核电汽轮机的现状_陈婴
核电厂汽轮机运行优化措施探讨
核电厂汽轮机运行优化措施探讨摘要：随着我国人民生活水平的不断提高，人们对电的使用要求越来越严格。
汽轮机作为电厂的重要生产设备，对其运行效率的优化，能有效确保电厂的正常运行，提高电厂的经济效益。
对电厂汽轮机的常见问题以及其运行产生的损耗进行了分析，并对电厂汽轮机运行效率的优化措施进行了探讨。
关键词：汽轮机；运行参数；运行方式；给水泵；循环水泵；背压引言核电厂汽轮机系统结构十分复杂，影响其运行效率的因素也比较多，经常会出现一些问题。
只有及时分析核电厂汽轮机的常见问题及其运行产生的损耗，不断地对核电厂汽轮机的运行效率进行优化，才能确保汽轮机效率的提高，实现能源的高效利用，对于核电厂长期稳定的发展具有十分重要的意义。
1核电厂汽轮机耗能分析1.1汽轮机的启停耗损汽轮机的启停过程是转子应力的变化。
汽轮机在运行情况下，转子表面蒸汽参数发生升降，转子内部处于不稳定的温度场，转子长期在这种高温、高压下持续工作，如果参数处理不当，启动停止的过程中会产生较大的损耗，最终导致降低汽轮机工作效率较低，同时减短汽轮机的使用寿命。
1.2汽轮机组能量耗损核电厂整体运行中，汽轮机是实现所能量转化的原动力。
其运行的复杂、配合的复杂是导致能量损耗的重要原因。
其中较为明显的表现是汽轮机的汽阀，通常汽轮机的的汽阀分为单阀调节和顺序阀调节。
单汽阀的调节是通过汽轮机蒸汽参数直接控制，而顺序阀是通过喷嘴来控制蒸汽阀门的开关。
所以汽阀压力大、喷嘴室和外缸容易变形、密封性及部分机组运行能量损失都是汽轮机组耗能的原因所在。
1.3汽轮机空冷凝汽器损耗汽轮机中空冷凝汽器是热效率传递的枢纽，空冷凝汽器的影响直接导致热效率降低，从而使整个热传递的效率大幅下降。
而凝结水中溶氧出现问题，不仅热传递受到影响，而且管道和设备也会产生氧化腐蚀。
寒冷天气的时候，空冷凝汽器就会出现流量不均匀的问题，导致汽轮机的工作效率下降。
2核电厂汽轮机的常见问题2.1 核电厂汽轮机的整体问题核电厂在实际运行生产过程中，经常会出现汽轮机的高压缸的排气量比设计值大，排气温度比设计值高，使得大量的能量通过热能的形式消耗掉，这样就会使得高压缸的运行效率较低，影响汽轮机整体的运行效率。
大功率核电汽轮机现状,发展方向及对策
大功率核电汽轮机现状，发展方向及对策摘要：摘要：简要分析了核电汽轮机现状、发展方向，并对设计及制造的国产化、原材料的的本地化进行了阐述。
关键词：核电汽轮机；国产化制造；材料供应1国内外核电汽轮机现状经过几十年的发展，我国汽轮机制造业已形成一定的规模优势、产品种类优势、创新优势。
在全转速核电汽轮机制造方面，上汽为秦山一期制造了300MW汽轮机，哈汽为秦山二期设计制造出了650MW汽轮机。
在百万等级半转速核电汽轮机方面，哈汽与三菱重工为三门、海阳项目APl000核电站联合设计、合作制造了l250MW等级半转速核电汽轮机；东汽与阿尔斯通、上汽和西门子合作为岭澳二期、红沿河、阳江项目CPRl000核电站生产制造了l000MW等级半转速核电汽轮机。
图1大功率核电机轮图片对于大功率核电汽轮机，国内三大制造厂均从国外技术支持方引进了相应的技术，通过引进、消化、吸收、再创新四步走的发展策略，可以满足生产制造的需要。
在核文化建设、质保体系建立、生产制造工艺等方面已经基本能满足核电业主的要求。
但在制造成本、再创新能力、关键技术研发和科技投入、人才队伍建设等方面，发展水平和层次不高的问题依然较为突出。
具体表现在3个方面：（1）我国大容量核电汽轮机制造成本高。
目前，汽轮发电机组的性能一般由国外技术支持方负责，对国内制造厂的制造经验、核文化意识、制造工艺水平、质量保证体系等普遍存在不信任态度。
为了保证产品的质量和制造进度，转子、叶片、隔板、阀门等重要部件一般由外方制造，导致成本远远高于国内制造水平。
即使国内负责制造的部分，外方也要在材料替代、质量控制等方面进行严格的把关，而费用需要国内制造厂承担。
