核电站汽轮发电机组
核电汽轮机低压转子技术的发展
核电汽轮机低压转子技术的发展随着能源结构的不断调整和优化，核电作为一种清洁、高效的能源形式在全球范围内得到了广泛应用。
汽轮机作为核电系统中重要的组成部分，其性能的优劣直接影响到整个核电系统的运行。
其中，低压转子技术作为汽轮机的重要组成部分，其发展受到了广泛。
本文将就核电汽轮机低压转子技术的发展进行探讨，以期为相关领域的研究提供参考。
核电汽轮机低压转子技术当前面临的问题与挑战低压转子是汽轮机中转速最高的部件，对于其性能和稳定性的要求非常高。
然而，当前核电汽轮机低压转子技术在设计和运行过程中仍存在一些问题。
转子材料的性能和加工工艺直接影响了低压转子的稳定性和耐用性。
在设计过程中，如何提高转子的气动性能和效率也是一个重要的问题。
转子的振动和疲劳问题也是制约其发展的难题之一。
为了解决上述问题，学界进行了大量的研究。
例如，某研究团队通过优化转子材料和加工工艺，成功提高了低压转子的稳定性和耐用性。
同时，采用新的设计理念和方法，实现了转子气动性能的提升。
通过应用新的数值模拟技术和测试手段，对转子的振动和疲劳性能进行了有效的优化。
这些研究成果为核电汽轮机低压转子技术的发展提供了强有力的支持。
尽管核电汽轮机低压转子技术的发展前景光明，但仍有一些人持有反对意见。
其中，一些人认为核电汽轮机的效率较低，对环境影响较大。
对此，我们认为，随着技术的不断进步，核电汽轮机的效率已经得到了显著提升，同时通过合理规划和运行，可以有效降低核电对环境的影响。
核能作为一种大规模、稳定的能源供应形式，对于满足全球能源需求具有重要意义。
在应对气候变化和实现可持续发展方面，核电也发挥着不可替代的作用。
核电汽轮机低压转子技术的发展对于提高核电系统的性能和稳定性具有重要意义。
通过不断地研究和创新，我们相信低压转子技术的瓶颈将会被逐渐打破，迎来更为广阔的发展前景。
为了推动核电汽轮机低压转子技术的进一步发展，我们建议加强以下几个方面的研究：深入研究转子材料的性能与加工工艺，提高其稳定性和耐用性；强化设计理念与方法的创新，实现转子气动性能的优化；充分利用现代数值模拟技术和测试手段，对转子的振动和疲劳性能进行精确评估与优化；开展核电汽轮机低压转子技术的安全性和可靠性研究，确保其在各种工况下的稳定运行；加强国际合作与交流，共同推进核电汽轮机低压转子技术的发展。
某核电汽轮发电机组并网后最小负荷过大原因分析和优化措施_霍雷
从表 1 可以看出， 第一次并网实际转速大于目 标转速， 形成负向蒸汽需求量偏差修正指令； 第二 次并网实际转速小于目标转速， 形成正向蒸汽需求 量指令。由于两次并网瞬间实际转速与目标转速 因而转速偏差修正的效果也是相 的偏差方向相反， 反的。
（ 3）
2
汽轮机控制系统和同期装置接口的 分析
汽机控制系统和同期装置
Ｒeason analysis and optimization of excessive minimum load of a nuclear power turbine － generator unit connected to the grid
HUO Lei， ＲEN Yanbao， SUN Xiaolong， ZHAO Shuyu
发电机出口电压和电网电压关系
［2 ］
并网瞬间蒸汽需求量和转速值的对比
目标转速 / （ r·min
－1
蒸汽需求 量 /% 7. 37 10. 17
实际转速 ） / （ r·min
－1
目标转速—实际 ） 转速 / （ r·min － 0. 8 + 0. 3
－1
发电机出口电压和电网侧电压为 u G = U Gm sin（ ω G T + G0 ）
若同期装置在图 4 标识的区域一和区域三进 行并网， 产生负向蒸汽需求量修正， 则并网后主蒸 汽阀门开度会小于标准工况； 若同期装置在图 4 标 识的区域二并网， 产生正向蒸汽需求量修正， 则并 多余的开度将 网后主蒸汽阀门开度大于标准工况， 会导致最小负荷过大。
3
3. 1
并网后最小负荷过大的优化措施
机出口开关工作通道， 实现首次并网， 并网后电功 率稳定在 55 MW， 反应堆回路压力、 温度等保持稳 定， 不存在最小负荷过大的问题。 因此， 将存在最 小负荷过大的第二次并网和不存在最小负荷过大 的第一次并网进行对比很有意义， 主要参数对比的 结果如表 1 所示。
