核电汽轮机的特点
核电汽轮机组特点分析
１ 核 电汽 轮机 分类
（） 电汽轮 机 分为 全 速核 电汽 轮机 和半 速 核 电汽 轮 机 。 １核
．
（） 门 子 、 屋 、 菱 、 ２西 西 三 日立 、 芝 生 产 的 百 万 千 瓦 级 东
以上 的 核 电 汽 轮 机 组 全 部 为 半 速 机 组 ， Ｂ 和 ＡＬ Ｔ ＡＢ Ｓ ０Ｍ 既 生 产 半 速机 组 又 生 产 全 速 机 组 。 俄 罗 斯 生 产 全 转 速 机
面积要 大于火 电机组 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（） ３在不 同的 工 况下 ， 电汽 轮 机 的蒸 汽流 量 ， 核 一般 保 持不
变 。而 火 电汽轮 机 的蒸 汽 流量 ， 着 工况 的 不 同在 变 化 。 随
作、 保管并 向集 团内各 单位和社 会 市场 开放租 贷业 务 ， 即保 选择 合理的方式 ， 比如某种周 转材 料使 用期 过 长 ， 贷 费用 租 证 了施工 用料 ， 又可 以有 一笔 可 观的 收人 。在 库存 周转 材 过 高 且 本 身 价 值 偏 低 ， 么 就 对 其 进 行 采 购 。 相 反 ， 在 一 那 仅 料 与 施 工 场地 相 距 较 远 的 情 况 下 ， 行 长 途 运 输 会 消 耗 大 小 段 时 间 内使 用 的 周 转 材 料 ， 向 材 料 公 司 进 行 租 贷 更 为 进 则 购 量资金 ， 利用本有 的库 存 周转 材 料 与其 他公 司进 行 资 源共 节 约 。在 购 买 材 料 时 还 要 考 虑 目前 公 司 的 资 金 状 况 ， 买
组 。从 当前 核 电 机 组 的 发 展 趋 势 来 看 ， 于 Ｉ ０ ＭＷ 及 其 对 Ｏ０ 以上 等 级 的 汽 轮 发 电机 组 ， 多 采 用 半 速 机 组 。 大
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]。
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。
压水堆核电站汽轮机的特点之2-3
压水堆核电站汽轮机的特点压水堆核电站汽轮机采用饱和蒸汽后的结果：(1)循环热效率低压水堆核电站的循环热效率仅有45%左右，约为先进火电机组的70%。
(2)理想焓降小多级湿蒸汽汽轮机的理想焓降比高参数汽轮机的约小30%~40%。
其结果是：①大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸；②低压缸约产生汽轮机全部功率的50%~60%（而在火电厂高参数机组中低压缸约占30%~40%左右），低压缸相对内效率对机组经济性的影响更大；③蒸汽在进汽机构、外置式分离再热器等中的压力损失，对机组效率具有更大的影响，应尽可能改善这些部件的气动性能。
压水堆核电站汽轮机特点二是容积流量大由于湿蒸汽汽轮机的参数低、理想焓降小以及效率较低，因而蒸汽容积流量比同功率的高参数汽轮机约大60%~100%(如300MW核汽轮机的蒸汽流量约为2000t/h，相当于600MW的火电机组)。
由此导致核汽轮机的下列特点：①进汽机构的尺寸增大；②功率大于600~800MW汽轮机的高压缸已做成双分流结构；③调节级的叶片高度大，故弯曲应力较大，因此采用部分进汽困难，不宜采用喷嘴调节；④低压缸通流量大，因而排汽的余速损失对热效率有更大的影响，这就要求增大排汽面积以降低余速损失，同时须提高排汽管中的速度动能利用系数。
压水堆核电站汽轮机特点三是大多数级处于湿蒸汽区由于新蒸汽是饱和汽，膨胀后即进入湿汽区。
因而核汽轮机大多数级处于湿蒸汽区。
可以近似地认为，平均湿度每增大1%，汽轮机的相对内效率约降低1%。
且湿蒸汽膨胀所形成的水分对汽轮机通流部分元件及其他过流设备会产生冲蚀破坏作用。
因此，湿蒸汽汽轮机高、低压缸中都必须采用有效的去湿结构和防腐措施，而且饱和蒸汽汽轮机毫无例外地设有外部汽水分离器。
外部分离器通常设置在高、低压缸之间，并且同时使用中间再热。
再热器通常分为两段，首先用高压缸抽汽对汽水分离器分离出来的蒸汽进行再热，然后再用高温主蒸汽再行加热。
采用再热的核电站汽轮机的分缸压力通常为新蒸汽压力的12%~15%。
哈电核电1250MW级汽轮发电机技术特点
发电机长(包括集电环隔音罩 发电机长 包括集电环隔音罩) 包括集电环隔音罩 发电机高（座板之上，包括座板） 发电机高（座板之上，包括座板）
17.5m 3500 mm
发电机宽（包括座板） 发电机宽（包括座板） 发电总重量
2070 mm 814 t