因此，汽轮机制造成本的提升直接加大了常规岛的投资成本，制约了核电站批量化建设的步伐。
(2)技术创新能力以及引进技术的再创新能力不强。
我国是电站汽轮机的制造大国，但与发达国家相比，汽轮机的竞争能力不可同日而语，最大差距是缺乏创新能力，大部分设计和制造技术依靠引进，缺乏具有自主知识产权的核心技术，原创性技术和产品更少。
汽轮机及辅机制造行业市场前景分析
汽轮机及辅机制造行业市场前景分析在现代工业的宏大画卷中，能源的高效利用和转化始终是关键的主题之一。
而在这一领域，汽轮机及辅机制造行业扮演着至关重要的角色。
随着全球经济的发展和能源需求的不断增长，这个行业的市场前景备受关注。
一、行业现状目前，汽轮机及辅机制造行业已经取得了显著的成就。
技术不断创新，生产工艺日益精湛，产品性能持续提升。
在全球范围内，一些知名的制造企业凭借其先进的技术和优质的产品，占据了较大的市场份额。
从市场需求来看，电力、石化、冶金等行业对汽轮机及辅机的需求持续稳定。
特别是在电力领域，随着经济的发展和人口的增长，对电力的需求不断攀升，这直接推动了汽轮机的市场需求。
然而，行业也面临着一些挑战。
例如，原材料价格的波动给企业的成本控制带来了压力；市场竞争激烈，导致部分企业利润空间受到挤压；同时，环保要求的日益严格，也促使企业加大在节能减排技术方面的研发投入。
二、市场驱动因素1、能源需求增长全球经济的持续发展带动了能源消费的不断增加。
无论是工业化进程的加速，还是新兴经济体的崛起，都对电力等能源形式提出了更高的需求。
而汽轮机作为高效的能源转换设备，在满足能源需求增长方面具有不可替代的作用。
2、技术进步科技的飞速发展为汽轮机及辅机制造行业注入了新的活力。
新材料的应用、智能化制造技术的引入以及设计理念的创新，都使得汽轮机的性能更加优越、效率更高、运行更加稳定可靠。
3、政策支持各国政府为了实现能源结构的优化和节能减排目标，纷纷出台了一系列支持清洁能源和高效能源利用的政策。
这为汽轮机及辅机制造行业的发展提供了有利的政策环境，鼓励企业加大研发投入，推动技术创新和产品升级。
4、老旧设备更新换代随着时间的推移，早期建设的大量汽轮机及辅机设备逐渐老化，性能下降，需要进行更新换代。
这为新设备的市场需求提供了一定的空间。
三、市场制约因素1、经济环境不稳定全球经济形势的不确定性，如贸易摩擦、金融危机等，可能导致投资减少，项目延期或取消，从而影响汽轮机及辅机的市场需求。
我国百万千瓦级以上核电汽轮机组现状及发展
我 国的核 电发展 技 术路 线确 定 为 ： 通过 国际 合作 ， 引进 第 三代 百万 千 瓦压 水 堆核 电站工 程 的 设计 和设备 制造技术 ， 过 消化 吸收 ， 到世界 级 通 达
ｉ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｒ ｉ ａ ｕｆ ｃｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｍ ｉ ｕ ｂ ｎｅ ｍ ｎ ａ ｕｒ ｓ ｏｆ Ｃｈｉ ｎａ． Ｔｈｉ ａｙ ｓ ｒ ａ ａ ｒ ｆ ｒ ｃ ｏｒ ｓ ｌ— ｖ ｌ ｍ ｅ ｆ ｅ ｓ ｍ ｅ ｖｅ ｓ ｅ ｅ ｅｎ ｅ ｆ ｅ ｆｄｅ ｅ ｏｐ ｎｔ ｏ ｎ ｗ ｎｕ ｌ ａ ｏｗｅ ｕ ｂｉ ｓ ｃｅ ｒｐ ｒ ｔ ｒ ｎｅ ．
摘 要 ： 随着 国家 能 源 政 策 的调 整 ， 国 的核 电建 设 已步 人 积极 发展 阶段 。介 绍 了 国 内 几 种 百 万 千 瓦 级 我
以上 核 电机 组 的 参 数 、 量 和 特 点 ， 对 百万 千 瓦级 核 电 汽 轮 机 的 特 点 进 行 了 分 析 ， 绍 了 国 内 三 大 主 机 厂 容 并 介 的核 电汽 轮 机 汽 缸 、 子 、 转 叶片 等 关 键设 备 的 型式 特 点 ， 自主开 发 新 机 型 提 供参 考 和启 发 。 为
关 键 词 ： 电汽 轮 机 ； 缸 ； 子 ； 片 ； 点 核 汽 转 叶 特
