我国百万千瓦级以上核电汽轮机组现状及发展

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发电设备(2010No.5)

戎国百万千瓦级以上核也汽轮抚组瑰状及发展

国内的岭澳二期、红沿河、宁德、方家山等CPRl000核电站均采用该机型,由东方电气集团东方汽轮机有限公司(简称东汽)制造供货。由于该机型的中压缸由低压前几级合并而成,中压叶片尤其是末级叶片较长,随着功率和流

量的增加,对中压末几级叶片的设计也提出了更高的要求。

图2

Arabbelle机型改型示意图

(a)高压缸

3.3.1上汽产品

高压缸为双流对称结构,双层缸,汽缸在水

平中分面处分为上、下两半,用螺栓紧固。汽缸

中部有4个进汽口,上下半各2个,两侧各布置1

个回热抽汽口,在高压外缸下半两端设4个排汽

口。内缸支撑在外缸下半水平中分面法兰内侧

的突台上,通过垫片来调整内缸的水平位置。低

压缸也为双层缸的结构,低压外缸由前端板、后

端板、侧板(左右侧各1个)和外缸上半组成,在

现场进行焊接拼装。低压外缸排汽口与冷凝器

刚性连接,在现场进行焊接。排汽导流环与内缸

用螺栓连接,低压内缸通过排汽端两侧的横臂支

撑在低压外缸上,在调阀端一侧的支撑臂设有定

位键,做轴向定位,允许低压内缸横向膨胀;在低

压内缸底部设有横向定位,允许低压内缸沿轴向膨胀。图3为典型百万千瓦等级核电机组高、低压缸示意图。

图3上汽百万千瓦等级核电汽轮机汽缸

3.3.2东汽产品

采用高中压合缸结构,为单层缸,低铬钼钒

钢铸件。通过垂直中分面螺栓分别连接成为整

个外缸的上下两半。全部高中压模块的重量由

汽缸上半水平中分面法兰的延伸部分——前后

猫爪承受。在安装时,采用临时垫片和千斤顶将

缸体放置轴承箱上,待合缸后拧紧水平中分面螺

栓,再拆除临时支撑,实现承载转移到上半汽缸

猫爪。低压缸由内、外缸组成,均采用焊接,材料

为普通碳钢。内缸从轴向上分成前、中、后三段,

前、后两部分为排汽导流通道,同时装焊有支撑

低压转子的轴承座。低压内缸在水平中分面用螺栓连接,由于内缸前后两端外伸的猫爪支撑整

(b)低压缸

个内缸及转子的重量,因此外缸(排汽壳)没有支

撑台板,全部重量通过凝汽器壳体传递到基础

上。内外缸之间的结合则是利用环形的橡胶密

封圈柔性连接。图4为东汽供货的岭澳二期汽

轮机示意图。

图4

岭澳二期汽轮机示意图

3.3.3哈汽产品

高压缸为双流对称布置,两侧各设一个主

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我国百万千瓦级以E核电汽轮机组现状及发曩发电设备(2010No.5)

汽调节联合阀,蒸汽从调节阀出口通过4根进汽管进入高压缸。每侧的汽缸底部有2个排汽口,汽缸顶部有1个,共6个排汽口进入汽水分离再热器。高压缸为单层缸,静叶通过隔板套固定在汽缸上。高压缸由下半缸上部的4个猫爪支撑。汽缸下半通过H型定中心梁与相邻的轴承箱连接,以进行汽缸轴向和横向定位。低压缸采用三层缸结构,即低压外缸、低压内缸和低压蒸汽室,轴承箱采用落地结构,凝汽器与汽轮机排汽口采用橡胶弹性补偿节连接。图5为哈汽典型百万千瓦等级核电机组高、低压缸示意图。

(a)高压缸(b)低压缸

图5哈汽百万千瓦等级核电汽轮机汽缸

3.4转子结构形式

汽轮机转子按加工、装配方式可分为整锻

转子、焊接转子和套装转子,这三种结构型式在

我国百万千瓦级核电机组均有应用。哈汽核电

机组的高压和低压转子均为整锻结构,由整根

锻件加工而成,在安全性、抗应力腐蚀方面有一

定的优势。但由于半速汽轮机尺寸较大,低压

转子锻件重量达到200t以上,在原材料采购、供

货上受到限制。东汽的核电低压转子为焊接型

式,高中压转子为组合型,即包括整锻的高压部

分与由锻件依次焊接而成中压部分。焊接转子的选材容易。合格率高,转子本身还具有质量轻,应力低等优点,但对设计方法、焊接工艺、质量控制等都提出更高的要求。上汽百万等级核电机组的高压部分采用整锻转子,低压部分为套装叶轮或焊接转子。套装叶轮是西门子核电机组特有的结构型式,具有交货周期缩短、材料性能均匀等优点。通过在轮盘锻件上采用专门的热处理和表面处理工艺,使轮盘整个表面区域一定深度范围内产生压应力,来解决核电机组的应力腐蚀问题。西门子该型式的核电低压转子累计运行时间超过2.75x106h,从未由于应力问题而更换过转子或叶轮。上汽也同时自主开发了焊接转子,首台将用于桃花江APl000核电项目。图6和图7分别为焊接转子和红套叶轮示意图。