浅谈核电同火电汽轮机的比较
浅谈核电同火电汽轮机的比较我国第一座核电站始建于上世纪50年代，核电发展历经60年。
我国核电发展在前期速度较慢，随着近年来经济的飞速发展科学技术的不断进步，核电发展速度正逐渐提升。
由于核电汽轮机的配套反应湿蒸汽参数低，具有放射性的特点，因此，需要将核电汽轮机组与火电汽轮机组加以区别。
本文将从热力参数、结构特性、流通设计和运行方式等方面对核电汽轮机和火电汽轮机进行比较分析。
一、热力设计参数不同由于当前大部分核电站采用的是压水堆，压水堆核电站汽轮机的热力设计设计参数特点为：流量大、焓降小、蒸汽参数低、效率低。
反应堆供给汽轮机的蒸汽参数低，通常为5～7MPa，湿度在0.25～0.41%之间，温度在270～285℃之间，显示为略带湿度和蒸汽饱和状态。
当核电汽轮机与火电汽轮机排气压力相同时，核电汽轮机做功是有效焓降低，大约为火电汽轮机焓降的一半。
火电汽轮机窝炉则是采用的燃煤、燃气和燃油等燃料。
主蒸汽高温、高压的过热蒸汽。
二、结构特性不同由于热力设计参数不同，核电汽轮机与火电汽轮机在设计结构也有所不同，具体差异如下：（一）外形尺寸差异相比火电汽轮机，核电汽轮机的进气参数低、比容大，具体进气容量约为相同功率火电的火电汽轮机机的一倍，这就要求核电汽轮机进气管、阀门以及汽缸尺寸比常规汽轮机要大，高压缸叶片要长于一般汽轮机。
另外，在相同功率的条件下，核电汽轮机末级叶片比火电汽轮机的末级叶片药长、外形尺寸大、排气面积大。
（二）汽水分离、再热器（MSR）的设置存在差异核电汽轮机的工作蒸汽为饱和蒸汽，该蒸汽通过高压锅做工之后，产生的排气湿度较大，如果直接将蒸汽排入低压缸，将会导致汽轮机的某些零部件因水侵蚀而损坏。
因此，为了降低汽轮机低压缸的蒸汽湿度，就需要提高低压缸的蒸汽温度，这样就可以确保核电汽轮机具有一定的过热度，热力循环效率得到相应的提高，低压缸的工作环境和条件得到改善。
在汽轮机的高压缸和低压缸设置汽水分离器，这样可以有效的防止和减轻湿蒸汽对汽轮机低压缸零部件的腐蚀与损坏。
核电汽轮机结构设计及运行特点分析_1
核电汽轮机结构设计及运行特点分析发布时间：2022-05-04T10:00:40.659Z 来源：《当代电力文化》2022年1期作者：丁浩[导读] 将核电厂技术特点作为研究的起点，分析压水堆核电站及相应的热力循环系统，丁浩福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要：将核电厂技术特点作为研究的起点，分析压水堆核电站及相应的热力循环系统，通过对核电汽轮机技术特点进行探讨，分析在设计和结构上的应用特点，为理论及实践应用提供有力的支持。
核电厂的工作就是将核燃料轴在反应堆的裂变链式反应中产生的热量转变为电能，是我国目前重要的发电厂。
核燃料发生裂变反应主要通过热能的方式表现出来，通过一次、二次冷却剂的栽带和转变，通过蒸汽驱动汽轮发电机发电。
核电厂根据反应堆的不同可分为轻水堆核电厂、重水堆核电厂、石墨气冷堆发电常等。
轻水堆发电厂还可分为压水堆和沸水堆；石墨气冷堆可分为天然铀气冷堆及高温冷堆。
关键词：核电汽轮机；结构设计；运行特点在压水堆核电厂的运行过程中，向环境排放的放射性物质相比火电厂中粉煤灰排放的放射性物质含量较低，不会产生二氧化硫等有害气体。
相比气冷堆、重水堆、沸水堆等对比，压水堆的特点为功率密度高、结构紧凑、安全、操作简便、技术成熟、造价成分低等，因此成为了目前世界范围中核电厂最常用的类型。
我国的大亚湾、秦山等核电厂都采用的是压水堆类型发电，根据研究，在快中子增殖堆等发展成熟前，压水堆在我国核电厂的应用中有极大的优势。
一、关于压水堆核电厂压水堆核电厂就是通过压水反应堆通过核裂变能转变为热能，然后再形成蒸汽从而发电的核电厂。
压水堆的堆芯放置在压力容器中，水不仅是慢化剂，还是核心内燃料元件的一次冷却剂，能够将堆芯的热量带入蒸汽发生器的一次侧，传递到二次侧的水，在温度降低后再次进入堆芯，从而形成循环。
蒸汽发生器的二次侧中的水吸收热量，形成了具有一定压力的饱和蒸汽或微过热蒸汽，进入到汽轮机中做功。
做功完成后的蒸汽会进入到凝汽器中凝结成水，水泵再传输到蒸汽发生器二次侧，以此完成二回路系统[1]。