中 图分 类 号 ： ＴＭ６ ３ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ １０ ６ ２ １ ） ５０ ０ — ６ １ ７ － ８ Ｘ（ ０ ０ ０ — ３ ９０
核电汽轮机的现状
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｃ ｅ ｒｔ ｒ ｉｅ ｙｗｏ ｄ ： ｕ ｌａ ｕ ｂ ｎ ；ｍａ ｎ ｔ ｃ ｎ ｃ ｌ ｅ ｔ ｒ ｓ ｅ ｅ ａ ｉ ａ ｉｎ ｏ ｕ ｌａ ｏ ｒｐ ａ ｔ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｉ ｅ ｈ ｉａ ａ ｕ ｅ ；ｇ ｎ ｒ ｌ ｔ ｔ ｆ ｃｅ ｒｐ ｗｅ ｌ ｎ ；ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｆ ｓｕ ｏ ｎ
作 一简要 的论 述 。
１ 压水堆核电汽轮机的主要技术特点
１１ 适应 高压缸 处 于湿蒸 汽条 件下 工作 ． 核 电站汽轮 机整个 高 压缸 均处 于 高压 湿蒸 汽 中工作 ， 压缸 又较 早地 进 入湿 蒸 汽 区 ， 有较 大 低 并 的排汽湿 度 。其 经 济性 和安 全 可靠 性 在很 大程 度
文献标识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：１ ７ — ５ ４ （０ ６０ — １４ ０ ６ ２ ５ ９ ２ ０ ）２ ０ － ４
Ｔ ｅＣｕ ｒｎ ｔｔ ｓｏ ｃｅ ｒＴ ｒ ｉ ｅ ｈ ｒｅ ｔ ａ ｕ ｆＮｕ ｌａ ｕ ｂｎ Ｓ
ＣＨ ＥＮ ｎ Ｙｉ ｇ
（ ｈｎｈｉｕｂ ｅＣ ｍ ａｙＬ ． Ｓ ｎｈｉ ０２０Ｃ ｉ ｝ ＳａｇａＴｒｉ ｏ ｐｎ ｔ － ｈ ｇａ ２０４ ．ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ Ａｂｔａ ｔ ｓｒｃ ： Ｔｈｓ ａ ｅ ｒｓ ｎｓ ｈ ｉ ｅ ｔ ｒｓ ｏ ｐ ｅｓ ｒｄ ｗａ ｅ ｅ ｃｏ ｕ ｌａ ｔｒ ｉｅ ａ ｄ ｂ ｉｆ ｉ ｐ ｐ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｍａｎ ｆａｕ ｅ ｆ ｒ ｓ ｕｅ － ｔｒ ｒａ ｔ ｒ ｎ ｃｅ ｒ ｕ ｂｎ ｎ ｒｅｌ ｙ
收 藕 日期 ：０ ６ １ Ｏ ２ ０ 一Ｏ —２
国产AP1000核电汽轮机主保护分析
国产ＡＰ１０００核电汽轮机主保护分析收稿日期：２０２０－０８－０２作者简介：李今亚（１９７２－），助理工程师，主要从事火电厂生产、管理工作。
李今亚（中国大唐集团下花园发电厂，河北下花园０７５３１１）摘 要：针对海阳核电首台ＡＰ１０００核电汽轮机的主保护组成、跳闸项目及逻辑条件的形成，进行介绍及优化。
通过在逻辑条件形成中引入仪控设备故障信号判断、坏信号剔除及逻辑条件优化等方法，提高仪控保护系统的可靠性，减少设备发生误动和拒动的概率。
关键词：ＡＰ１０００；主保护；汽轮机中图分类号：ＴＭ６２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ ８０３２（２０２０）０５ １２ ０４ ＡＰ１０００是我国引进美国西屋公司的三代非能动先进压水堆核电项目，汽轮机型号为ＴＣ６Ｆ－５４，额定功率为１２５０ＭＷ，型式为半速单轴反动凝汽式汽轮机，由１个高压缸和３个低压缸及其附属系统组成。
各汽缸均为对称分流布置，没有中压缸，低压缸六排汽，末叶长１３７５ｍｍ。
高低压缸之间配置２个两级再热的外置式中间汽水分离再热器［１］。
ＡＰ１０００主汽轮机ＤＥＨ控制和保护原理简图见图１。
