汽轮发电机结构的详细说明

岭澳二期汽轮发电机结构的详细说明

1．汽轮机概述

广东岭澳核电站二期工程装机容量为2×1000MWe压水堆核能发电机组，＃3、＃4机组常规岛厂房内分别安装一台汽轮发电机组由中国东方电气集团供货，采用额定功率为1086.94MW、1500r/min、单轴一次中间再热三缸四排汽凝汽式冲动汽轮机组，由一个高中压合缸和两个可以互换的双流程低压缸组成。常规岛主要系统包括主蒸汽系统、给水系统、汽水分离再热系统、凝结水系统、低压加热系统、高压加热系统、给水泵系统、启动给水系统、辅助蒸汽系统、疏水收集系统、补给水系统、常规岛闭式冷却水系统等。

1.1汽轮机主要技术性能指标

a)型号：ARABELLE

b)型式：高压汽水分离中间再热三缸四排汽凝汽单轴冲动式汽轮机

图1.Arabelle型汽轮机－1 (参考电站N4-1550MW - CHOOZ & CIVAUX NPP)

图2.Arabelle型汽轮机－2 (参考电站N4-1550MW - CHOOZ & CIVAUX NPP)

c)额定功率：1086.94MW

d)额定蒸汽参数

新蒸汽：（高压主汽阀前）64.3bar(a)/280.1℃

再热蒸汽：（中压联合汽阀前）9.354 bar /268.8℃

背压：冷却水温为24℃时,设计背压0.056bar(a)。

e)额定新汽流量： 1613. 4kg/s

f)转向：从机头往发电机方向看为逆时针方向

g)转速：1500r/min

h)通流级数

总共33级,其中:

高中压缸（1个）：9压力级＋4压力级

低压缸（2个）：2×5压力级×2缸

i)给水回热系统：2高加＋1除氧＋4低加

j)配置3台电动给水泵，2用1备。

k)末级动叶片高度：1430mm

l)末级动叶片环形排汽面积：4×18.55 m2

m)汽轮机本体外形尺寸（长×宽×高）

38185mm×11950mm× 6600mm（高度指从低压缸最高点到运行平台距离）（o）汽轮机重量：～2970t

图3.汽轮机总剖示意图

1.2发电机主要技术性能指标

a)型式：水氢氢汽轮发电机，无刷励磁

b)额定功率：1150MW

c)最大容量：1278MVA

d)功率因数：0.9（滞后）

e)频率：50Hz

f)额定转速：1500r/min

g)短路比：>0.5

h)额定电压：24kV

i)额定氢压：0.4MPa(a)

j)保证效率：99.04%

k)冷却方式：水－氢－氢

l)励磁方式：无刷励磁

m)定子净重：355t

图4.参考电站发电机外形图1.3汽轮发电机主要设备外形尺寸及重量

注：带图号的均有初步设计的设备外形图纸

2．汽轮机结构特点

2．1汽缸

高中压缸：

汽轮机配置一个单层的高中压合缸结构的低合金钢铸造汽缸。整个汽缸由高压、中压两段且水平中分的4部分组成；高压段和中压段的垂直结合面用螺栓联接并在外层进行密封焊，组合后的汽缸形成水平中分的上汽缸、下汽缸，汽缸水平结合面法兰采用螺栓联接；汽缸的抽汽口、排汽及隔板与汽缸的结合面处由不锈钢敷层保护以防止水蚀。汽缸内的静止部件设有去湿槽道，以方便搜集、疏导疏水。汽缸疏水借助重力的作用自流到下半缸的抽汽口或排汽口排出。

高中压缸的通流部分分为流向相反的独立的两段，高压段为前流、9级，中压段为后流、4级。新蒸汽经主汽/调节联合阀配汽进入高压段，作功后的排汽经MSR再热后进入中压段，中压段的排汽直接进入两个双流低压缸。