8
四、设计数据
3. 主要电磁设计尺寸
定子槽数 Z1 定子铁芯内径D 定子铁芯内径 i 定子铁芯外径D 定子铁芯外径 a 定子铁芯长度L 定子铁芯长度 t 定子绕组并联支路数a 定子绕组并联支路数 1 定子线规尺寸： 定子线规尺寸： 空心W 空心 X h–壁厚 壁厚 实心W 实心 X h 定子线圈主绝缘单边厚度 定子额定电流密度J 上层 下层) 上层/下层 定子额定电流密度 2 (上层 下层 定子线负荷 8.65X 4.20 – 1.15 mm 8.65X1.90 mm 6.9 mm 8.07/9.69 A/mm2 48 2070 mm 3500 mm 6400 mm 2 转子槽数 转子外径D 转子外径 2 气隙（单边） 气隙（单边）g 转子本体有效长度L 转子本体有效长度 2 转子槽尺寸 定子每槽内导体数： 定子每槽内导体数： 空心（上层 下层 下层） 空心（上层/下层） 实心（上层 下层 下层） 实心（上层/下层） 转子槽绝缘单边厚度 转子额定电流密度J 转子额定电流密度 2 24 / 20 96 / 80 1.0 mm 11.5 A/mm2 1.19 T 32 1880 mm 95 mm 6350 mm 54×250 mm ×
对地绝缘 垫条
定子铁芯
23
五、发电机结构
3. 发电机定子
定子线圈绝缘结构 对地绝缘: 云母环氧绝缘。 对地绝缘 VPI, 云母环氧绝缘。 在线圈端部沿线圈表面分电压应力等 级应用Coronox。 级应用 一个“双层防电晕系统” 一个“双层防电晕系统”应用到高压 电机端部， 电机端部，以减小电流在端部导体面 漆上的集中 已在大型电机在验证过的30kV的应 的应 已在大型电机在验证过的 用。
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。
核电汽轮机结构与特点共60页文档
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里Fra bibliotek折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
核电汽轮机结构设计及运行特点研究
核电汽轮机结构设计及运行特点研究伍赛特(上海汽车集团股份有限公司，上海200438)摘要：以核电厂的技术特点引入论题，介绍了压水堆核电站及其热力循环系统，重点对核电汽轮机的技术特点进行了研究，阐述了其在设计和结构方面的运用及其运行特点，由此为相关理论研究与工程应用提供了必要的理论依据。
关键词:核电站；汽轮机;压水堆;半速汽轮机;核反应堆中图分类号:TK269文献标志码:A文章编号：2095-2945(2021)16-0098-04Abstract：Introduce the topic based on the technical characteristics of nuclear power plants,introduce the pressurized water reactor nuclear power plant and its thermodynamic cycle system,focus on the technical characteristics of nuclear power steam turbines,and explain its application in design and structure and its operating characteristics.This provides the necessary theoretical basis for related theoretical research and engineering applications.Keywords:nuclear power plant;steam turbine;pressurized water reactor;half-speed steam turbine;nuclear reactor1核电厂核电厂是将核燃料铀(钚)在反应堆内裂变链式反应中产生的能量转变为电能的发电厂核燃料产生的裂变能主要以热能的形式出现，其经过一次和二次冷却剂的载带和转换,最终以蒸汽驱动汽轮发电机组发电。
核电汽轮机与火电汽轮机的比较
核电汽轮机与火电汽轮机的比较摘要：本文分析了火电与核电汽轮机的差异，介绍了核电汽轮机在热力设计和结构的独特，且与火电汽轮机进行了比较，阐述了核电汽轮机与火电汽轮机的差别。
