核電汽輪機(jī)的發(fā)展_圖文

1、核電汽輪機(jī)的發(fā)展余永明(上海汽輪機(jī)有限公司,上海200240摘要:為了能與中國核電大發(fā)展同步,上海在核電汽輪機(jī)的技術(shù)儲備方面做了大量工作。本文通過對國內(nèi)已建和在建核電站所用汽輪機(jī)的性能特點進(jìn)行說明和分析,還通過對國內(nèi)將可能會采用的幾種反應(yīng)堆的簡要概述,著重介紹了上海汽輪機(jī)有限公司可提供的三種新的核電汽輪機(jī)機(jī)型,說明上海的核電汽輪機(jī)能適應(yīng)核電發(fā)展,可與各種反應(yīng)堆配套,性能優(yōu)良,代表了當(dāng)今一流水平。關(guān)鍵詞:核電;汽輪機(jī);國產(chǎn)化中圖分類號:T K263文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-5549(200504-0223-06Development of Nuclear TurbineYU Yong2m

2、i ng(Shanghai Turbine Company Ltd.,Shanghai200240,ChinaAbstract:Much work has been done and prepared for technical reserve on nuclear turbine in Shanghai to meet synchronous development of nuclear energy in China.The paper explains and analyzes the performance feature of turbine constructed and bein

3、g constructed at home and presents three types of the latest nuclear turbine designed by Shanghai Turbine company Ltd.according to several reactors which will be possibly adopted in domestic market in f uture.It is indicated that nuclear turbine designed by Shanghai can be reasoned with nuclear deve

4、lopment and match up to a variety of reactor with high performance and represents the world first2rate technology.K ey w ords:nuclear;steam turbine;localization0前言中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和建設(shè)小康社會的宏偉目標(biāo),對能源和電力提出了巨大需求。中國能源短缺的形勢更加劇了這種需求。因此按照規(guī)劃,到2020年我國核電裝機(jī)容量要達(dá)到4000萬千瓦,扣除已經(jīng)建成的和正在建造的,這意味著還需要新開工建設(shè)30臺左右的百萬千瓦級核電機(jī)組,即每年二臺。在我國

5、核電的發(fā)展中,政府提出了“以我為主,中外合作”的方針。因此,一方面充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ),進(jìn)行翻版擴(kuò)建,在秦山二期核電站擴(kuò)建2臺60萬千瓦機(jī)組,在廣東嶺澳核電站擴(kuò)建2臺百萬千瓦機(jī)組;另一方面,實施核電自主化依托工程,通過國際招標(biāo)引進(jìn)第三代核電技術(shù),在浙江三門和廣東陽江分別建設(shè)2臺百萬千瓦級核電機(jī)組。同時,自主設(shè)計改進(jìn)型二代核電站,消化吸收引進(jìn)的三代技術(shù),樹立自主知識產(chǎn)權(quán)的核電品牌。本文首先回顧了已建和在建機(jī)組的情況,隨后介紹了能與新堆型配套的汽輪機(jī),為業(yè)內(nèi)人士開展工作提供參考。1我國核電站已建工程我國的核電起步于1970年。同年2月8日周總理批準(zhǔn)上海建設(shè)第一座核電站。因此,建造30萬千瓦壓水堆核電站

6、又稱作728工程。但是直到1981年11月國務(wù)院才正式批準(zhǔn)30萬千瓦核電站。1982年11月批準(zhǔn)30萬千瓦核電站廠址定在浙江秦山。至此,我國商用核電站的建設(shè)才真正開始拉開了序幕,在隨后的二十年中,共建收稿日期:2005-07-18作者簡介:余永明(1950-,男,高級工程師,從事汽輪機(jī)設(shè)計。設(shè)了11座核電站,主要分布在浙江秦山,東廣大亞灣和嶺澳,以及江蘇田灣三個地方,總?cè)萘繛?868MWe ;另外還在巴基斯坦建造了一座30萬千瓦的核電站。下面對各核電站所用汽輪機(jī)作一簡單介紹。1.1秦山一期核電站秦山一期核電站是我國大陸第一座自行設(shè)計、自行建造的壓水堆核電站,額定發(fā)電功率310MW ,1991年

