方超超临界1000MW机组东方超超临界1000MW机组主要技术特点1000MW机组主要技术特点东方超超临界1000MW33 东方超超临界可靠性高3.1 可3.13.2经济性好3.2 经3.2调峰性能好3.33.3 调先进可靠的辅助系统4 先进可靠的辅助系统44汽轮机运行情况1000MW汽轮机运行情况55 邹县邹县1000MW东汽超临界、超超临界技术引进历程1997年开始超临界技术谈判1999年完成超临界600MW技术引进协议谈判2001年完成对600MW技术引进协议的修改（包括亚临界、超临界）年依托邹县项目完成超超临界技术全面引进2004年依托邹县1000MW项目,完成1000MW超超临界技术全面引进2005年依托芜湖660MW项目,完成660MW超超临界技术全面引进依托芜湖660MW项目完成660MW超超临界技术全面引进东汽从日立全面技术引进1）包括设计图纸、工艺方案及材料、检验和采购规范全面人员培训；2）日立保证机组设计的先进性和准确性，并对设计性能负责；3）东汽在日立的许可证下严格按照日立要求进行生产和制造，变更和材料代用等均需日立认可；4）日立将为项目的工程配合、生产制造及售后服务、用户培训提供技术支持。
——全面技术引进，便于电厂备件采购及获得运行维护技术支持日立1000MW机组业绩东方600MW以上系列机型湿冷机组邹县机型河曲机型滇东机型印度机型托电机型大坝机型空冷机组D600A 1016末叶D600B1016末叶D600F909末叶D600K856末叶D600D661末叶D600J863两排亚临界超临界常熟机型D600C1016末叶兰溪机型1016末叶沾化机型D660A1016末叶上安机型D600H661末叶鸿山供热D600N909末叶蔚县采暖D660C661末叶鸳鸯湖机型D600L863两排南热双抽D600P909末叶邹县机型D1000A1092末叶超超临界芜湖机型D660B1016末叶乌沙山机型D1000B1092末叶灵武机型762末叶曹妃甸机型D1000D1092末叶技术引进消化吸收合作设计研发创新1 1 全面引进日立超超临界汽轮机技术全面引进日立超超临界汽轮机技术制造厂编号电厂机组出力MW 参数MPa/℃/℃机型末叶D1000A 1～2t 东汽超超临界1000MW系列机组D1000A-1～2t 山东邹县7～8#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000A-3～4t 广东海门1～2#103625/600/600四缸四排汽43〃D1000A-5～6t 辽宁绥中3～4#100025/600/600四缸四排汽43〃A 广东惠来//D1000A-7～8t 广东惠来3～4#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000A-9～10t 山东莱州103925/600/600四缸四排汽43〃D1000A-11～12t 安徽芜湖3～4#100025/600/600四缸四排汽43〃缸D1000A-13～14t 广东海门3～4#103625/600/600四缸四排汽43〃D1000A-15～16t 华润苍南1～2#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000A-17～18t 华润古城1～2#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000B-1～2t 大唐乌沙山3～4#100025/566/600四缸四排汽43〃D1000B-3～4t 大唐抚州1～2#100025/566/600四缸四排汽43〃D1000C-1～2t 华电灵武3～4#1000（空冷）25/600/600四缸四排汽30〃D1000D-1～2t 华润曹妃甸1～2#1000（供热）25/600/600四缸四排汽43〃全面引进日立超超临界汽轮机技术1 全面引进日立超超临界汽轮机技术1东汽引进型超超临界1000MW机组立体示意图型式超超临界次中间再热单轴四缸四排汽?