ＭＴＣ－主汽轮机控制系统；ＭＴＰ－主汽轮机保护系统；ＬＶＤＴ－线性可变差动变压器；ＭＳＶ－主汽门；ＧＶ－主调门；ＲＳＶ－再热汽门；ＩＣＶ－再热调门；ＡＳＴ母管－自动跳机油母管；ＯＰＣ母管－超速保护油母管；ＳｅｒｖｏＶｌｖ－伺服阀；ＳＶ－电磁阀图１ ＡＰ１０００主汽轮机ＤＥＨ控制和保护原理简图 本文针对海阳核电首台ＡＰ１０００核电汽轮机的主保护、跳闸项目及逻辑条件进行介绍，并对一些重要保护项目的跳闸条件进行分析建议，防止设备故障造成事故的发生，提高机组运行稳定性。
第２５卷 第５期重庆电力高等专科学校学报２０２０年１０月Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｌｌｅｇｅＯｃｔ．２０２０１ ＡＰ１０００汽轮机主保护组成１．１ 保护系统的特点汽轮机保护系统（ＭＴＰ）用来处理各种汽轮机保护停机的条件，如图２所示。
汽轮机技术研究现状及发展趋势展望
汽轮机技术研究现状及发展趋势展望摘要：在电力生产的过程当中，汽轮机发挥了重要的作用，它可以将热能转化成为机械能，为生产活动提供便利的条件。
除了在发电站使用之外，汽轮机还被广泛地应用于工业生产领域，是我国经济建设过程当中的重要产能，反映出了国家机械制造的整体水平。
但在实际应用的过程当中，汽轮机经常会出现故障，减少故障发生的可能性、扩大应用范围是汽轮机技术未来的发展趋势。
本文运用文献分析法，对汽轮机技术的研究现状进行了总结，并在这个基础上探究了汽轮机技术未来的发展趋势。
关键词：汽轮机技术；研究现状；发展趋势一、汽轮机技术研究现状（一）通流部分设计技术为提高汽轮机的性能，除了要提高蒸汽参数和末级叶片的长叶片化外，还要减少汽轮机内部各种损失，包括型面损失、二次流和端部损失、排汽损失、漏气损失等，也是提高效率的重要因素。
各科研院所都开展了相关工作，包括计算和试验减少整个汽轮机中的叶型损失，可有效地减少总体损失，而二次流损失在低展弦比（叶高与弦长之比）的级中具有明显性，即高压和中压缸的前几级更显突出，漏气损失在高压和中压缸的进汽区域也相对高一些。
汽轮机中的流动完全呈三维的特点，特别是低展弦比的短叶片级。
为了有效地减小二次流的损，失目前各制造公司普遍采用叶片弯曲或扭弯的技术，有效控制反动度、流量沿叶高的分布规律，以达到降低叶栅的二次流损失，减少隔板漏气和动叶顶的漏气，增加级的做功能力在通流部分计算中普遍采用计算流体动力学（CFD），其能有效地数值求解各种边界条件下的流体动力学方程。
（二）长叶片增加单机功率和提高电厂效率，还与增高末级叶片密切相关。
随着汽轮机的大型化，汽轮机末级通过的蒸汽流量也随之增大，为了高效地将蒸汽流量的热能转化为机械功，需要更长的末级叶片。
末级叶片长度的限度，应考虑离心力的增加、蒸汽流速的增加、固有频率的降低、流动的三元特性，离心应力强度和振动特性方面需要更先进的技术。
长叶片化除可增大单机容量，提高效率外，还可使汽轮机紧凑化。
我国燃气轮机行业产业链上中下游现状分析新增装机规模突破亿千瓦
我国燃气轮机行业产业链上中下游现状分析新增装机规模突破亿千瓦一、概述及产业链图解燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
在产业链方面，燃气轮机行业上游主要是高温合金、涂层材料以及精密模具等原材料，行业下游主要是电力、油气运输、船舶制造、重型机车等领域。
燃气轮机产业链图解数据来源：中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2029年）二、上游市场分析1、高温合金高温合金又被称为“超合金”，被广泛应用于航空航天、核电、汽车工业、燃气轮机、石油化工等领域。
目前，我国高温合金行业发展仍处于成长期，2015-2021年产量及需求量呈现逐年上涨趋势，但由于国内生产能力不足及航空航天、石化等下游需求量旺盛，使得生产和需求之间缺口较大。
根据观研报告网发布的《中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2029年）》显示，2021年中国高温合金产量为3.8万吨，需求量为6.2万吨。
