大型汽轮发电机氢内冷转子通风系统及结构

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新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底

新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底一、概述本型汽轮发电机为三相二极同步发电机，由汽轮机直接拖动。

本型汽轮发电机的冷却采用“水氢氢”方式，即定子线圈（包括定子引线，定子过渡引线和出线）采用水内冷，转子线圈采用氢内冷，定子铁心及端部结构件采用氢气表面冷却。

集电环采用空气冷却。

机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动，在机内进行密闭循环。

励磁采用“机端变压器静止整流的自并励励磁系统”。

二、总体结构发电机定子机座由三段把合而成，即机座、汽端端罩及励端端罩，三者分别运输至工地，再连接成一整体。

连接处设有橡皮圆密封及气密罩，气密罩在发电机安装时，在现场与机座和端罩相焊接。

四组氢气冷却器水平安装在两端罩的顶部冷却器包内。

循环冷却水管从侧面与氢气冷却器相连接。

内端盖固定在端罩内，风扇导风环则固定在内端盖上，内端盖和导风环采用高强度环氧树脂及高强度玻璃布和玻璃毡模压成型。

内端盖及风扇罩是构成电机风路的主要部件之一，过去一般采用金属件。

由于它们位于定子绕组端部，需考虑放电距离和漏磁场产生的涡流而引起的额外损耗。

采用玻璃钢后，不但降低了损耗，也有利于机组的安全运行。

内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均固定在端盖上。

励端内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均设有对地绝缘。

碳刷架与集电环相对应，置于发电机励端。

发电机转子与汽轮机转子之间采用刚性连接，联轴器置于汽轮机轴承箱内。

在碳刷架和稳定轴承处设有隔音罩，隔音罩上开有调整碳刷用的操作门。

隔音罩采用引风式通风结构，冷空气自运行层进入，热空气经风道从运行层部排出。

1、通风冷却发电机以氢气作为主要冷却介质，采用完全密闭循环通风方式，定子绕组采用单独的水冷却系统，而氢气冷却系统，包括风扇和氢气冷却器则完整地置于发电机内部。

发电机采用径向多流式密闭循环通风，定子铁心沿轴向分为71段，各段之间的通风高度为8mm，与机座的相应幅板构成九个风区，其中四个风区为进风区，五个风区为出风区。

600MW发电机结构及其冷却系统

第三章 600MW发电机结构及其冷却系统第一节概述我国自20世纪80年代后期起，从国外进口了不同制造厂商生产的600MW汽轮发电机。

哈尔滨电机有限公司（原哈尔滨电机厂）生产的引进（美国西屋公司）型600MW汽轮发电机两台，于1989年和1992年先后在安徽平圩电厂投入运行。

1994年，我国首台国产化型600MW汽轮发电机也已装于哈尔滨第三发电厂正常运行。

到目前为止上海汽轮发电机有限公司引进美国西屋公司已生产QFSN－600－2型发电机近20台。

岱海发电有限责任公司一期工程汽轮发电机是上海汽轮发电机有限公司引进美国西乌公司技术生产的由汽轮机驱动的600MW水氢氢高速汽轮发电机，能与各种型号、规格的600MW亚临界、超临界、核电汽轮机相匹配。

本发电机是在电力部对引进技术600MW发电机组提出的优化和机组创优工程要求基础上进行优化设计的：一发电机特点该发电机容量上满足与600MW汽机匹配的最大出力要求，最大的连续出力可达648.4MW ，设计效率高达99％。

发电机组沿用了引进的高起始响应的励磁系统，能在电力系统故障时0.1秒内达到顶值电压与额定电压之差的95％。

采用静止励磁方式顶值电压可大于2.5倍以上，并用数字式AVR代替模拟式AVR，提高励磁系统的可靠性。

转子采用国内有成熟经验的气隙取气冷却方式，其他主要结构均保留西屋公司原有的成熟可靠结构，如穿心螺杆、磁屏蔽、分块压板固定的定子铁心、上下层不同截面的定子线圈、刚一柔结构的定子端部固定、端盖式轴承、可倾瓦式轴瓦、双流双环式密封瓦等以保证足够的运行可靠性。