7、12月15日并網(wǎng)發(fā)電,1994年4月正式商業(yè)運行。該電站雖然進(jìn)口了一些重要設(shè)備,如壓力容器、主泵等, 但絕大部分設(shè)備由國內(nèi)研制生產(chǎn),國產(chǎn)化率達(dá)到70%左右。秦山一期核電汽輪機(jī)由上海汽輪機(jī)廠為主進(jìn)行設(shè)計制造,這臺核電汽輪機(jī)是在1981年向美國西屋公司引進(jìn)的30萬千瓦和60萬千瓦火電汽輪機(jī)設(shè)計制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用了一個高壓汽輪機(jī)和二個低壓汽輪機(jī)積木塊,并按核電的要求進(jìn)行改型設(shè)計。主機(jī)的剖面圖見圖1。圖1秦山一期310MW 核電汽輪機(jī)該汽輪機(jī)組現(xiàn)已成功運行了15年,無論是經(jīng)濟(jì)性還是可靠性均達(dá)到了國際一流水平,2005年2月18日該機(jī)組連續(xù)運行達(dá)到448天,創(chuàng)造了中國核電站連續(xù)安全運行的最高記錄,這

8、也為自主設(shè)計和自主制造開創(chuàng)了一個良好的起點,也是"以我為主,中外合作"的成功典范。該機(jī)組的主要參數(shù)見表1。表1秦山一期310MW 核電汽輪機(jī)主要參數(shù)最大連續(xù)功率MW 330額定功率MW 310轉(zhuǎn)速r/min 3000汽缸數(shù)只1高壓+2低壓葉片級數(shù)級HP 9×2+L P 7×2×2給水回?zé)峒墧?shù)3低×1除氧×3高主汽閥前蒸汽壓力MPa 5.34主汽閥前蒸汽干度%99.5主汽閥前蒸汽溫度268.2排汽壓力MPa 0.0049冷卻水溫度18末葉片長度mm8691.2秦山二期核電站秦山二期整個工程由我國自主設(shè)計、自主建造,請外國專家提

9、供技術(shù)咨詢,安裝兩臺單機(jī)容量600MW 壓水堆機(jī)組。建設(shè)總二期72個月,總設(shè)資148億元。電站壽命為40年。1996年6月正式開工,1號機(jī)組已于2002年2月6日并網(wǎng)發(fā)電。2號機(jī)組2004年5月投入運行,設(shè)備國產(chǎn)化率40%左右。秦山二期核電汽輪機(jī)由哈爾濱汽輪機(jī)廠設(shè)計、制造,它延續(xù)了秦山一期核電汽輪機(jī)的設(shè)計思路和方法,但由于功率提高,因此與秦山一期相比,增加了一個低壓汽輪機(jī)積木塊。這臺汽輪機(jī)的主要參數(shù)見表2。表2秦山二期核電汽輪機(jī)主要參數(shù)最大連續(xù)功率MW689額定功率MW 642轉(zhuǎn)速r/min 3000汽缸數(shù)只1高壓+3低壓葉片級數(shù)級HP 7×2+L P 7×2×3

10、主汽閥前蒸汽壓力MPa 6.41主汽閥前蒸汽干度%99.5主汽閥前蒸汽溫度279.9排汽壓力MPa 5.39末葉片長度mm 980熱耗kJ/kW h99721.3秦山三期核電站該電站為我國從加拿大引進(jìn)建造的2臺700MW CANDU6型重水堆核電機(jī)組,是基本上全套進(jìn)口的核電站。1999年10月正式開工,1號機(jī)組2004年12月投入商業(yè)運行,2號機(jī)組2005年12月投入商業(yè)運行。該電站所用核電汽輪機(jī)由日立公司設(shè)計制造,主要參數(shù)見表3。表3秦山三期核電汽輪機(jī)主要參數(shù)型式TC4F 252額定功率MW 728轉(zhuǎn)速r/min 1500汽缸數(shù)秦山只1高壓+2低壓主蒸汽壓力kPa 4.51主蒸汽溫度257.

