1000MW汽轮发电机技术特点

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2013-7-22
交流主励磁机采用150Hz。主励 磁机是一台小型三相隐极式同 步发电机。三相主励磁机系一 个6极旋转电枢装置,见图。磁 场绕组位于叠片磁铁极上。在 极靴上装有母线,其端部连接 后形成阻尼绕组。两个极之 间装有一个正交轴,用以测量 励磁机的感应电流。转子由多 层迭片组成。迭片通过贯穿螺 栓在压缩环上压制而成。把三 相绕组插入迭片转子的槽内, 整流环部件组合示意图 把绕组导体在铁芯长度的范围 1-整流环;2-熔断器;3-二极 内进行交叉,然后用玻璃纤维 管;4-联轴节;5-Multicontact 带把转子绕组的端匝予以固 连接器 定,在面对整流轮的一侧进行 2013-7-22 连接
主要材质和应力
定子硅钢片型号 铜线型号 转轴材料型号 转子铜线型号 转子铜线屈服极限 σs 护环材质型号
/
/ / / / / /
转子槽锲材质型号
CuNi2Si
/
三大主力厂技术差异
序 号 项目 东方电机 上海电气 哈尔滨电机
F(B)/定子绕组无氧 F(B)/定子绕组无氧铜/ F(B)/定子绕组无氧 铜/定子棒槽内固定及 整体结构能轴向自由伸缩、 铜/定子绕组端部通过 绕组端部固定可靠/整 径向固定/定子绕组线棒导 绑扎固定在绑环上/整 定子绕 体结构能轴向自由伸缩、 体部分采用五根绝缘实心 体结构能轴向自由伸 组的绝 径向固定/定子绕组水 导线和一根不锈钢空心钢 缩、径向固定/定子绕 缘等级、 内冷/成型绝缘水管固 管为一排,共2排10组/其 组水内冷/成型绝缘水 1 材料、 定牢靠,避免相互交叉、 中不锈钢用于水冷却,不 管固定牢靠,避免相 处理及 磨损和松动/定子绕组 产生氧化铜而引起堵塞, 互交叉、磨损/定子绕 结构 的绝缘少胶 提高可靠性/定子绕组水内 组的绝缘多胶 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 F(B)/转子绕组含银 转子绕 铜线CuAgR/转子绕组 组的绝 直接氢冷/转子绕组同 缘等级、 一匝的两股铜线之间有 2 材料、 防磨绝缘层/转子采取 处理及 气隙取气,径向通风冷 结构 却方式/转子采用空心 铜线 F(B)/转子绕组无氧含银 F(B)/转子绕组含银 铜线CuAg0.1P/转子绕组直 铜线/转子绕组直接氢 接氢冷/转子采用空心铜线, 冷/转子采取气隙取气, 轴向-径向通风 径向通风冷却方式/转 子采用空心铜线
轴径向复合通风转子 表面通风孔(风斗)
2013-7-22
复合通风(风斗)
发电机转子鼓风机局部图
2013-7-22
采用整体式转子护环来抑制转子端部绕组的离心 力。转子护环由非磁性高强度钢质材料制成,以降 低杂散损耗。每个护环悬空热套在转子本体上。采 用一开口环对护环进行轴向固定。 护环承受转子端部绕组产生的离心力。护环一端热 套在转子本体上,另一端悬挂在转子端部绕组上, 不与转轴接触。这种悬挂式护环的结构,与转轴的 挠曲无相互影响。 中心环热套在护环自由端内圆,圆周方向支撑了护 环,提高了护环的刚度,同时在轴向支撑转子端部 线圈。环键防止护环的轴向位移。 护环热套面在阻尼系统中起到短路环作用。为了降 低接触电阻,热套面经镀银处理
超超临界发电机组技术特点
山西大学工程学院 岑志刚
2013-7-22
1000MW汽轮发电机典型布置
2013-7-22
国内三大动力厂比较
2013-7-22
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。第一台机组在 2006年11月28日在华能玉环电厂投产发电,为中 国国内首台投产的百万机组。玉环第二台机组于 2006年12月30日投产发电,排名第三;第三台、 第四台机组分别于2007年11月11日和2007年11月24 日成功投运,在全国百万机组投产顺序分列第五 和第六名。 东方电机股份有限公司:与日立公司合作,前期 为邹县制造1000MW发电机,合同规定由日立公司 负责发电机的设计。其中#7机于2006年12月4日投 产,#8于2007年7月投产。