全_半转速核电汽轮机的比较
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第 34 卷
第3期
东方电气评论
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1"(2 34 5"2 3 67#2 3448
3448 年 8 月
<3C D <AC 。发生侵蚀、腐蚀的部件，除动叶片外 大部分与转速无关。由于末级及次末级长叶片长时 间在湿蒸汽区工作，因此受侵蚀腐蚀情况比火电机 组要严重得多。如果不作防水蚀处理，叶片运行一 段时间后会因水滴冲击产生水蚀，在叶片顶部背弧 进汽边处会出现蜂窝状的凹坑或被冲击成锯齿形。 叶片的水蚀，不但使叶片热力性能降低，还可能造 成叶片断裂等事故。 日立公司根据大量经验数据，整理出一个影响 侵蚀速率的公式， ! 越大表示侵蚀的速率越快。 ! E 〔 F " ; 3AA G 9 ?4A〕3 ・ #42 > F !H= D 8 G 式中： "—顶部速度，单位 : 9 I； #—蒸汽湿度，单 位C 。 从以上公式可以看出，在给定的排汽温度下， 叶顶速度的高低是影响叶片侵蚀程度的主要因素。 由于半速汽轮机叶顶线速度比全速汽轮机较低，所 以在采用相同的叶片材料、相同的防水蚀措施情况 下，半速汽轮机叶片的侵蚀情况没有全速汽轮机严 重。当然在采用适当的去湿防水蚀措施后，无论是 全速机还是半速机均可避免叶片水蚀的危险。 在现代汽轮机设计中，控制叶片侵蚀常用的几 种方法是： 增加去湿，去除动叶片由于离心力的作用而被 甩到并聚集在隔板外缘延伸环上的水分。 增加动、静叶片之间的轴向间隙。 在叶片进汽边顶部进行防水蚀处理，如焊接司 太立合金片等。 在高压和低压末级动叶片顶部进汽边开设径向 导流槽。 32 32 A 运行的灵活性 半速汽轮机由于转子直径大、重量重，高压缸 的汽缸壁较厚，导致热应力增大，在快速起动和变 负荷适应性方面比全速汽轮机稍微差些，但由于核 电机组大部分为带基本负荷运行，起、停、变负荷 次数较少，加上核电的进汽参数比较低，因此热应 力的影响不是太大。 32 32 = 机组的振动特性 半速汽轮机由于转速较全速低、转子重量重、
90万千瓦核电站汽轮机简介
90万千瓦核电站汽轮机简介:1、由热能变为机械能的原动机：蒸汽机、内燃机、涡轮机——又分为汽轮机和燃气轮机。
汽轮机的特点：高温高压高转速，功率大体积小。
2、汽轮机分冲动式、反动式、轴流式、幅流式。
我们现在用的是轴流式——冲动式汽轮机。
这种汽轮机效率η高，功率N大，体积V小。
3、汽轮机的基本原理：汽体膨胀，产生速度，冲击推动叶片作功，带动转子旋转产生扭矩。
○1汽轮机作功需要一个高热源和一个低冷源，在海水温度一定时，初参数（t,p）愈高，可提高可利用焓降h，效率η就能提高。
另一方面，尽量利用汽体的汽化潜热r，也是提高效率η的一个办法。
机组的初参数：283℃，6.71Mpa，664.8kcal/kg排汽参数：40.3℃，7.5kpa，614.9 kcal/kg再加上高压缸排汽经再热，可利用焓降h仅为104.2 kcal/kg，这个焓降是很低的。
在凝汽器内放出的汽化潜热r=574.9 kcal/kg，大量的热量排到大海里去。
对于1kg汽体而言，排到大海里的热量是可利用热量的5.5倍，所以我们要尽量减少汽化潜热r的损失。
低真空采暖是一个最好的办法，几乎100%利用汽化潜热。
可是一年还有夏天，我们只能利用加热器加热给水减少汽化潜热r的损失，提高机组效率。
低真空的形成：1kg水的容积0.001m3，初蒸汽的容积0.2426 m3/kg，排汽的容积19. 6m3/kg，循环水凝结1kg排汽，可使19. 6 m3的空间形成真空。
汽机后面有真空，前面的汽体才能膨胀出现速度，达到汽流作功的目的。
所以，想要提高效率η，就要提高初始参数，提高可利用焓降h，利用汽化潜热r。
核电站提高初始参数受到限制，效率低是必然的，但核电站优势是明显的，将来国家发电主要依靠核电站。
机组增大功率主要是增大蒸汽流量。
○2速度三角形：汽流的相对速度w，轮周速度u，绝对速度c，进口角α，出口角β。
速度三角形是计算效率、功率的依据。
○3叶片、机翼的升力F：v1＞v2，p1＜p2，p2- p1=F若是平板或圆球在气流中就不可能产生升力。