关键词：火电汽轮机；核电汽轮机；比较一火电与核电汽轮机的差异1.1基本热力参数的差别压水堆核电机组与火电机组相比初参数低得多并且湿度大，主蒸汽为略带湿度的饱和蒸汽（压力一般在6MPa左右，湿度为0.25%～0.5%），核电机组总焓降约为同功率火电机组的三分之二，有效焓降仅为常规火电汽轮机的一半左右，其汽耗显著增加，相应疏水量随之增大。
同等容量核电汽轮机的进汽量是火电机组的两倍，而容积流量则为五倍左右。
蒸汽的容积流量增大，这就要求核电机组的通流面积要大于火电机组。
1.2蒸汽热力过程的差别在常规火电机组中蒸汽大部分处于过热蒸汽状态，只有在低压缸末几级处于湿蒸汽状态下。
核电汽轮机只有低压缸前几级处于过热状态，其余部分都处于饱和线之下的湿蒸气状态.汽状态。
图1表示了蒸汽在汽轮机中的膨胀过程。
（1）图中线段abcdef表示进汽压力24.2MPa的常规超临界中间再热机组的热力过程线，饱和线上方为过热蒸汽区，下方为湿蒸汽区工作，其余均在过热区。
（2）图中线段ABCDE表示进汽压力6.41MPa的饱和蒸汽的膨胀过程曲线，AB表示蒸汽在高压缸中的膨胀，在高压缸作功后排入汽水分离再热器进行去湿再热后达到过热点C，然后进入低压缸膨胀线段CE，图中仅有低压缸中（CD段）前几级处于过热蒸汽状态，大部分处于饱和线以下的湿蒸汽区工作。
从核电与火电热力过程线中，可以明显的看出两者间热力参数的差别。
图1蒸汽在汽轮机中的膨胀过程1.3调节方式的差别大容量的火电汽轮机普遍采用喷嘴调节配汽方式。
这种配汽方式只有在最后开启的那组调节阀的汽流受到节流的影响。
因此，节流导致的能量损失不会很大，所以，对于变工况运行比较频繁的火电机组是最佳的配汽方式。
核电机组蒸汽参数低、流量大，采用喷嘴调节的调节级动叶片的应力很高。
核电厂汽轮机的特点分析
核电厂汽轮机的特点分析摘要：核电汽轮机的参数低，流量及湿度均较大，具备节流调节的特点，其容量匹配主要以机随堆模式为主，通流裕量较小，于火电机组不同。
半速机和全速机比较，前者圆周速度小，所以应力较小，对于水腐蚀方面有较好的性能，但是半速机的制造的成本较全速机高。
所以，选型时主要结合地区实际情况、经济、技术指标，以及机组实际容量等来进行确定，就我国目前核电发展情况来看，对1000MW及以上等级的核电汽轮机机组主要以半速机为主，优势显著。
关键词：核电厂；汽轮机；特点分析1 核电厂汽轮机概述汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
它的主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
在采用化石燃料（煤、石油和天然气）和核燃料的发电厂中，基本上都采用汽轮机作原动机。
有时，汽轮机还直接用来驱动泵，以提高电厂的经济性或安全性。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排气口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排气口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽，从排气口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水。
此凝结水由凝结水泵抽出送往蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保持较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累，必使凝汽器内压力升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功；同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化。
这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。
2 核电站汽轮机特点核电站汽轮机通常采用饱和水蒸汽（或微过热蒸汽）作为工质，并由高压汽缸、低压汽缸、汽水分离再热器、回热加热器和凝汽器等辅助设备组成。
其工作原理与普通电厂汽轮机相同，结构也大体上相近，唯有新蒸汽初参数较低而已（一般新蒸汽初压在5-7MPa范围内，过热度仅20~30℃左右）。
核电站与火电厂汽轮机参数及热力系统的比较分析
核电站与火电厂汽轮机参数及热力系统的比较分析能源是现代社会发展的重要支撑，其中核能和火电是两种常见的发电方式。
核电站和火电厂都应用了汽轮机作为主要发电设备，但它们的参数和热力系统存在一定的差异。
本文将比较和分析核电站和火电厂汽轮机参数及热力系统的异同，以便更好地了解它们各自的特点和优势。