11、6排汽壓力kPa 4.9回?zé)峒墧?shù)2HP +4L P末葉片長度mm 1320.8熱耗kJ /kW h 10196組機(jī)總長m 36.5但是汽輪機(jī)的實際出力沒有達(dá)到設(shè)計值。1.4廣東大亞灣核電站大亞灣核電站共有2臺900MW 壓水堆機(jī)組,由廣東核電合營有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)和運營,其422核電汽輪機(jī)的發(fā)展注冊資本4億美元,廣東核電投資有限公司持75%股權(quán),香港核電投資有限公司持25%股權(quán)。電站總體技術(shù)責(zé)任由法國電力公司承擔(dān),核反應(yīng)唯由法國法瑪通公司供應(yīng),汽輪發(fā)電機(jī)組由英法GEC2阿爾斯通公司供應(yīng)。中國沒有參與設(shè)計和設(shè)備制造。這兩個機(jī)組分別于1994年2月和5月投入商業(yè)運行。廣東大亞灣核電站總投資40.7億

12、美元,除資本金4億美元外,其它資金由中國銀行籌措貸款。大亞灣核電汽輪機(jī)為全速機(jī)組,它由一只高壓缸和三只低壓缸組成,末葉片長945毫米。主要參數(shù)見表4。表4大亞灣核電汽輪機(jī)主要參數(shù)制造廠GEC2A最大保證出力MW984.7額定功率MW(熱功率2694MWt時900轉(zhuǎn)速r/min3000主汽門前蒸汽壓力MPa(a 6.53主汽門前蒸汽溫度282.6主汽門前蒸汽流量t/h5769.8冷卻水溫度23排汽壓力p0.007回?zé)岢槠?(2HP+1DH+4LP給水溫度226排汽流程數(shù)6末級葉長長度mm945高壓缸只數(shù)1低壓缸只數(shù)3熱耗kJ/kWh106971.5廣東嶺澳核電站嶺澳核電站距大亞灣核電站1.2公

13、里,安裝2臺單機(jī)容量為1000MW機(jī)組,它是以大亞灣核電站為參考電站,進(jìn)行了30項技術(shù)改進(jìn),以提高安全性可用率。核反應(yīng)堆供應(yīng)商是法國法瑪通公司,而常規(guī)島主設(shè)備供應(yīng)商也仍是GEC2阿爾斯通公司,國內(nèi)參與部分分包。嶺澳核電站1997年5月正式開工,1號機(jī)組2002年7月投入商業(yè)運行,2號機(jī)組2003年3月投入商業(yè)運行。嶺澳核電站所用汽輪機(jī)與大亞灣核電汽輪機(jī)基本相同,其額定功率為900MW,最大連續(xù)功率為983.8MW。該汽輪機(jī)由一個雙流高壓缸和三個標(biāo)準(zhǔn)的雙流低壓缸組成,高壓缸排汽經(jīng)汽水分離再熱器去濕再熱后進(jìn)入三個低壓缸。每根轉(zhuǎn)子采用兩個徑向軸承支承,共八個徑向軸承,分布在五個落地式軸承箱內(nèi),另有一

14、個推力軸承位于HP2L PI汽缸之間的二號軸承箱內(nèi)。四個高壓閥門呈對稱布置,高壓缸兩側(cè)各有兩個,上下布置,每個閥門由一個主汽閥和一個調(diào)節(jié)閥組成。兩個汽水分離再熱器與低壓缸平行布置,每側(cè)一個。汽水分離再熱器和低壓缸間的熱端再熱管裝有低壓閥門,共六個,每個低壓閥門由一個主汽閥和一個調(diào)節(jié)閥組成。該汽輪機(jī)由GEC2阿爾斯通設(shè)計制造,東方汽輪機(jī)廠參與分包,國產(chǎn)化率均為17%。1.6江蘇田灣核電站該電站是我國從俄羅斯引進(jìn)的2臺N PP291/ VV ER21000型壓水堆機(jī)組,基本上是全套進(jìn)口的核電站。1998年6月正式開工,1號機(jī)組已于2005年10月18日首次裝料。該機(jī)組原計劃于2004年啟動投運,但