汽轮发电机组和水轮发电机组的区别
汽轮发电机组和水轮发电机组的区别导读：万贯五金机电网小编为大家介绍汽轮发电机组和水轮发电机组的区别。
水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。
水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。
为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转／分（频率为50赫）或3600转／分（频率为60赫）。
核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。
发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的一种小型发电设备。
汽轮发电机组与汽轮机配套的发电机组。
为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转／分（频率为50赫）或3600转／分（频率为60赫）。
核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。
高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。
特别是在3000转／分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过1.2米。
而转子本体的长度又受到临界速度的限制。
当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。
所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。
10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。
为此必须加强电机的冷却。
所以5～10万千瓦以上的汽轮发电机组都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。
70年代以来，汽轮发电机组的最大容量已达到130～150万千瓦。
从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。
超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机组发展史上产生一个新的飞跃。
水轮发电机组由水轮机驱动的发电机组。
由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。
通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构，而大、中型代速发电机多采用立式结构。
AP1000核电汽轮机设计特点分析
·段增辉,高宏喜,陶功新,邱健(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:随着安全性要求的提高,AP1000将会是今后国内市场主力堆型之一,文章详细分析了东方引进的匹配AP1000堆型的核电汽轮机的设计特点。
重点介绍了高中压模块、低压模块、末级叶片等主要部件的结构特点及机组的技术成熟性。
关键词:核电汽轮机,ARABELLE,AP1000,末级叶片中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2020)01-0014-05 Design Characteristics Analysis of AP1000Nuclear Steam TurbineDUAN Zenghui,GAO Hongxi,TAO Gongxin,QIU Jian(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:With higher security requirements,AP1000will be the main reactor in the domestic