数据来源：中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2029年）2、模具模具是指工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。
根据数据显示，2020年中国模具行业产量为2334.21万套，预计2021年产量将达到2406.80万套。
数据来源：中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2029年）三、中游市场分析近年来，在电力与能源等下游产业发展、燃气轮机快速技术进步和对分布式发电技术日益重视及环保推动下，我国燃气轮机市场规模呈现增长趋势，新增装机规模增长迅速。
根据数据显示，2021年中国燃气轮机行业市场规模达到1769.5亿元，新增装机规模为10443.49万千瓦，同比增长60.43%。
数据来源：中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2029年）数据来源：中国燃气轮机行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2029年）四、下游市场分析目前，燃气轮机主要应用于电力、油气运输、船舶制造、重型机车等领域。
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第35卷 第2期热力透平Vol135No12 2006年6月T HE R M A L T UR BI NE June2006核电汽轮机的现状陈 婴(上海汽轮机有限公司,上海200240)摘 要: 介绍了压水堆核电汽轮机的主要特点和我国现有核电机组的基本概况,通过论述表明,为实现中国核电发展的宏图,需要大量采用半速、高性能、低热耗的具有世界先进水平的百万千瓦级核电汽轮机。
关键词: 核电汽轮机;主要技术特点;核电站概况;百万千瓦级发展中图分类号:T K26 文献标识码:B 文章编号:1672-5549(2006)02-104-04The Current Status of Nuclear TurbineCH EN Yi ng(Shanghai Turbine Company Ltd.,Shanghai200240,China)Abstract: This paper presents the main features of pressured2water reactor nuclear turbine and briefly describes nuclear units,which shows that a great number of1000MW nuclear turbines with semi2speed,high performance,low heat rate and world’s advanced technology will be demanded to realize the target of the nuclear development in China.K ey w ords: nuclear turbine;main technical features;general situation of nuclear power plant;development of 1000MW class turbine0 前言核电汽轮机的参数、容量及形式取决于一回路反应堆,目前我国大功率核电机组的反应堆多采用压水堆型式。
随着压水堆技术的发展,在可靠性进一步提高的基础上,核电机组的单机容量也趋于大型化。
为适应我国电力工业在资源利用、环境保护方面的要求,将规划建立一大批百万千瓦级的压水堆核电机组。
本文就压水堆核电汽轮机的技术特点及百万千瓦级核电汽轮机的开发作一简要的论述。
1 压水堆核电汽轮机的主要技术特点1.1 适应高压缸处于湿蒸汽条件下工作核电站汽轮机整个高压缸均处于高压湿蒸汽中工作,低压缸又较早地进入湿蒸汽区,并有较大的排汽湿度。