改进了转子阻尼结构，提高电机负序电流承载能力。

方便运输：定子最大运输宽度从考核机组4．115米减小到4米，定子运输重量不超过320t。

对内陆地区，可采用分段式机座，运输重量为260t。

该发电机具有容量大、效率高、性能好和高可靠性等特点，是一个完全达到电力部门优化要求的、科技含量很高、相当于当代国际先进水平的新产品：二遵循的标准该600兆瓦级优化型水氢氢汽轮发电机的接收、吊运、储存、安装、运行、维护和检修遵循如下标准：国标GB/T7064“透平型同步电机技术要求”国标GB755“旋转电机基本技术要求”IEC34-1（第八版）“旋转电机第一部分一额定值和性能”IEC34-3“汽轮发电机的特殊要求”国标GB7409“大中型同步发电机励磁系统技术条件”IEC34-16（1991-02 ）“关于同步电机励磁系统的若于规定”美标ANSI C50．13“隐极式汽轮发电机的技术要求”标准编制中，同时也满足我国有关安全、环保等标准和规定，并在消化引进西屋公司300-600兆瓦级氢冷汽轮发电机组技术的有关技术资料（含最新信息）的内容后结合国产(300MW和600MW）定于水内冷技术以及转子气隙取气氢内冷技术编写而成。

发电机氢气系统介绍

氢气系统操作
• • • • • • • • • • • • • • • • • 用二氧化碳置换空气的操作： 1)投入氢纯度风扇，开启上部取样门，关闭底部取样门。 2)将检验合格的CO2瓶与CO2汇流排连接好。 3)确认发电机排CO2门关闭。 4)开启发电机充CO2隔离门。 5)开启发电机排氢门。 6)开启CO2汇流排减压阀前、后截门。对应开启CO2汇流排分气门及CO2瓶针阀，调节针阀使阀后压力保持0.15MPa（充CO2时应从汇流排末端开始，两瓶一组。 7)调整使CO2汇流排总门以外3m无结霜现象。 8)开启发电机排气总门，并使发电机内部压力维持0.015～0.02MPa。 9)当CO2瓶内压力降至0.5MPa时，更换新瓶。 10) 当CO2纯度达90﹪，开启系统下列排污阀进行排污3～5分钟，排污完毕后关闭以下排污阀：#1～#5检漏计底部及管道排污门、纯度风扇进出口排放门、发电机工况监视柜排放门、氢气干燥器排放门、差压变送器排放门。 11) 关闭发电机排气阀及CO2瓶阀，保持机内压力0.02MPa，稳定15分钟。 12) 打开发电机排气阀及CO2瓶阀，继续充入CO2。 13) 当机内CO2纯度达95﹪，停止充CO2，关闭发电机排气门。 14) 关闭CO2瓶针阀及CO2减压器前后阀。 15) 关闭发电机充CO2总隔离门。 16) 关闭发电机排气总门。
氢气系统参数
• 氢系统氢气纯度、压力、湿度、除设有防爆型就地指示和报警装置外，还设置输出到远方指示及报警输出接点。 • 氢气直接冷却的冷氢温度不超过46℃。氢冷却器冷却水进水温度不超过38℃。发电机气体控制系统用来保证实现发电机内气体转换，维持机内氢气压力、纯度、温湿度的特定要求，以确保发电机安全满发运行。 • 1、设计参数 • 最大氢气压力(发电机机壳内) 0.5MPa • 额定氢压允许变化范围 0.39～ 0.44MPa • 发电机机壳内氢气纯度 • 额定 98％ • 最小 95 ％ • 发电机补氢纯度＞99％ • 发电机补氢湿度(露点) ≤-25℃

660MW等级发电机介绍(水冷+水氢冷)

660MW双水内冷发电机发电机介绍1、概述QFS-660-2型汽轮发电机是在总结135MW、300MW等级双水内冷发电机制造运行经验基础上，结合600MW级水氢冷发电机设计技术，以及拥有稳定运行经验的1000MW火电发电机成熟结构，吸取了近年来国内外大型汽轮发电机的先进成熟技术，进行的优化设计的产品。