机组主要技术规范–式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽–型号：TC4F-43率1000MW –额定功率：1000 MW–额定蒸汽参数：25 MPa / 600 ℃/ 600 ℃3000r/min –额定转速：3000 r/min–转向：逆时针（从机头朝发电机方向看）–定压运行或“定一滑一定”复合滑压运行方式运行方式：定压运行或定滑定复合滑压运行方式。
1000MW超超临界机组简介
2、锅炉的特点 锅炉的特点 • 2.1炉型 炉型 欧洲的锅炉采用塔式布置 优点： 塔式布置， 欧洲的锅炉采用塔式布置，优点：水冷 壁回路简单， 壁回路简单，不仅炉膛各墙水冷壁间热力 与水动力偏差小， 与水动力偏差小，而且水冷壁回路特别简 烟气自下向上垂直流动，消除了π型锅 单，烟气自下向上垂直流动，消除了 型锅 炉中因有两次90°转弯而导致的烟侧偏差， 炉中因有两次 °转弯而导致的烟侧偏差， 此外对减轻对流受热面结渣和烟侧磨损也 是有利的；缺点：锅炉安装高，增加安装 是有利的；缺点：锅炉安装高， 高度和锅炉房地基的费用。 高度和锅炉房地基的费用。
2.4锅炉受压件钢材 锅炉受压件钢材 • 由于超超临界机组主汽和再热汽温度由 超临界锅炉的538℃~566℃提高到 超临界锅炉的 ℃ ℃提高到580℃以 ℃ 至近几年的600℃及600℃以上，因此锅炉 至近几年的 ℃ ℃以上， 高温受热面不仅要求有高热强性 高热强性即高温下 高温受热面不仅要求有高热强性即高温下 的高蠕变强度和持久强度， 的高蠕变强度和持久强度，而且还应具有 优良的抗烟侧高温腐蚀 抗烟侧高温腐蚀和 优良的抗烟侧高温腐蚀和抗蒸汽侧高温氧 的性能。 化的性能。
max.0.20
V
奥氏体钢
X3CrNiMoN1713
16.016.0-18.0
12.012.0-14.0
2.02.0-2.8
N
Super304H
17.017.0-19.0
7.57.5-10.5
0.300.30-0.60
Cu,N
ATempaloy A-1
17.517.5-19.5
9.09.0-12.0
• 凝汽器下部： 凝汽器下部： 是凝汽器的核心，包括管束和热井。 是凝汽器的核心，包括管束和热井。 当循环泵和真空泵等附属设备均能正常 运行时，凝汽器能否维持额定的真空， 运行时，凝汽器能否维持额定的真空，取 决于管束是否具有较高的凝缩力。 决于管束是否具有较高的凝缩力。 • 热井： 热井： 整个凝汽器底部为热井， 整个凝汽器底部为热井，热井的容积足 以满足3分钟额定负荷排汽凝结量 分钟额定负荷排汽凝结量。 以满足 分钟额定负荷排汽凝结量。热井下 设有集水器，以保证凝结水消旋， 设有集水器，以保证凝结水消旋，及恒定 的汽蚀压头。 的汽蚀压头。
1000MW超超临界机组控制介绍
目录目录一、国际上超临界机组的现状及发展方向二、国内500MW及以上超临界直流炉机组投运情况三、超临界直流炉的控制特点四、1000MW超（超）临界机组启动过程五、1000MW超（超）临界机组的控制方案一、国际上超临界机组的现状及发展方向我国一次能源以煤炭为主，火力发电占总发电量的75%全国平均煤耗为394g/(kWh)，较发达国家高60~80g，年均多耗煤6000万吨，不仅浪费能源，而且造成了严重的环境污染，烟尘，SOx,NOx,CO2的排放量大大增加火电机组随着蒸汽参数的提高，效率相应地提高¾亚临界机组(17MPa,538/538℃)，净效率约为37~38%，煤耗330~340g¾超临界机组(24MPa,538/538℃)，净效率约为40~41%，煤耗310~320g¾超超临界机组(30MPa,566/566℃)，净效率约为44~45%，煤耗290~300g（外三第一台机组2008.3.26投产，运行煤耗270g）由于效率提高，污染物排量也相应减少，经济效益十分明显。