首先，我们来看核电站的汽轮机参数。
核电站采用的汽轮机通常具有较高的转速和较小的容量。
这是因为核电站在核反应堆中通过核裂变产生的热能转化为蒸汽，进而驱动汽轮机发电。
核电站中的汽轮机要适应高温高压的工作环境，因此具有较高的温度和压力参数。
同时，核电站汽轮机的转速要求较高，以适应高效率发电的需要。
相比之下，火电厂的汽轮机参数与核电站有所不同。
火电厂中的汽轮机容量通常较大，转速较低。
火电厂燃烧煤炭或天然气等化石燃料，通过燃烧产生的热能转化为蒸汽，驱动汽轮机发电。
火电厂中的汽轮机要适应较低的温度和压力条件，因此其温压参数相对较低。
火电厂汽轮机的转速较低，这是因为火电厂的发电过程相对核电站更为稳定，不需要过高的转速来满足变化的能源需求。
除了汽轮机参数的差异，核电站和火电厂的热力系统也存在一些不同之处。
核电站的热力系统主要由核反应堆、蒸汽发生器和汽轮机组成。
核反应堆中的热能通过蒸汽发生器转化为高温高压的蒸汽，然后进入汽轮机驱动发电。
核电站的热力系统具有较高的效率和较小的废热损失，因为它能更好地利用核能的高温高压特性。
而火电厂的热力系统由锅炉、汽轮机和冷凝器组成。
锅炉中燃烧煤炭或天然气产生高温高压的蒸汽，然后蒸汽进入汽轮机制动发电。
火电厂的热力系统相对核电站而言有一定的热损失，因为燃烧产生的高温废气无法完全回收利用。
但火电厂的燃料比核电站更易获取，且成本更低，因此在发电量较大、能源供应不稳定的情况下，火电厂仍然具有一定的优势。
综上所述，核电站和火电厂的汽轮机参数及热力系统存在一些差异。
核电站的汽轮机参数较高，适应高温高压的工作环境，且转速要求较高。
核电厂半转速汽轮发电机特点
核电厂半转速汽轮发电机特点发布时间：2021-06-29T07:02:05.630Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年26期作者：赖世健[导读] 近年来，我国的核电取得了长足发展。
截至2019年底，有47座核电机组在运行，额定装机容量为48751兆瓦。
2019年，核电发电量3481.31亿千瓦时，比2018年增长18.09。
与火电相比，它减少了约2.8亿吨二氧化碳排放。
然而，核能发电仅占全国发电量的5。
考虑到我国的经济发展和减排需求，核电作为清洁能源的比例应更大。
赖世健福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要：近年来，我国的核电取得了长足发展。
截至2019年底，有47座核电机组在运行，额定装机容量为48751兆瓦。
2019年，核电发电量3481.31亿千瓦时，比2018年增长18.09。
与火电相比，它减少了约2.8亿吨二氧化碳排放。
然而，核能发电仅占全国发电量的5。
考虑到我国的经济发展和减排需求，核电作为清洁能源的比例应更大。
关键词：核电站；半速涡轮发电机；特点引言汽轮机是核电的重要组成部分。
全速发动机和半速发动机有两种类型。
在中国运行的核电厂中，除秦山三期工程中使用的半速发动机外，其余均为全速发动机。
目前，所有在建的百万级以上核电项目均使用半速发动机。
由于核电的飞速发展，如何使传统的核岛与核岛适当地匹配是一个重要的问题。
目前，在中国没有太多的工作要做。
这项研究的目的是从原理和一般方面来讨论核电蒸汽轮机的主要特性。
与传统的热力蒸汽轮机相比。
有什么区别，以及如何选择正确的型号，尤其是全速和半速。
文献[1]详细讨论了结构，材料，安装和操作的特性。
1核电汽轮机的特点1.1低参数当前的核电站主要是压水堆核电站。
由于反应堆压力容器强度的限制，核电站的一次回路参数较低，因此二次回路的主要蒸汽参数也较低。
以我国使用的1000MW级机组为例，一次回路平均压力为15.5MPa，平均温度为310。
因此，二次回路的参数也低于：蒸汽发生器的出口压力6.7MPa，温度为283。
核电汽轮机与火电汽轮机比较分析 程士博
核电汽轮机与火电汽轮机比较分析程士博摘要：随着我国社会经济的不断发展和科学技术水平的不断提高，对能源的过度消耗已成为当前制约社会经济发展进步的重要因素。
因此，开发利用新能源，已成为社会经济发展建设的重要内容。
其中，对核能源的充分利用，已新能源研发利用的重要成果，对我国社会经济发展建设，具有非常重要的意义。
核电汽车轮机是核电站建设运行过程中的重要组成部分，与传统的火电汽轮机相比，核电汽轮机具有更加明显的独特性，与常规火电汽轮机存在着明显的差异。
而核电汽轮机的利用，对我国核电的发展建设，具有非常重要的影响。
