核电汽轮机特点.

2. 常规火电：炉跟机
各种裕量
夏天保证NR （3-5）%
机组老化 （2-3）% （6~10）%
制造误差 （1-2）%
裕量的三种留法
功率~流量~初压，面积
10%通流面积：简单，效率低
5%通流面积，5%超压：效率高，但锅炉等高压部件价格
只留5%通流面积
俄、中用10%面积；美、日两种均可，按合同；欧洲习惯只用5%面积。
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制造——关键是转子
（1）需要大设备 转子车 轮槽铣（A，S） 高速动平衡机 转子焊接设备（A） 长叶片制造
（2）运输 LP外缸 LP转子，去末级 发电机内定子 冷凝器模块
φ＞3.5m， 长12m 承重＞180t， 叶根宽＞350mm ＞200t
模锻或机加工
长×宽×高≈13（一分为三）×5×10 直径≈5m 重量≈310t
10%与5%比较
10%：全寿命期可发NR， NR，储备容量大。
5%：与上相反。
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2. 常规火电：炉跟机（续）
冬 平均 夏
冬 平均 夏
10%裕度
5%裕度
储备容量：AHKGCA，8.8%
储备容量AEFCA，3.8%
共同点：A、B、C点不动，裕量向上移，即锅炉供汽。
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二、机与堆容量匹配（续）
3. 核岛无裕量，机跟堆
按SG给出的参数设计汽轮机，B点 为额定功率， N 1.0
SG无流量裕量，也不能超压，夏天 发不出额定功率。如要求夏天达到 额定功率，则NR必须降低（B）。
SG可留一定面积余量，防止堵管。
汽机自身可留一定面积裕量，只是 防止设计和制造误差。
堆功率：可以保证。
冬 平均 夏
如承担一次调频，必须减负荷运行。
核电汽轮机的特点
内
容
一、热力参数特点
二、机与堆的容量匹配
三、全速机与半速机
四、小结
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一、热力参数特点 1. 参数低，焓降小，效率低，流量大
项目 种类
核电 600MW 火电 600MW
比值
参数 C/C/bar 280/265/64.5 537/537/167
总焓降 KJ/kg 1130 1710 0.660
条件：额定参数，保证热耗，非VWO，在寿命期内可无 限制运行。 最大负荷
条件：VWO，额定参数（对火电可否超压按合同），可 在冬季运行，只保证可靠性，功率和热耗供参考。 经济连续负荷（ECR）
可能在NR（汽轮机设计工况）；可能在VWO（无节流损 失），也可能＜NR。看用户有无特殊需要。
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二、机与堆的容量匹配（续）
新汽量 T/h 3310 1800 1.84
排汽量 T/h 1785 1080 1.65
排汽量 新汽量 0.54 0.60 0.90
通流效率
~0.84 ~0.89 ~0.94
• 堆内温度低→参数低→焓降小，流量大
• 新汽流量比值更大：有10%左右用于再热
• 汽耗，t/kwh:火电3，核电5.5
喷嘴调节 节流调节
600MW 亚临界火电
核电
高中压平均效率 0.88~0.90 0.82~0.85
低压效率 0.88~0.90 0.85~0.87
3
3. 湿蒸汽影响 • 速度三角形
HP
蒸汽 水滴
LP
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3. 湿蒸汽影响 • 子平面两相流
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二、机与堆的容量匹配 1. 各种负荷定义（据IEC） 额定负荷（NR）=最大连续出力（MCR）
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ALSTOM半速机发展规划
1500rpm
叶片号
94
128 144
叶片长度 L，m 1.45 1.77 1.85
排汽面积 F，m2
19.2
25.8 28.8
平均直径 D，m 4.21 4.64 4.96
圆周速度 U，m/s 330.7 364.4 389.6
1800rpm
叶片号
65
89
叶片长度 L，m 1.208 1.475
2. 带基本负荷，满负荷时效率最重要
• 定期换料，追求目标是最大功率
• 燃料价格低廉 • 采用节流调节
节流调节与喷嘴调节比较
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一、热力参数特点（续）
3. 湿蒸汽影响
• HP在湿区：进口湿度（0.2-0.4)%，出口湿度（12-15）%
• 低压出口湿度比火电大：火电（6~8）%；核电（10~12）%
• HP流速低，蒸汽密度大，水滴为雾状，对叶片损伤小；内压＞外压，浸蚀
接合面，用不锈钢或堆焊
• 闪蒸—易引起超速
• 两相流研究：HP—↑效率；LP—去湿
• 湿蒸汽对效率的影响：湿度，粒度
经验公式：
(1 K X ), k 0.4 ~ 0.6
HP
HP
Ha
H
(1 K X ),
LP
LP
La
K 0.7 ~ 1.0 L
U，m/s U2×10-4
全速，945 409.8 16.79
半速，1450 330.7 10.93
下降值，% 19.3 34.9
长叶片顶部M ，叶型效率高。
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转子结构
ALSTOM 焊接 Seimens 套装 东芝、日立 整锻
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高压部分：为抵消轴间推力，一般采用分流
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ALSTOM采用特殊设计：高中压合缸
半速 1500 1.2~1.5 1800 1.0~1.3
火电600MW 火电1200MW 核电1000MW 核电1000MW
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三、全速机与半速机（续）
2. 全速机与半速机的应用范围
全速机与半速机的应用范围
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三、全速机与半速机（续）
3. 半速机技术特点
长叶片设计 由性能良好的全速机模化而来，如1450mm来自火电725mm长叶片。 可靠性—圆周速度小，应力，耐水涮性能好。
排汽面积 F，m2
13.4
18.0
平均直径 D，m 3.51 3.86
圆周速度 U，m/s 330.7 364.4
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二、机与堆容量匹配（续）
4. 核岛有裕量，＜5%，必要时可用 按给定参数计算NR
ST留5%面积余量（含制造误差）
夏天可发NR
ST在冬天VWO工况最大功率 1.05NR
1+δ＜1.05
电机功率 = 汽机最大功率
冬 平均 夏
如果汽机制误差确有2~3%（通流面 积），大修时可更换若干高压隔板 进行调整
可参加一次调频
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三、全速机与半速机
1. 为何出现半速机——三个限制 余速限制
排汽速度， 余速损失，
m/s 火电 230~300
kj/kg 26~45
核电 210~280
22~39
轴数限制：一般不大于6
强度限制
叶高，m 转速
目前可用
钢
钛
全速 3000 0.90~1.15 1.10~1.30 3600 0.70~0.90 0.9~1.10