产品开发方案于2014年7月8日国内行业资深专家评审会一致通过评审。

双水内冷发电机具有运输重量轻，成本低，价格便宜，交货进度快等特点，对电厂安装、运行、维修、厂房投资也均具有独特的优越性。

2、性能参数660MW双水内冷发电机设计风格参考有稳定生产、运行经验的660MW水氢氢发电机，性能参数与660MW水氢冷发电机相当。

3、可靠性660MW双水内冷发电机采用660MW级水氢冷发电机和百万千瓦级水氢冷发电机相同的先进技术进一步提高性能和可靠性。

包括：定子：全补偿、抗蠕变定子铁心防松技术采用无机涂层的硅钢片、激光点焊风道板结构，内倾式齿压板结构、阶梯段冲片偏小槽结构等全新结构，避免铁心局部松动。

定子端部整体灌胶技术降低端部线棒应力，提高抗突然短路能力；提高整机防晕性能；防油、防水、防异物。

定子槽内弹性防松技术定子槽内紧固采用高强度槽楔、楔下双层波纹板，槽底和上、下层线棒之间垫有适形垫条，并采用了涨管热压工艺，使槽内线棒固定更加牢固，直线段端部采用鱼尾形关门槽楔就地锁紧，防止轴向位移。

球形接头机械式水电连接技术既确保100%电接触，且抗冲击能力强，防止松动，可适应定子嵌线过程中鼻端六个方向的装配误差，减少线圈所受应力。

转子：转子线圈采用水直接冷却，冷却效果好，利于提高绝缘寿命；采用连续绝缘，无转子匝间短路问题。

4、经济性由于660MW双水内冷转子采用水冷却方式，与传统水氢冷发电机相比，没有与氢气相关的防护及辅助系统，经济性上相较于传统水氢冷发电机有较大优势。

一次性投资制造成本与相同容量的水氢冷发电机相比价格低。

大型空冷汽轮发电机转子多种通风方案比较

ｏｅｅａｕｅｄｓｒｂｔｎ，ｔｅｒｔｒｆｏｆｅｄｎｅｅａｕｅｆｅｄｏｈｒｔｄｐｒｔｎｏｄｉｏｓｆｔｍｐｒｔｒｉｔｕｉｉｏｈｏｏｗｌａｄｔｍｐｒｔｒｌｆｔｅａｅｏｅａｉｇｃｎｔｎｌｉｉｉｗｅｅｓｍｕａｅｃｏｄｎｏｔｅｃｍｐｕａｉｎｌｆｉｙａｃｒｎｉｅｒｉｌｔｄａｃｒｉｇｔｈｏｔｔｏａｌｄｄｎｍｉｓｐｃｐｌ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔｔｅａｒｉｌｔｕｉｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｉｎｅｐｓｔｏｆｔｅｒｔｒｅｄｗｉｄｎｓｄｔｒｎｓｔｅｌｎｔｆｗｉｄｎｉｒａｏｉｉｎｏｈｏｏｎｎｉｇｅｅｍｉｅｈｅｇｈｏｎｉｇａｒｏｄ，ｔｅｆｗｆｃｏｉｇａｒｎｈｏｏｏｌｎｉ，ａｄｌｔｅｔｍｐｒｔｒｉｔｂｔｎｆｔｅｃｏｉｇｍｅｕａｈｎｉｇｈｅｅａｕｅｄｓｒｕｉｓｏｏｌｎｄｉｍｎｄｔｅｗｉｄｎ．Ｒａｉｎａｒａｇｍｅｔｏｉｎｅａｉｏｈｔｏｌａｒｎｅｎｆａｒｉｌｔｃｎ
要：为分析转子不同通风方案的冷却效果，以某大型空冷汽轮发电机转子为例，立其端部绕建
组最长的单个线圈的物理模型，在各个通风段长度确定的情况下，变进、改出风口大小、位置及挡块布置。根据计算流体力学原理模拟额定工况转子内部流场及温度场，比较不同通风方案转子内部

图解汽轮发电机组工作原理及结构(ppt)

太阳能发电和风力发电流程（热核反应)，4氢—1氦，1KG氢的
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的能量，进行发电。
中国核电站分布图
原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应，产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核裂变反应。
图解汽轮发电机组工作原理及结构 (ppt)
汽轮机厂房内平台汽轮发电机组
汽轮机厂房内平台汽轮发电机组
汽轮机锅炉集中控制室
600前希腊人泰勒斯发现了电（丝绸和琥珀麽擦产生静电）
1660年德国人埃里克发明了世界上第一台摩擦发电机（产生静电没有实用的价值）
。
1780年意大利医生加法尼,通过动物组织对电流的反应（他认为电是动物组织产生的）
1799年意大利物理学家伏特,他认为电不是来源动物 1800年伏特他发明了世界上第一块电池
1821年英国人法拉第发明了世界上第一台发电机。 1831年他发现当电磁铁穿过一个闭合回路时，线圈内就会产生电流，这就是“电磁感应”。由此他发明了世界上第一台永久磁铁能连续生产电流的发电机
1876年德国人西门子他发明了，采用电磁铁连续生产电流的发电机。
从作用力方面分析原理
蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力降低，速度增加一方面通过速度方
向的改变，产生冲动力F1
蒸汽在动叶中继续膨胀，压力降低，所产生的焓降转化为动能造成动叶
出口的相对速度w2大于进口相对速度w1，使汽流产生了作用于动叶上的与汽流方向相反的反动力Fr。