本文对核电汽轮机与火电汽轮机进行全面的比较分析，系统阐述核电汽轮机的设计特点以及其与火电汽轮机之间的差别，为我国核电的发展建设，提供可靠的建议。
关键字：核电；汽轮机；火电轮机核电汽轮机在核电站的建设运行过程中，发挥着非常重要的作用，是核电站中不可替代的重要组成部分。
在核电站的运行过程中，与核电汽轮机相配套的反应堆存在湿蒸汽参数低的问题。
此外，单回路工质存在放射性问题等等，受到这些问题的影响，核电汽轮机与一般的汽轮机具有较大的区别，不能简单的归为一类，需要将核电汽轮机单列出来，单独进行分析。
1、核电汽轮机与一般常规火电汽轮机之间的区别在结构和设计原理、系统组成与设计方面，核电汽轮机与常规火电汽轮机基本相同，但在设备的设计方面，两者之间却存在着极大的差异。
在热力参数、结构特性、设计细节、材料以及运行维护方面，核电汽轮机与常规火电汽轮机存着极大的差别，这也是两者之间最主要的差别[1]。
2、与一般常规火电汽轮机相比核电汽轮机的主要特点2.2核电汽轮机热力设计参数的特点2.1.2热力参数和常规火电汽轮机相比，压水堆核电机组的初参数明显要低得多，而且具有更大的湿度。
其主蒸汽机是略带湿度的饱和蒸汽。
在同等功率下，核电机组的有效焓降是常规火电汽轮机的50%左右，而总焓降只有火电机组的3/2左右。
和常规火电汽轮机相比，核电汽轮机的汽耗更大，因此疏水量也更大。
全、半转速核电汽轮机的比较
全、半转速核电汽轮机的比较摘要：核电汽轮机可以分为全速以及半速两种类型，为了能够更好的做好汽轮机应用，做好两种方式的研究十分关键。
在本文中，将就全、半转速核电汽轮机进行一定的比较。
关键词：全、半转速；核电汽轮机1 引言近年来，我国的核电事业获得了较大的发展。
在核电站运行中，核电汽轮机是其中的重要组成部分，根据类型的不同，其也可以分为全速以及半速这两种类型。
对此，即需要能够做好两者间的比较分析，以此在实际生产当中更好的进行选择。
2 全、半转速汽轮机比较2.1 安全性安全性方面主要体现在：第一，应力水平。
通常来说，对于全、半速汽轮机来说，其在运行当中其中静子部件具有基本相当的应力水平，而对于转动部件而言，两者则具有较大的应力水平差别。
对于应力来说，其同汽轮机的实际运行转速具有正比关系，对于大功率机组，全速汽轮机在运行当中其中部件通常会处于应力极限状态。
从该方面考虑，对于大功率汽轮机，半速机组即能够具有更大的安全裕量；第二，气缸稳定性。
在相同功率等级的基础上，半速汽轮机在重量以及尺寸方面都要大于全速机，对此，在面对外界所施加的力矩以及力时，同全速汽轮机则将具有更好的表现与稳定性；第三，抗侵蚀性。
在具体运行当中，核电汽轮机有很大部分的做功完成在低压缸内，对于低压缸来说，其进汽参数同核火电之间相比差距不大，但因核电机轮机当中具有较高焓降量处于低压缸内，对此，核电汽轮机则将具有较大的排汽湿度，通常会处于13%左右。
对于末级、次末级叶片而言，因其需要较长时间工作在湿蒸汽区当中，对此，同火电机组相比，其将具有更大的几率遭受到侵蚀腐蚀，对于该问题来说，如果没有及时对其做好防水蚀处理，叶片在经过一定时间运行之后，则将会因受到水滴的冲击形成水蚀，并在叶片背弧进汽位置形成一定数量蜂窝状的凹坑。
该种问题的存在，不仅将直接影响到叶片的热力性能，且可能导致叶片断裂事故的发生。
而根据相关研究发现，在排汽温度保持不变的情况下，叶顶速度的高低将直接对叶片的具体侵蚀程度产生影响，同全速汽轮机相比，半速汽轮机叶顶具有更低的线速度，对此，在防水蚀措施以及叶片材料相同的情况下，半速汽轮机在叶片侵蚀方面的具体情况要较轻。
核电站汽轮发电机组
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汽轮发电机组设备的组成图
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核汽轮机组的布配形式
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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。
汽轮机的转速为3000 r/min，额定功率为900 MW，新 蒸汽参数为6．63MPa，283℃，低压缸徘汽压力为 0.0075 MPa，额定负荷下蒸汽流量为5515t/h。
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。
2024及/8/1 给水泵汽轮机用汽。除氧器用汽来自高压缸排汽。 19
结构图
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大亚湾核电厂汽水分禽再热器主要参数