market in the future.In this paper, the design characteristics of the AP1000nuclear steam turbine is analyzed in detail which is imported by DEC.The structural features of the main components of the HIP module,the LP module,the last stage blade and the technical maturity of the unit are mainly introduced.Key words:nuclear steam turbine,ARABELLE,AP1000,last stage blade1前言近年来,我国核电取得长足发展。
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四、核电厂的热经济指标
（二）主要热经济指标 1．电厂毛效率ηel 电厂毛效率定义为发电机输出电功率Pe与反
应堆热功率PR之比(二者均以kw为单位)， 即:
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四、核电厂的热经济指标
2．电厂净效率ηnet 电厂净效率定义为电厂输出净功率与反应堆热功率
为防止超速，采用下列措施：
(1)完善汽轮机的去湿和疏水机构，减少部件和通 道中凝结水。
(2)在汽水分离再热器后蒸汽进入低压缸前的管道 上装备快速关闭的截止阀。
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（二）核汽轮机组的转速选择
目前，世界上核电厂汽轮机有全速(3000 r/min， 3600 r/min)和半速(1500 r/min，1800 r/min)之分。
电网频率50 Hz的国家全速和半速分别为3000 r/min和1500 r/min。德国，英国和俄罗斯电网频 率均为50 Hz。
电网频率60 Hz的国家全速和半速分别为3600 r/min和1800 r/min。美国电网频率为60Hz。
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三、汽水分离再热器
一、作用：
① 为保证汽轮机安全运行，提高低压缸内效 率，在高、低压缸之间设置汽水分离再热器，
第六章 核电站汽轮发电 机组
主要内容
一、核电厂饱和蒸汽汽轮机的总体配置
二、核电厂汽轮机的特点 三、汽水分离再热器 四、核电厂的热经济指标
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一、核电厂饱和蒸汽汽轮机的总体配置
在总体配置上，饱和汽轮机组总是设计成高压 缸和一组低压缸串级式配置，在进入低压缸前 设置有汽水分离再热器，有的设计在汽水分离 再热器和低压缸之间设置中压缸或中压段。核 汽轮机组的布配形式主要有*：图
由于新蒸汽是饱和汽，膨胀后即进人湿汽区，为保证 汽轮机安全经济运行，在蒸汽经过高压缸后．对高压缸 排汽进行汽水分离再热，以保证低压缸的效率和安全性。 因而，饱和汽轮机组无例外地设有汽水分离再热器，这 也是与火电机组的重要区别之一。
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（一）核汽轮机组的一般特点
5、易超速
由于核汽轮机组多数级工作在湿蒸汽区，通流 部分及管道表面覆盖一层水膜，导致机组甩负 荷时，压力下降，水膜闪蒸为汽，引起汽流速 骤增，这是核汽轮机组易超速的主要原因。
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四、核电厂的热经济指标
4、汽耗量D。 汽耗量定义为汽轮发电机输出额定电功率
Pe所需要的蒸汽流量。
5、热耗率q0
热耗率定义为发电机每输出1kw．h电能所 消耗的热量。
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四、核电厂的热经济指标
6、热耗量Q。 热耗量定义为汽轮发电机组输出额定电功