其经济性和安全可靠性在很大程度上取决于湿蒸汽通流部分的去湿和防蚀。
蒸汽中的水在持环和隔板中借级间压差经去湿槽抽去。
由于积水会造成严重的水冲击损坏事故,甩负荷时大量水分蒸发会加大汽轮机超速的危险性,因此除了汽轮机的结构设计和运行都应保证正常疏水外,低压缸也较火电汽轮机低压缸更注意去湿或在较多级动叶片上采取镶焊硬质合金片等防水蚀措施。
湿蒸汽使核电站汽轮机中的零部件受到不同方式的侵蚀腐蚀,包括湿蒸汽流经表面的水刷和结合面间的隙蚀。
此外,在低压缸过渡区的高应力区还会发生应力腐蚀。
侵蚀最早发现于核电站汽轮机高压缸的中分面、隔板中分面和连通管道中,这种现象不同于单纯的水滴侵蚀。
抵抗侵蚀腐蚀可选用13%铬钢或Cr18Ni9Ti钢;在某些情况下,选用2.5%铬的合金钢封条。
此外,降低流速和增加给水碱度均可抗蚀或降低侵蚀腐蚀速度。
1.2 采用高性能的大口径进汽阀由于进口的蒸汽参数低,其进口容积流量与收稿日期:2006-01-20作者简介:陈婴(1965-),女,高级工程师,1986年毕业于上海工业大学机械系,同年进入上海汽轮机有限公司设计研究所,曾从事300MW 核电机组以及50MW以下各类汽轮机的开发设计工作,现为总师办主任助理。
同功率火电汽轮机的再热进口容积流量相当,因此,核电高压缸需要配置大尺寸的进汽阀和调节阀。
大尺寸调阀的汽动力大,启动控制转速的阀门开度小,对阀门的稳定性及严密性要求更高。
此外,阀门处于高密度湿蒸汽下工作,加大了汽流的扰动,为降低阀门在小开度下的噪声,调节阀通常均装设消声罩。
1.3 防止机组电负荷超速采取有效措施核电站汽轮机的汽水分离再热器及其连通管道中存贮着大量的蒸汽和水分,这是造成机组甩负荷后超速的主要危险因素。
为防止发生这一事故,最有效的措施是在汽水分离再热器至低压缸的管道上装设截止阀。
这种阀门的口径大,大多采用蝶阀。
蝶阀占地空间小,可直接装于连通管道上,两阀串联,分别由危急遮断和超速保护两保安系统控制。
1.4 重视高压缸热应力和热变形的有效分析虽然核电站汽轮机高压缸的初温要比火电站汽轮机的低得多,但由于它的特殊工作条件,必须十分重视热应力问题。
核电汽轮机冷态启动过程的大部分范围均处于湿蒸汽的凝结加热状态中,零件表面温度几乎等于蒸汽饱和温度,加热速度和应力取决于压力的变化。
热态起动中,开始时零件表面温度可能高于蒸汽温度,表面水分的蒸发随零件冷却,从而出现负温差和相应的应力状态;甩负荷后,蒸汽压力突降,零件表面水膜闪蒸,表面温度急剧下降,出现大的温差和热应力,汽轮机启停和变负荷的主要限制是高压缸转子的热应力,最大应力产生在转子进汽段盘与轴交接的圆角处,多次反复启停和变负荷,会引起零件的热疲劳损坏。
高压汽缸的热应力和热变形也不容忽视,轴封处过大的温差往往导致汽缸中分面变形,出现蒸汽泄漏和隙蚀现象。
1.5 配置合理的旁路系统由于反应堆的特殊工作条件,汽轮机事故对核电站安全性的威胁要比火电站大得多,停机带来的经济损失也要大得多。
因此不仅在设计制造方面必须满足严格的质量要求,而且在运行方面也应满足核电站的最高安全要求,保证高的可靠性。
为维护堆的运行,在外电网解列的情况下,汽轮机应能转入带厂用电短时运行;在堆机功率不匹配的情况下,能借助旁路排放系统解决能量不平衡问题。
1.6 配置先进的汽水分离再热器及其系统汽水分离再热器是核电汽轮机组必不可少的设备。
它能有效防止蒸汽在汽轮机的膨胀过程中出现过量的湿度;能降低叶片水蚀和对汽轮机部件的腐蚀;能提高核电汽轮机的可靠性和寿命;能改善整个机组的热耗率。
机组一般配置两只50%容量的汽水分离再热器(简称MSR)分置于汽轮机两侧,其形式一般有立式和卧式两种布置,MSR由联通管分别与汽轮机的高压缸和低压缸相连。
为了保证汽水分离再热器各元件能正常协调运行,必须有相应的辅助系统把它们有机地联系起来。
汽水分离再热器的辅助系统主要由加热蒸汽系统和疏水系统组成。