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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。
核电站汽轮机运行特点及监测分析
核电站汽轮机运行特点及监测分析摘要：在核电站运行当中，汽轮机是重要的组成设备，其运行情况将直接关系到电站整体运行，也是实际工作中需要重点关注的内容。
在本文中，将就核电站汽轮机运行特点及监测进行一定的研究。
关键词：核电站汽轮机；运行特点；监测引言为了保障汽轮机运行安全，做好汽轮机运行情况的监测把握十分关键。
要想保证该项工作的开展效果，即需要能够充分把握汽轮机运行特点，在此基础上有针对性的进行监测工作。
汽轮机运行特点对于核电厂汽轮机来说，其运行特点主要体现在：新蒸汽参数低在典型压水堆核电站中，汽轮机主汽门前整理压力同回路冷却剂参数具有关联。
在一回路中，反应堆压力壳是重要的部件，主要承受高压、高温与强辐射，其正常运行压力为16MPa，为了保证其正常循环、增加传热次数，压水堆冷却剂出口位置不能存在汽相，对此，冷却剂温度不能够达到饱和值。
从安全角度考虑，冷却剂出口温度同一回路压力饱和温度相比要低，且具有一定的过冷度。
当一回路保持该压力时，出口冷却剂温度则需要为 330℃以下，在该温度下，蒸汽发生器中即能够形成 6MPa 左右的饱和蒸汽。
在核电汽轮机运行中，低参数新蒸汽的使用，使得核电汽轮机在运行中具有以下特点：第一，级数少，且没有中压缸设置；第二，在全部功率中，低压缸功率在其中占据有较大的比例，在 50% 左右。
在该情况下，低压缸运行经济水平也将影响到整个汽轮机；第三，汽轮机排汽损失、排气管道的压力损失情况将直接影响到汽轮机运行经济性。
可用焓降低在汽轮机当中，蒸汽的膨胀使高压缸蒸汽膨胀到 1.2MPa 左右，湿度则会逐渐增加到 12% 左右。
根据汽轮机通流侵蚀损耗条件，不能够对该种湿度的蒸汽继续使用。
在该情况下，在蒸汽进入到低压缸前，即需要使用蒸汽分离器对其进行再热以及汽水分离处理。
同火电汽轮机相比，核电汽轮机当中的为饱和蒸汽、蒸汽压力较低，且可用焓降小、级效率又较低、蒸汽压力低、比容大，其在实际运行当中的特点有：第一，汽轮机具有更大的阀门、进汽管道重量与尺寸；第二，具有较高的高压缸叶片，且具有较多的扭叶片数量，以此具有更大的投资。
核电汽轮发电机组知识培训
汽轮发电机本体
6）轴承箱及轴承 轴承箱支撑汽轮机轴系。除了两 个LP汽缸以外，箱体下面部分由刚 性很强的焊件组成。 前箱、中箱以及与汽缸成整体式 的低压轴承座为焊接结构。 箱体结构及其排放能力的设计应 能保证润滑油的正常回收，并且不 会应轴颈处的鼓风而产生乳化现象。
汽轮发电机本体
前轴承箱 前轴承箱被固定基础上。有支撑高中压部分的枕块及垂直导向键。它包含： 1号支撑轴承，支撑HP/IP转子的HP侧 控制及安全系统所需的速度检测系统 盘车齿轮及其自动SSSl离合器 辅助盘车 此外，由转子直接驱动的主润滑油泵被安放在箱体的前部。
特点
发电机是3相氢冷却并直接连接到汽 轮机上。整个发电机完全封闭且它 的外壳受氢气压力。定子铁芯和转 子直接用氢在一个封闭回路循环冷 却。定子线圈用除盐水冷却。励磁 机安装在发电机轴端没有附加轴承， 这样可以减少长度。
特点
凝汽器为主汽机排气提供背压。同 样可以在瞬时运行时吸收旁路蒸汽。 凝汽器是整体且由地面支撑。汽机 有独立的排气口焊接到凝汽器的喉 部。低压缸排气缸与凝汽器罩壳一 个结构，且不作用在汽机平台上。 这种排列可以消除大气对基架的压 力。
4) 隔板 隔板分成上下两半，在 水平中分面螺栓连接。 隔板由1个外环、静叶片 和围带、1个板体组成。 由于隔板具有止动件， 在汽缸打开时它能将隔 板固定在原位。
汽轮发电机本体
汽轮发电机本体
5）汽封 汽缸两端的汽封避免蒸汽泄漏到 大气或防止大气漏入缸内。这些汽 封由一系列弹簧支承的密封圈组成， 汽封圈之间的环形室为收集蒸汽泄 漏的通道。 高中压间汽封，具有与中压端端 汽封相同的机构以限制蒸汽沿轴的 泄漏。LP隔板汽封和轴端汽封的结 构与HIP部分相同，汽封防止大气 漏入低压缸，起保护真空作用。
AP1000核电汽轮机的创新设计特点
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第 ４期
Ａ １０ Ｐ０ ０核 电 汽 轮机 的创 新设 计特 点