高中压缸采用单层缸结构，确保热平衡,同时方便安装导汽管道，采用合金

钢中分面组合对称结构，保证在多工况下热平衡和密封性。所有高压隔板安装在汽缸上,高压排汽和抽汽管道接口用不锈钢层保护。汽缸中分面采用控制力矩的螺栓紧固联接，汽缸与中压排汽导流环立面法兰采用密封焊螺栓联接。由于隔板和汽缸的热容量不一样,隔板设计成可以自由膨胀型式：底部键定位底部横向膨胀，两个挂耳悬挂在贴近中分面保证垂直面中心位置；揭缸时隔板可以通过调整挂耳保证其在中心位置。隔板将汽缸分成若干段，两隔板之间可以设置抽汽或疏水系统管道。高压隔板由高合金材料制成：1.保证良好的焊接性能，2.保证较高的耐湿蒸汽腐蚀。

高中压缸下半重160吨，长11.2米、宽7.3米；上半重145吨，长11.2米、宽6.8米。

低压缸：

汽轮机配置两个相同的双流的低压缸，前流、后流各为5级。汽缸采用双层缸结构，其内、外汽缸均为焊接结构件。两个低压缸是同样结构，均有一个内缸和排汽机构。内缸结构由带有低压隔板的内缸和两个带轴承的排汽机构组成.它采用同样类似于高中压缸的支撑方式直接支撑在基础上。

汽轮机每个低压缸外缸下半、外缸上半均由两段拼合而成。外缸下半直接坐落在凝汽器壳体（喉部）上并与其焊接形成刚性连接；外缸上半坐落到下半上，外缸上半、下半间水平结合面采用螺栓联接；每个低压外缸下半设有两个进汽口，外缸上半设有两个爆破门。

低压缸内缸下半组合件由内缸下半和两端的下半排汽缸－扩散段－轴承室三段独立部件通过螺栓连接组合而成，内缸下半组合件通过两端轴承室的支承结构单独的支承在汽机平台上。由于采用了这样的内缸通过两端轴承座直接坐于汽机基础上独特结构，使其不承受与冷凝器真空变化和水位变化有关的荷载作用，减少了由于汽缸荷载变化对动静间隙的影响，也保证了良好的轴系对中和轴承的稳定性。

低压缸内缸上半组合件由内缸上半和两端的上半排汽缸－扩散段三段独立

部件通过螺栓连接组合而成，内缸上半组合件坐落在内缸下半组合件上，上、下半水平结合面采用螺栓联接。

低压缸内、外缸之间采用柔性O形密封环密封，在保证蒸汽不会外泄的同时又允许内、外缸相对运动。

低压内缸设有喷淋系统，在汽轮机启停和低负荷时投入，防止汽缸超温、保护末级叶片。

低压缸内缸下半（带下隔板）重194.76吨，长11.9米、宽7.2米。

低压缸采用环面进汽，低压缸进汽短截安装在内缸下面。

2.2转子

高压转子和中压转子由合金钢分段锻造并经焊接构成一体化的高中压转子，转子重105吨，最大外径为3.795米。由两部分焊接而成：一部分高压部分是带有铣过叶片的整锻轴，第二部分由三个粗加工的锻造转子焊接而成，然后焊接到高压整锻转子上组成高中压转子。

高中压转子和低压转子之间采用中低对轮螺栓和锥形套筒连接（之间设计有30mm的对轮垫片），正常扭矩由靠背轮之间的摩擦力来传递.在特殊短路情况下,瞬间最大扭矩通过螺栓的剪切力来传递，所以必须保证螺栓与靠背轮螺栓孔的配合良好。整装转子在车间通过在平衡槽加平衡块来平衡，在电厂运行时,可以通过不揭缸来添加平衡螺钉来平衡转子动不平衡。

低压转子为焊接转子，转子重180.8吨，最大外径为5.635米。取掉末级叶片时的最大外径为4.5米。两个低压转子在同一机组可以互换。

2.3叶片

高、中压转子叶片材质均为13%Cr钢，由模锻加工而成；叶片自带围带，叶根形式为叉型。叶片通过预扭安装，因此形成刚性的围带，以传递大的扭矩，保证对于可变应力形成大的阻力。倾斜的围带有利于降低蒸汽能量损失。纵树形叶