率Pe所消耗的热量，即
5、大亚湾核电厂的汽轮机型式、基本参数 是什么？
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汽轮发电机组设备的组成图
2020/3020/3/27
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大亚湾核电厂的汽轮机基本参数
大亚湾核电厂的汽轮机为英国GEC—A公司设计制造的 多缸单抽冲动式汽轮机。
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（一）核汽轮机组的一般特点
2、体积流量大：由于蒸汽参数低，蒸汽可用比焓 降小，加之为了降低投资将单机功率取得很大， 这都导致核汽轮机组的体积流量大，因而对核汽 轮机配置和结构有以下要求：
(1)600 MW一800MW以上核电机组高压缸也做成 双流；
(2)通常只设高压缸和若干低压缸，不设中压缸；
使进人低压缸的蒸汽具有一定过热度，从而使 低压缸排汽湿度达到可接受水平。
② 汽水分离再热器对核汽轮机组的经济性与 可靠性具有重要意义。
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三、汽水分离再热器
2、结构形式（分类）及流程
现代核电厂普遍采用一体化的汽水分离再热器。 按结构型式，汽水分离再热器有卧式和立式的两 种。美国、法国、日本等国采用卧式，而德国、 俄罗斯则采用立式。
(3)低压缸体积流量大，要求增加排汽口数和排汽 截面以及采用更长的未级叶片。
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（一）核汽轮机组的一般特点
3、核汽轮机组多数级工作在湿汽区
饱和汽轮机组需采取除湿措施，以提高效率和保障安全 运行。高压缸中的湿度是核汽轮机特有的，高压缸内除 湿、水滴分布等问题尚需进一步研究。
4、采用汽水分离再热
7、核燃料消耗率和年消耗量 核燃料消耗率定义为每发1kw．h电能所耗
的核燃料，可表示为
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课堂作业
1、核汽轮机组的布配形式主要有哪几种？
2、核汽轮机组的一般特点的哪些 ？
3、现代核电厂的汽水分离再热器的类型有 哪两类？分离器作用是什么？
4、核电厂核燃料消耗率的定义和公式是什 么？
（1）卧式汽水分离再热器
每台机组配置两台汽水分离再热器，分别置于汽 轮机低压缸的两侧。大亚湾核电厂的汽水分离再热
器结构图。，主要参数
（2）立式汽水分离再热器 图
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四、核电厂的热经济指标
（一）提高核电厂的热经济性的主要途径 1)提高热力循环的平均吸热温度； 2)降低平均放热温度； 3)减少传热温差； 4)减少管道、系统中的节流损失及散热损失； 5)提高热功转换机械设备（汽轮机、泵等）效
之比.
电厂净功率为发电机输出电功率扣除厂用电功率。 厂用电包括反应堆冷却剂泵，给水泵以及其他各种 机械、设备的动力消耗，一般占发电机输出功率的4 ％一8％。
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四、核电厂的热经济指标
3．汽耗率d0 定义为汽轮发电机组发出1kw.h电力所消耗的蒸
汽量。汽耗率是汽轮发电机组的一项重要经济性 指标。
① 单轴四缸四排汽口型式； ② 单轴四缸六排汽口型式；大亚湾核电厂采用 ③ 单轴五缸六排汽口型式； ④ 单轴五缸八排汽口型式。
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二、核电厂汽轮机的特点
（一）核汽轮机组的一般特点 1．蒸汽参数低： （1）反应堆冷却剂温度提高的潜力已很小(堆芯出
口平均温度一般不超过330℃)；二回路蒸汽一般 为5MPa一7MPa的饱和汽； （2）汽耗率约比常规电厂高一倍； （3）与高参数汽轮机相比，低压缸发出的功率较 大；低压缸的效率对整机的效率影响大。 （4）排汽速度损失对效率有较大影响，这要求增 大排汽流通截面以降低排汽速度。