电站延寿 的背景 为基础 ， 希望能够 将 目前 全球 在运 核 电站寿命从 ４ ｏ年延 长到 ６ 。 目前 ， 球在 运 ０年 全 核 电站绝大 多数设计 寿命 为 ４ ０年 ， 且大 都在 ２ Ｏ世 纪７ ０年代 开始建设 ， 意味着若 不采取延 寿措 施 ， 这 今 后几年这些核 电站将面 临陆续 退役的命运 。 在传统 的汽 轮 机设 计 理 念 中 ， 们 对 汽 轮 机 人 的寿命 预测 和 可靠 性设 计 进行 了探 索 和研 究 ¨ 。 Ｊ Ａ １０ 术 的发 展带 动 了核 电超 长 寿命 设 计 理 Ｐ０ ０技 念 的发 展 ， 长 寿命 设 计方法 是保 障 ６ 超 ０年 寿命 的
求等新特 点， 其发展对汽轮机设计 开发 提 出 了新 的要 求 。介 绍 了上 海 电气电站设 备有 限公 司上海 汽轮 机厂
（ 以下 简称 Ｓ Ｐ 在 Ａ １０ Ｔ） Ｐ０ ０核 电汽轮机设计 中的创新设计 特点 ， 通过对核 电汽轮机 关键部 件 ６ ０年 寿命 设计 、
核 电 汽轮 机 及 基 础 整 体 抗 震 性 能 评 估 、 电 汽轮 机 低 压 焊 接 转 子 设 计 、 电汽 轮 机 长 叶 片 系列 化 设 计 等 方 面 核 核
想是 在获得 材料 疲劳 门槛值 这一 本质属 性 的基 础
上， 依据 断裂力 学 的 理论 获得 材 料 和结 构 允许 的 临界 缺陷 尺寸 或 临界 应 力 水平 ， 以保 证 结 构 在 给
定 的使用 寿命 期 限 内 ， 会 因为 未被 发 现 的 初 始 不
缺陷、 裂纹 或其 他损伤 扩展 而 出现灾难 性 的事 故 。
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第三节 饱和蒸汽对汽轮机设计的影响
一、饱和蒸汽参数低
饱和蒸汽参数为2.5～6.0MPa,当汽轮机的排汽压力相近时， 核动力汽轮机的可用焓降只是高参数、再热式常规电站汽轮 机可用焓降的一半左右。直接影响是： 核动力汽轮机的级数少而没有中压汽缸。 低压缸功率占全部功率的比例增大，约为50％一60％，因 此，低压汽轮机的经济性对整个汽轮机有重要影响。 汽轮机的排汽损失、分离再热器和进、排汽管道的压力损 失对核动力汽轮机的经济性影响增大。
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二、蒸汽容积流量大
核动力汽轮机在结构上有下列特点： 进汽管道和阀门的重量、尺寸大。 当功率增大到500～800MW时高压缸要做成双流路的。 高压缸叶片高，扭叶片数量增多，增加了设备的投资额。 由于叶片高度增大，增加了调节级设计的困难；低负荷时 叶片的弯曲应力增大，尽量避免采用喷嘴调节。 出口蒸汽容积流量大，不仅使末级叶片增高（加大汽轮机 径向尺寸），还要采用多排汽口结构，使汽轮机结构复杂， 重量、尺寸大。
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外置式汽水分离器
分缸
二、压水堆型核电站循环
常规电厂
核电汽轮机膨胀过程线：
再热
1－无任何措施
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2－采取内部除湿手段
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3 内部除湿
3－采用分离再热器 4－常规火电站汽轮机组
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热力过程线
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第二节 湿蒸汽在通流部分的流动
汽轮机通流部分内的凝结过程的复杂性主要是由于流动的 三元特性造成的，不存在一个明显的凝结面。湿蒸汽中所携带 的水滴一般分为两类： （1）饱和蒸汽在整个通流部分内不断生成和凝结长大的小水 滴，占整个湿度质量的90％，侵蚀作用小，但可能因碰撞而 聚集形成水膜； （2）喷嘴叶片表面上的水膜在高速汽流携带作用下，从出口 边上撕裂而成的水滴，占10％左右，侵蚀作用大，对叶片的 制动作用大；
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措施：喷嘴叶片表面水膜较厚的上部1/3长度内开去湿缝隙， 一般缝隙宽约为2.0～2.5mm左右。
静叶片两侧 的缝隙去湿 边缘去湿
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二、沟槽式去湿装置
原理：在隔板的外环加装 疏水环或在汽缸的内壁车 出疏水沟槽，使由喷嘴叶 片出口撕裂下来的大水滴 受到离心力作用发生径向 运动而被捕捉。