660MW亚(超)临界汽轮发电机介绍

2013年10月12日星期六
三.发电机结构
2013年10月12日星期六
2013年10月12日星期六
发电机结构
定子
定子机座端盖、轴承、油密封定子铁心定子线圈定子出线和出线盒定子水路氢气冷却器
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定子机座
定子机座由优质钢板装焊而成，具有足够的强度、刚度和气密性。分整体机座和分段式机座两种设计。机座与定子铁心
• 护环材料Mn18Cr18 • 转子为合金钢整体锻件 • 风扇叶片采用铝叶片
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发电机结构
轴向引线连接端面
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四.辅助系统
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一、励磁系统
静态励磁
静态励磁特点: 属于高起始响应励磁系统，可有效提高输送功率极限，充分发挥投资效益能方便地提高励磁电压的强励顶值能进一步提高励磁系统可靠性可把故障停机损失降到最小轴系较短，动力特性更好可直接测量发电机励磁电流和电压
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发电机结构
轴承为端盖式轴承——结构紧凑
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发电机结构
定子绕组
三相双层绕组，2支路并联Y连接槽内固定采用高强度槽楔、楔下波纹板
上下线棒不等截面
采用SIEMENS-WESTINGHOUSE公司成熟
的刚-柔固定结构
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析，转子临界转速远离工作转速15%。发电机励磁机转子平衡都达到了高标准，发电机励磁机连机工厂试验，各轴瓦的轴振峰-峰值小于0.05mm。以确保现场运行各轴瓦的轴振峰-峰值小于0.076mm的优等品标准。

汽轮机发电机本体结构及功能

汽轮机发电机本体结构及功能一、发电机结构及功能氢冷发电机在本体上主要由定子和转子两大部分组成,在附属系统上主要有励磁系统、冷却系统、密封油系统和氢气系统。

二、发电机定子定子由机座、铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。

1、机座及端盖定子机座为中段机座和两端端罩组成的三段式组合结构，中间段与铁芯长度相近。

沿轴向布置的环形板既是铁芯的支撑件，也是风区隔板，隔板间有圆形风管。

两端端罩罩住定子线圈端部，4个卧式冷却器置于两端罩顶部的冷却器罩内。

三段式机座之间用螺栓把合，各接合面处除用橡胶圆条密封外，还用气密罩封焊，端罩两侧下部设有排水法兰，接液位信号器，冷却器漏水可及时报警。

整个机座按防爆要求设计，具有足够的强度和良好的气密性，经受1.0兆帕30分钟的水压试验和4×105帕气密试验。

2、机座的作用：主要是支持和固定铁芯绕组。

如果用端盖轴承，它还要承受转子的重量和电磁力以及分配冷却气流力矩。

（特别是在发电机出口短路后要承受10倍以上的短路力矩的作用），除此以外，还要防止漏氢和承受住氢气的爆炸力。

3、定子弹性支撑：为了减少发电机运行时定子铁芯所产生的双倍频的振动对发电机基础的影响，铁芯与机座之间采用轴向组合式弹性定位筋作为隔振结构。

两个主要振动源：一是铁芯振动，其振动频率为二倍频100HZ。

这因为在二极发电机中，由于发电机转子磁场的影响，机座和定子铁芯将受到100HZ的交变电磁力的作用，并使定子铁芯变成一个不断变化的椭圆，使机座发生倍频振动。

二是转子振动，这通常只发生在轴承与端盖合成一体的发电机上，它起因于转子的各种不平衡，其频率为50HZ，即转子的机械旋转频率。

所以说机座都是为高强度优质钢板焊接而成。

4、端盖：端盖是发电机密封的一个组成部分，它分为内端盖和外端盖，为了安装，检修，拆装方便，一般端盖由上下两半构成。

外端盖采用钢板焊接而成，内端盖由铝合金或玻璃钢板压铸而成。

外端盖的作用：密封、支承（转子）、防爆的作用。

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