15、由于某些原因推遲至今。該電站所用核電汽輪機(jī)為全速機(jī)組,由列寧格勒金屬工廠制造,主要參數(shù)見表5。表5田灣核電站汽輪機(jī)主要參數(shù)電廠名稱田灣制造廠列寧格勒金屬工廠最大保證出力MW1060轉(zhuǎn)速r/min3000主汽門前蒸汽壓力MPa(a 5.88主汽門前蒸汽溫度274.3主汽門前蒸汽流量t/h5870冷卻水溫度18回?zé)岢槠?(2HP+1DH+4LP給水溫度217.6末級葉長長度mm1200汽缸只數(shù)2L+1H+2L2翻版工程在我國迎來核電大發(fā)展的前夕,國家決定在秦山二期和廣東嶺澳分別再建二個翻版工程。2.1秦山二期核電站擴(kuò)建工程秦山二期核電站擴(kuò)建工程的二臺600MW等級核電汽輪機(jī)的各項參數(shù)與秦山二期基

16、本相同,但是核島出口的蒸汽流量略微增加,因此汽輪機(jī)的功率也作相應(yīng)的調(diào)整。具體參數(shù)見表6。表6秦山二期擴(kuò)建工程核電汽輪機(jī)主要參數(shù)最大連續(xù)功率MW696額定功率MW652轉(zhuǎn)速r/min3000汽缸數(shù)只1高壓+3低壓522第4期熱力透平最大連續(xù)功率MW 696主汽閥前蒸汽壓力MPa 6.41主汽閥前蒸汽干度%99.5主汽閥前蒸汽溫度279.9排汽壓力MPa 5.39末葉片長度mm 980汽輪機(jī)仍由哈爾濱汽輪機(jī)廠設(shè)計制造,但是國產(chǎn)化率會有較大幅度的提高。2.2廣東嶺澳核電站二期嶺澳二期一回路蒸汽的參數(shù)與嶺澳一期完全相同,輸出熱功率也仍為2905MWt 。汽輪發(fā)電機(jī)組由東方集團(tuán)提供,他們采用阿爾斯通公司

17、的技術(shù)。但是汽輪機(jī)機(jī)型由嶺澳一期的全速機(jī)組改為二期的半速機(jī)組,機(jī)型采用阿爾斯通公司的ARABB ELL E 機(jī)型,目前A RAB ELL E 共有四臺機(jī)組的運行業(yè)績。這四臺機(jī)組的主要情況見表7和表8。表7阿爾斯通公司ARABELL E 的主要參數(shù)電功率1550MW 機(jī)型ARABB ELL E 1500進(jìn)汽壓力7MPa 進(jìn)汽溫度286.8再熱壓力51.2m表8ARAB ELL E 運行業(yè)績電廠名稱ChoozB1ChoozB2C ivaux1civaux2投運日期1996年8月1997年4月1997年12月1999年12月達(dá)到額定負(fù)荷日期1997年5月1997年5月1999年11月 2000年6月

18、A RAB ELL E 機(jī)型的最大特點是將原來的核電汽輪機(jī)的雙流高壓缸改為一個單流高壓缸,同時又將低壓缸的前四級合并為一個單流中壓缸,圖2為改型前后的示意圖。圖2低壓前四級合并為一個單流中壓缸的示意圖這樣的改進(jìn),旨在提高通流部分葉片的長度與根徑比,降低葉片根部與頂部的二次流損失,提高級的效率。同時,這一方法也縮短了機(jī)組的長度5m 左右,降低整個機(jī)組重量約10%。該機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子均為焊接轉(zhuǎn)子。圖3和圖4分別為高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子總裝后的外形。圖3ARABELL E 高中壓缸圖4ARABELL E 低壓轉(zhuǎn)子由于嶺澳二期是1000MW 等級的核電站,而阿爾斯通公司已有 ARABELL E