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冷凝器换热面增大，循环水量几乎增加一倍。
三、蒸汽的湿度大
一般可近似地认为级的平均湿度增大1％，级的内效率降低 1％，所以蒸汽湿度的增加降低了级的效率。 内部分离去湿法：在汽缸内壁、隔板外环采用的沟槽式分 离，喷嘴叶片的缝隙式抽吸分离，增大轴向间隙去湿，抽汽 去湿等。 外置式分离器或分离再热器
以上去湿方法确保末级的蒸汽湿度不超过12％，提高了级 的效率。
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四、增大单机功率
增大排汽口的通流能力，主要受最末级的排汽面积影响。 相同末级叶片高度时，提高排汽压力或增大排汽损失都能 明显增大单机功率，但将损失汽轮机的经济性。 采用半转速汽轮机，但在实际应用中受到汽轮机结构尺寸 和制造工艺上的限制，所以在低速汽轮机中叶片高度和平均 直径只增大50％左右。
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第五节 饱和汽轮机的外部去湿装置和再热器
一、概述
（1）高效率的外部去湿装置可使湿蒸汽干燥到y2=0.5％～1 ％，显著的降低了进入低压缸的蒸汽湿度； （2）利用新蒸汽对干燥后的蒸汽进行加热，使其稍有过热 度，可以提高机组的经济性并保证机组安全； （3）外置式汽水分离再热装置可提高装置效率2.0～2.5%， 6/11
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可采取的措施 ➢ 在分离再热器后，蒸汽进入低压缸前的蒸汽管道上加装速 关阀门，但这种大尺寸、要求关闭动作迅速的阀门，制造起 来难度较大。 ➢ 减少高、低压缸之间的管道尺寸，提高分缸压力，把分离 再热器设计在一个壳体内。 ➢ 减少汽缸内的凹坑，加强汽缸和管道内的疏水工作。
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七、 剂量防护
正常工况下二回路不会产生放射性物质，汽轮机放置在 常规岛内；
对二回路水要进行放射性监测； 对沸水堆工作的汽轮机要采用密封外壳，并提高法兰的
严密性，并且汽轮机外部密封的封汽要用专门的锅炉产 生的清洁蒸汽供应；
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第四节 饱和汽轮机的内部去湿装置
内部去湿装置：在汽轮机通流部分所采取的去湿措施。 分类：（1）喷嘴叶片上的缝隙式去湿装置
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六、对汽轮机甩负荷特性的影响
甩负荷特性：汽轮机突然甩掉负荷时，工作转速仍控制在超 速11％～12％范围内的能力。
汽缸内、蒸汽管道内及分离再热器内残存的大量汽体，流 向冷凝器时仍可发出功率，不能使汽轮机转子马上停下来。 汽缸内转子和静子的表面都存在水膜，凹坑及中间汽水分 离器内部存在有水份，闪蒸现象产生大量的汽体，使转子在 甩负荷后转速可能继续增加到15％～25％。
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五、核电汽轮机的可靠性
在设计时要有较大的安全系数，使受力部件工作更可靠。 采用质地更好的结构材料，不仅许用应力大，有更高的抗 蠕变性能。 设计效率高、受力条件更好的喷嘴叶栅和工作叶栅。 采用高效的内除湿措施和外置式分离器，有效的减少级的 蒸汽湿度。 对工作叶片进汽边背弧的顶部、缝隙、弯头等易受水滴冲 刷侵蚀部位、采用有效的防护措施。
（2）汽缸和隔板外环上的沟槽式去湿装置
一、缝隙式去湿装置
对象：数量不多但尺寸较大的水滴，对工作叶片的侵蚀起 决定性作用。
方法：把喷嘴叶片上的水膜在离开出口边前抽走。
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1、2区：水膜在叶片出口边脱离形成大直径的水滴，速度低， 是对主汽流干扰、对工作叶片侵蚀的主要原因。 3区：水膜在喷管内脱离。 4区：水滴喷溅区
第一节 核电汽轮机的应用
一、概述
饱和蒸汽的产生：
（1）压水堆和沸水堆核电站
（2）利用余热发电的余热锅炉 （3）利用地热发电的闪发装置
参数不高
压水堆的基本热线图
一回路工作压力一般达到13.72～15.68MPa；
一回路饱和温度为335℃～346℃；
反应堆出口温度为300℃～315℃。
二回路侧饱和蒸汽压力4.9～6.86MPa；