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向1957年美国投运第一台超临界试验机组，截止1986年共166 台超临界机组投运，其中800MW以上的有107台，包括9台1300MW。
1963年原苏联投运第一台超临界300MW机组，截止1985年共187台超临界机组投运，包括500MW,800MW,1200MW。
1967年日本从美国引进第一台超临界600MW机组，截止1984年共73台超临界机组投运，其中31台600MW, 9台700MW，5台1000MW，在新增机组中超临界占80%。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向¾目前超临界机组的发展方向90年代,日本投运的超临界机组蒸汽温度逐步由538/566℃提高到538/593℃，566/593℃及600/600℃，蒸汽压力保持在24~25MPa，容量以1000MW为多，参数为31MPa,566/566℃的两台700MW燃气机组于1989年和1990年在川越电厂投产。
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F（B）/定子绕组无氧铜/定子绕组
端部通过绑扎固定在绑环上/整体 结构能轴向自由伸缩、径向固定/ 定子绕组水内冷/成型绝缘水管固 定牢靠，避免相互交叉、磨损/定 子绕组的绝缘多胶
F（B）/转子绕组含银铜线CuAgR/转 子绕组直接氢冷/转子绕组同一匝的 两股铜线之间有防磨绝缘层/转子采 取气隙取气，径向通风冷却方式/转
1）定子绕组槽内设滑移层，端部固 1)转子绕组上，槽部的对地绝缘（槽 1)定子线棒槽内固定及绕组
定的滑销系统可使定子线圈端部沿轴 绝缘）内表面有聚四氟乙烯滑移层， 可靠，具有伸缩结构，适应
向有一定伸缩量。
槽内的楔下垫条靠铜线侧也粘有滑移 2)定子绕组端部结构特点：
2）转子槽绝缘内表面、槽楔下垫条 层，转子护环绝缘与铜线的接触面也 端部支撑系统为四锁紧系统
国内生产1000MW汽轮发电机三大厂的主要技术对比
? 哈尔滨电机厂有限责任公司：为泰州工程，哈电与东芝在2019年9 月27日签订了1120MVA汽轮发电机技术转让协议。协议规定由东芝 提供制造图纸、材料规范、装配图纸、部件采购规范和安装指导 手册；哈电组织相关生产制造，东芝提供发电机技术指标、性能 和质量保证。
蔽措施
有磁屏蔽和铜屏蔽/定子绕组的端部 的固定结构是依靠绝缘支架、绑环、 绑绳和拉紧装置在切向和径向形成一 个牢固的整体，而且在轴向可以自由 伸缩
有磁屏蔽，整个端部线圈间用环氧树 脂绕灌成整体/在压圈的外侧设有由硅 钢片叠装成的磁屏蔽，磁屏蔽上也有 多道径向通风道以使冷风通过进行冷 却，且内圆表面呈阶梯形，形成定子 端部的有效屏蔽
5)定子线圈的冷却水系统设置水温自 沿轴向自由伸缩，有效地减缓绕组绝
动调节装置，保证冷却水温恒定。 缘中产生的机械应力。
定子铁芯的 4 材料和绝缘
处理
有取向型 /0.35mm厚度/涂绝缘漆/进 无取向型/0.5mm厚度/涂绝缘漆/国产 口或国产
有取向型/0.35mm厚度/涂绝
定子绕组端 5 部结构及屏
伸缩、径向固定/定子绕组水 五根绝缘实心导线和一根不锈