图6焊接转子示意图

图7红套叶轮示意图

3.5末级长叶片

末级长叶片决定了汽轮机的低压缸配置、厂房投资和机组的整体经济性。作为带基本负荷的核电机组,较大的排汽面积意味着更多的收益。目前西门子拥有世界上最长的1829

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我国百万千瓦级以上核电汽轮机组现状及发展

作者:黄瓯, 余炎, HUANG Ou, YU Yan

作者单位:黄瓯,HUANG Ou(上海电气电站集团,上海,201102), 余炎,YU Yan(上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海,200240)

刊名:

发电设备

英文刊名:POWER EQUIPMENT

年,卷(期):2010,24(5)

被引用次数:0次

参考文献(4条)

1.余永明核电汽轮机的发展 2005(4)

2.杨晓辉.单世超核电汽轮机选型关键问题分析 2007(1)

3.崔宏博.王小宁.胡劲松全、半转速核电汽轮机的比较 2006(3)

4.廖兴宝.高宏喜引进型1000MW等级核电汽轮机的设计特点 2008(1)

相似文献(6条)

1.期刊论文王焱岭澳1000MW等级核电汽轮机主要部件的无损检测-东方电气评论2003,17(3)

在详细分析东汽厂承担的岭澳1 000MW级核电汽轮机国产化主要部件(低压汽缸、铸铁隔板、低压汽封体接管焊缝)的无损检测,特别是不同于常规汽轮机产品无损检测的基础上,阐述了结合工厂实际,在现有国产设备器材条件下而采取的技术对策及验证结果.

2.期刊论文鲍旭东310MW核电汽轮机启停中胀差趋势的分析-华东电力2003,31(7)

介绍核电汽轮机启停过程中汽缸和转子热膨胀的特点,通过对影响汽轮机胀差主要因素的分析,掌握核电汽轮机胀差变化的趋势和特点,为汽轮机的启停操作提供指导.

3.期刊论文廖兴宝.高宏喜.LIAO Xing-bao.GAO Hong-xi引进型1000MW等级核电汽轮机的设计特点-热力透平2008,37(1)

介绍了引进型1000MW等级核电汽轮机设计参数,总体布置方案,并分别对汽缸、转子、网门等关键部套的设计重点和创新进行详细阐述.

4.期刊论文蒋浦宁.JIANG Pu-ning核电汽轮机防应力腐蚀裂纹技术-热力透平2010,39(2)

我国将陆续开工建设一批CPR、AP1000和EPR等堆型的百万等级核电站,而核电汽轮机主要部件工作在湿蒸汽环境下,防止这些部件产生应力腐蚀裂纹甚至导致最终断裂是汽轮机的关键设计.本文介绍了应力腐蚀的机理,并说明了汽轮机部件应力腐蚀的3个重要影响因素:材料的屈服强度、工作应力水平和工作环境,从可能产生应力腐蚀部位的应力限制和对应力腐蚀裂纹增长的控制方面,提出如何从设计上防止这些部件因为应力腐蚀而失效的措施,这些措施有效性已经在国外的核电站运行中得到了验证, 为叶轮、叶片、汽缸等关键部件长期安全运行提供可靠的技术保证.

5.会议论文Wichtmann.A...Ulm.W..Feldm ü ller.A..先进核电站的高效率汽轮机——高效核电汽轮机2004

全世界有越来越多的国家将核电作为能源战略中的一部分,以取代原有的核电站,满足京都议定书中降低温室气体排放量的要求,以及使核电站与传统电厂在整体造价上持平或降低.除了建设新型核电站以外,还可以通过对汽轮机进行改进,以延长核电站的运行寿命.由此提出了需要全面提高汽轮机效率的要求.随着数字处理和高性能计算机系统的开发,已经可以模拟出最复杂的三维流.随着汽轮机叶片以及汽轮机进汽/排汽缸在制造工艺上的同步发展,这些模拟反过来又将在过去几十年中的进展加以实施.其中核电厂主要部分体现在提高反应堆的功率输出、效率和安全系统方面.另外,西门子也在新型设备开发和核电汽轮机的改进上取得了长足的进步.本文将主要介绍:为新项目(>1700MW)的改良方案和对最高功率输出的需求开发合适的机组.通过开发新的叶型、叶片流道和汽轮机设计结构来提高效率.这些设计特点可使核电站运行寿命长达60年之久.

6.会议论文侯秋华.周新华.李杰AP1000汽轮机特点与国产化分析2010

本文从AP1000三代核电汽轮机转子的一体化设计、叶片防腐、汽缸新结构、焊接、试验等方面,对汽轮机部件的改进设计和制造难点进行了描述

,对AP1000汽轮机国产化能力进行了分析并给出了初步建议,可为国内制造厂AP1000汽轮机的设计和制造提供参考,以提高核电设备国产化能力。

本文链接:https://www.360docs.net/doc/1413891882.html,/Periodical_fdsb201005001.aspx

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