加热蒸汽系统分低压管束加热系统和高压管束加热蒸汽系统两部分。
疏水系统可分为高压管束、低压管束和壳体疏水系统三个部分,每个部分均有独立的疏水箱,仅压力等级和容量不同。
2 我国现有核电机组的基本概况(1)秦山一期核电310MW汽轮机我国第一座核电站—秦山核电站于1991年12月正式投运(压水堆型),改写了我国大陆无核电的历史。
该机组由上海汽轮机有限公司(STC)采用西屋先进的技术,在中美双方技术人员的共同研究下,以中方科研人员为主设计、独立制造的全速单轴、饱和蒸汽、反动式凝汽式汽轮机,机组由一只高压缸和二只低压缸组成,并具有外部去湿和再热装置(MSR)。
各汽缸和发电机串联布置,汽水分离再热器布置于汽轮发电机平台上的低压缸两侧。
高、低压缸均采用积木快设计。
高、低压缸均为双流,高压缸每流9级,对称布置;低压缸每流7级,除末三级为扭叶片外,其余均为高性能的直叶片。
由上海汽轮机有限公司自行设计制造的同类型320MW核电汽轮机于2000年9月在巴基斯坦恰希玛核电站正式投运成功。
(2)秦山二期2×642MW汽轮机秦山二期于1996年开工建设,共2台压水堆501第2期 热力透平全速的642MW机组,分别于2002年及2003年投入运行。
核电汽轮机由哈汽提供,汽水分离再热器由STC提供。
(3)秦山三期2×728MW汽轮机秦山三期核电站是我国和加拿大合作建造的我国第一座重水堆核电站,汽机岛由日立公司提供,装有2台半速的728MW汽轮发电机组,电站于1998年开工,于2003年全面建成投产。
(4)广东大亚湾全速2×984MW汽轮机广东大亚湾核电站是我国引进国外资金、设备和技术的第一座商用核电站,由原英国GEC公司设计制造,也是我国改革开放以来当时最大的中外合资项目,装有2台压水堆的984MW汽轮发电机组,均于1994年投运。
20年合营期内上网电量的70%送往香港。
(5)广东岭澳全速2×1000MW汽轮机广东岭澳核电站是以大亚湾核电站为原型,在取得运行实践的基础上作了30项技术改进,以提高安全性和可用率。
核反应堆供应商仍是法国法玛通公司,常规岛主设备仍由GEC(现Als2 tom)供应,国内参与部份分包。
该核电站于1997年开工,2003年建成投产。
该汽轮机与大亚湾机组基本相同。
东汽参与制造分包,国产化率约为17%。
(6)江苏田湾全速2×1000MW汽轮机田湾核电站位于江苏连云港市,由俄罗斯L MZ工厂制造,末级动叶系由钛合金制成。
安装2台从俄罗斯引进的压水堆1000MW机组,于1999年开工建设,2套机组将于2006年投入运行。
6家核电厂汽轮机的主要技术参数见表1。
表1 已建各类型核电汽轮机主要技术参数项 目单位310MW642MW728MW984MW1000MW 最大连续功率MW330689额定功率MW3106427289841000转速r/min30003000150030003000汽缸数只1高+2低1高+3低1高+2低1高+3低1高+3低叶片级数级HP932L P73232HP7×2L P7×2×3HP532L P53233主汽阀前蒸汽压力MPa 5.34 6.41 4.51 6.34 6.0主汽阀前蒸汽干度%99.599.599.5主汽阀前蒸汽温度℃268.2279.9257.6265.5274.3排汽压力kPa 4.9 5.39 4.97.35冷却水温℃18/31(夏)182318回热级数3HP+3L P+1除氧2HP+4L P7末级动叶高度mm8699801320(52英寸,半速)9451200(钛合金)热耗kJ/kW・h10760997210620组机总长m26.1436.53 百万千瓦级核电机组的开发按照电力发展规划,我国核电装机容量2020年将达到4000万千瓦,2006年我国共有6个核电厂11台机组约900万千瓦投运,这表明从现在起至2020年的10多年间需要制造百万千瓦级的汽轮机30余台。
百万千瓦核电汽轮机的开发涉及转速、特大型长叶片、转子结构形式、转子及内缸支撑方式等一系列技术问题。