内冷/成型绝缘水管固定牢靠， 钢空心钢管为一排，共2排10组
避免相互交叉、磨损和松动/ /其中不锈钢用于水冷却，不产
定子绕组的绝缘少胶
生氧化铜而引起堵塞，提高可
靠性/定子绕组水内冷/成型绝
缘水管固定牢靠，避免相互交
叉、磨损和松动/定子绕组的绝
缘少胶
国产1000MW 超超临界 发电机介绍
广东省电力设计研究院电控部电气专业 2019年11月
国内生产1000MW汽轮发电机三大厂的主要技术对比
? 上海电气集团有限公司：西门子是上电的技术转让方。03年12月 上电全面引进了西门子THDF系列1000MW等级汽轮发电机制造技术， 签订了技术转让协议。西门子已向上电转让了产品图纸、计算程 序、工程设计报告、工艺过程文件和质量管理保证文件，并进行 了产品技术、制造工艺、装配和质量保证方面的技术转让培训。
力强。
能。上层线圈与楔下波纹板间也贴有
3
提高调峰能 力的措施
4）发电机设置横向、轴向定位键， 聚四氟乙烯滑移层，端部采用能伸缩 机座的热胀冷缩不会导致中心线位移 的刚柔结构（单侧沿轴向自由伸缩
圈与固定件（如楔下垫条、 合部涂有滑移层，转子导体 铜排，适合于两班制运行
。
≤4mm），当运行中温度变化时绕组能
汽轮发电机技术差异
序 号
项目
东方电机股份有限公司
上海电气集团有限公司
哈尔滨电机厂有限责任公司
发电机的结
一
构特点、关 键部位材质、
寿命
定子绕组的
1
绝缘等级、 材料、处理
及Hale Waihona Puke 构F（B）/定子绕组无氧铜/定 F（B）/定子绕组无氧铜/整体
子棒槽内固定及绕组端部固 结构能轴向自由伸缩、径向固
定可靠/整体结构能轴向自由 定/定子绕组线棒导体部分采用
子采用空心铜线
F（B）/转子绕组无氧含银铜线
F（B）/转子绕组含银铜线
CuAg0.1P/转子绕组直接氢冷/转子采用 氢冷/转子采取气隙取气，径
空心铜线，轴向-径向通风
式/转子采用空心铜线
转子绕组的
2
绝缘等级、 材料、处理
及结构
具有伸缩结构 10000次起停机
具有伸缩结构 10000次起停机
具有伸缩结构 10000次起停
定子绕组
8
绝缘引水 管材料及
使用寿命
聚四氟乙烯氟塑料/35年
聚四氟乙烯氟塑料/35年
聚四氟乙烯氟塑料/35年
9
转子锻件、 护环的材 质
转子锻件：NiCrMoV 进口 护环的材质：Mn18Cr18 整体 合金钢
转子锻件：26NiCrMoV145 国 产 护环的材质：Mn18Cr18整体合 金钢
靠铜线侧、转子护环下绝缘筒内圆等 有聚四氟乙烯滑移层，以允许转子线 有设有滑移结构线圈在径向
与转子绕组相接触部分均喷涂滑移层 圈热伸冷缩。
固定，允许沿轴向移动。允
。
2) 定子线圈用F级环氧粉云母，B级使 轴向移动，可以减小定子铁
3）转子铜线为含银铜线，抗蠕变能 用，它具有良好的绝缘性能，机械性 胀差引起的应力，适于调峰
在定子压圈上通过轴向可滑 固定18个绝缘支架，3道绝缘 18个支架上，定子绕组端部 在绑环上/定子绕组端部整体 由伸缩 有磁屏蔽
6
机壳与铁芯 间隔振系数
隔振系数8-10
隔振系数5～8
约为10
7 通风系统
绕心内圆有风区隔板 减少窜 风现象/发电机的总体通风系 统为径向多流通风系统。发电 机沿轴向间隔分布19个风区， 冷热风区相间布置以保证轴向 温度的均匀分布。转子绕组温
度不均匀系数为1.16
定子线圈水内冷，相间连接线 和出线套管直接氢内冷；单头 多级风扇形成定子铁心轴向氢 冷和转子线圈轴向-径向氢冷。 转子绕组温度不均匀系数为1.24
绕心内圆有风区隔板 减少窜风现 象/发电机的总体通风系统为径向 多流通风系统。发电机沿轴向间 隔分布15个风区，冷热风区相间 布置以保证轴向温度的均匀分布。 转子绕组温度不均匀系数为1.26