典型1000MW发电机参数
名称 单位 上汽(宁海) 东方(邹县)
/
/
空心 实心
定子总重量
n n
t t mm mm mwk.baidu.com mm L2 D2
上下层2x5 上下层2x25
478 462 11653×5116×4772 1250 6730 14800 28
429 409 / 1270 8150 32
定子运输重量 定子运输尺寸 L×W×H 转子外径 转子运输长度 转子槽数 转子本体有效长度
MVA
MW MW MVA kV A
1111
1000 1053.485 1170.539 0.9 27 23778
1120
1008 1100 1230 0.9 27 23949
额定励磁电压 Ufn
额定励磁电流 Ifn 励磁方式 满载效率 η
V
A %
437
5887 无刷励磁 98.97
510
5272 机端励磁变 99.11
7
通风系 统
8
励磁系 统
有静态励磁和无刷励磁2种, 只采用静态励磁,主 西门子技术是采用无刷励 要选用ABB或GE 磁。励磁系统主要选用 ABB或三菱
发电机总体结构和通风系统 (上汽)
2013-7-22
发 电 机 转 子 通 风 冷 却 典 型 外 观 图
轴向通风冷却转子外观图
轴向通风表面通风孔
转子槽尺寸
护环直径
w×h
Dk
mm
mm
52×155 7
1310
/ /
/
转子每槽线匝数
典型1000MW发电机参数
名称 护环长度Lk 单位 mm 上汽(宁海) 803.5 M270-50A E-CuF20 26NiCrMoV145 CuAg0.1P N/mm2 190 18Mn18Cr 东方(邹县) /
2013-7-22
660MW发电机转子端部结构
2013-7-22
转子槽楔和阻尼结构
2013-7-22
定子线圈
发电机定子线圈 由一定比例的不 锈钢空心股线和 铜实心股线混编 而成 。
2013-7-22
定子绕组水 电连接结构
特点:不锈钢空心股线 与水盒为焊接结构,采
用专用设备和工艺进行
焊接。上下层线圈的电 气连接为机械结构。
2013-7-22
2013-7-22
定子端部线圈固定特点
定子端部线圈固定采用西门子公司成熟的刚-柔固 定结构,该结构在径向、切向的刚度很大,而在轴 向能自由伸缩,有效的减缓绕组绝缘中产生的机械 应力。端部固定特点如下: 1)定子线圈端部固定采用大锥环、弧形压板结 构,整个端部线圈间浇垫成整体; 2)定子端部线圈渐伸线采用变节距设计,增大线 圈隔相距离; 3)径向采用具有自锁弹性自调整支紧结构,轴向 用定位件支撑加以轴向定位,整个定子线圈端部在 运行时能伸缩。 4)定子线圈端部外包保护层,便于今后维修。
3
定子绕 组端部 4 结构及 屏蔽措 施
绝缘引 5 水管材 寿命
转子锻 件、护 6 环的材 质
聚四氟乙烯氟塑料/35 年
转子锻件:NiCrMoV 进口 护环的材质: Mn18Cr18 整体合金钢
聚四氟乙烯氟塑料/35年
聚四氟乙烯氟塑料/35 年
转子锻件:NiCrMoV 进口 护环的材质: Mn18Cr18整体合金钢
典型1000MW发电机参数
名称 绝缘等级和温度 单位 上汽(宁海) 东方(邹县)
转子线圈绝缘等级
定子铁芯绝缘等级 冷却介质压力、流量和温度 定子冷却水流量 定子冷却水进口水温 定子线棒冷却水出口水温 定子冷却水电导率 t/h ℃ ℃ μs/cm
F
F 120 49 ≤85 <1
F
F 122 45-50 ≤86 ≤0.5
2013-7-22
典型1000MW发电机参数
名称 发电机型号 单位 上汽(宁海) THDF 125/67 东方(邹县) QFSN-1000-2-27
额定容量 Sn
额定功率 Pn 最大连续输出功率 Pmax 最大连续视在功率 Smax 额定功率因数 CosΦn 定子额定电压 Un 定子额定电流 In
2013-7-22
哈尔滨电机厂有限责任公司:哈电与东芝在2005 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。 国电泰州电厂#1、2机组分别 于2007年12月4日和2008年3月31日投运在全国百万 机组投产顺序分列第七和第九名。发电机引进日 本 东 芝 株 式 会 社 技 术 ( TAKS 类 型 ) 生 产 , 型 号 QFSN-1000-2,额定功率1000 MW,额定功率因数 0.9 , 额 定 频 率 50 Hz 。 发 电 机 定 子 额 定 电 压 27 kV,定子额定电流23950A。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。
发电机漏氢量
定子铁芯外径 定子铁芯内径 定子铁芯长度 气隙(单边) 定子槽数 Do Da L1 δ Z1
m3/24h
mm mm mm mm
≤12m3/24h
3280 1410 6700 80 42 2
定子绕组并联支路数 a1
定子线圈尺寸
空心w×h-壁厚 实心 w×h 每槽线圈股数 mm mm 14×4-0.9 14×1.8
转子锻件:26NiCrMoV145 国产 护环的材质:Mn18Cr18整 体合金钢
三大主力厂技术差异
序 号 项目 东方电机 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 只采用静态励磁,主要 选用ABB或GE 上海电气 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 哈尔滨电机 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
2013-7-22
超超临界机组最新消息
神华国华徐州发电有限公司超超临界百万千瓦机 组工程项目也已进入尾声。 华电宁夏灵武发电有限公司二期两台100万千瓦超 超临界空冷#3机组今年7月 27日顺利完成倒送厂 用电工作、机组由静态安装进入动态试运阶段以 来,先后实现了锅炉水压试验一次成功,机组整 套启动前分部试运项目已全部完成并验收签证。 华能金陵电厂二期工程的1000兆瓦超超临界燃煤 机组12月7日顺利完成试运行
三大主力厂技术差异
序 号 项目 定子铁 芯 东方电机 有取向型 /0.35mm厚度 /涂绝缘漆/进口或国产 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 上海电气 无取向型/0.5mm厚度/涂绝 缘漆/国产 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 哈尔滨电机 有取向型/0.35mm厚度 /涂绝缘漆/进口 在定子压圈上通过轴 向可滑移支撑架结构 固定18个绝缘支架,3 道绝缘绑环固定在18 个支架上,定子绕组 端部通过绑扎固定在 绑环上/定子绕组端部 整体结构能轴向自由 伸缩
定子冷却水压力P
气体冷却器数目 额定氢压 最高允许氢压
MPa(g)
MPa(g) MPa(g)
约0.3
4×25% 0.5 0.52
0.31
4×25% 0.52 0.56
典型1000MW发电机参数
名称 发电机容积 单位 m3 上汽(宁海) 100 东方(邹县) 143 2912 1454 8150 92 36 2 / /
2013-7-22
定子绕组端部固定的强度问题,在突然短路的强 大过渡电磁力下和在正常运行时较小的交变电磁 振动下都显得更为突出。端部的固定在径向、切 向既要具有承受突然短路时电磁力的足够强度, 也要防止倍频振动引起共振造成的绝缘磨损。另 外,考虑到铁芯和线棒热膨胀系数不一样,所以 在轴向要有伸缩的弹性固定结构。大容量发电机 绕组端部热胀冷缩之差可达0.5-1.5mm,如果端头 固定死,就会产生4.00-12.00MPa的压应力。近年 来,在大容量发电机端部绕组固定措施中,主要 倾向是尽可能将垫料及紧固件均由高强度绝缘材 料压制而成,以避免使用金属材料。早期的发电 机端部采用刚性结构,现已发展到用刚柔相结合 的结构。
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