19、機(jī)組是1500MW 等級機(jī)型。針對這一情況。阿爾斯通公司將ARABELL E1500的一個高中壓缸和三只低壓缸的組合型式,改為一個高中壓缸和二個低壓缸的組合型式,即如圖5所示。嶺澳二期核電汽輪機(jī)的額定功率按已有四臺ARABELL E1500的運行業(yè)績,即反應(yīng)堆熱功率在4270MWt 的情況下發(fā)出的電功率為1550MWe 來測算,在嶺澳二期反應(yīng)堆的熱功率為2905MWt 的情況下的ARABELL E1000電功率應(yīng)為1060MWe 1070MWe 。圖5嶺澳二期ARAB ELL E 核電汽輪機(jī)3將來可能選用的核島常規(guī)島的機(jī)型與最終選定的核島有著不可分割的關(guān)系,而將來可能建造的核島分為二類:一類是

20、引進(jìn)的第三代的核島,另一類是我國自主化設(shè)計的核島。3.1引進(jìn)的第三代反應(yīng)堆將來可能引進(jìn)的第三代核島是:(1A P1000AP1000是美國西屋公司開發(fā)的一種雙環(huán)路的第三代先進(jìn)型PWR 機(jī)型,它是AP600機(jī)型設(shè)計的延伸,采用了既先進(jìn)又成熟的技術(shù),非能動的安全系統(tǒng)。而且設(shè)計簡化,預(yù)計建造周期較短。目前NRC 已授予AP 21000最終設(shè)計(FDA 批準(zhǔn)。622核電汽輪機(jī)的發(fā)展西屋公司開發(fā)A P1000的原因是:U RD 對先進(jìn)的輕水堆的經(jīng)濟(jì)目標(biāo),要求發(fā)電成本<4.3美分。美國電力市場對核電比投資的要求<10001200美元 。圖6AP1000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖上海汽輪機(jī)有限公司按照西屋公司

21、提供的A P1000的參數(shù),并采用西門子西屋的汽輪機(jī)技術(shù)進(jìn)行常規(guī)島概念設(shè)計,所得輸出的電功率約為1200MW 。A P1000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖6。(2歐洲壓水堆(EPR EPR 是法馬通公司和西門子公司于1991年共同開發(fā)的第三代改進(jìn)型PWR 反應(yīng)堆。2001年1月法馬通公司與西門子核電部合并,組成法馬通先進(jìn)核能公司(Framatome ANP.AREVA 集團(tuán)的子公司。法德兩國核安全當(dāng)局協(xié)調(diào)了EPR 的核安全標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一了技術(shù)規(guī)范。EPR 的特點是在法國N4和德國K onvoi 反應(yīng)堆的基礎(chǔ)上開發(fā)的,它吸取了核電站運行30多年的經(jīng)驗。因此,EPR 是漸進(jìn)圖7Olkiluoto (芬蘭5號電站的外

22、景圖圖8Olkiluoto (芬蘭5號汽機(jī)運轉(zhuǎn)層布置圖型,而不是革命型的產(chǎn)品,保持了技術(shù)的連續(xù)性,沒有技術(shù)斷代問題。EPR 已經(jīng)完成了技術(shù)開發(fā)局面的工作,現(xiàn)已進(jìn)入設(shè)計階段。EPR 機(jī)組的設(shè)計熱功率為4250MWe 。EPR 第一個合同是芬蘭5號機(jī)組。它的常規(guī)島采用西門子公司的汽輪發(fā)電機(jī)組,輸出電功率為1630MWt ,預(yù)計2009年4月交付使用。圖7和圖8顯示了Olkiluoto (芬蘭5號電站的外景和汽機(jī)運轉(zhuǎn)層布置。3.2我國自主設(shè)計的反應(yīng)堆(1CN P1000除了引進(jìn)第三代的反應(yīng)堆,我國還自行研制開發(fā)改進(jìn)的壓水堆,這就是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CN P1000。根據(jù)上海核工院提供的CN P100

23、0的數(shù)據(jù),上海汽輪機(jī)有限公司計算出相應(yīng)的汽輪發(fā)電機(jī)組的電功率是1070MWe 左右。CN P1000計劃安裝于秦山一期的方架山。電站設(shè)計壽期60年。目前CN P1000核電站初步設(shè)計方案已經(jīng)通過專家組的審查。評定為:“CN P1000的設(shè)計是完整的,符合要求的,無論在性能、經(jīng)濟(jì)和安全上都比我國大陸現(xiàn)在運行的核電站水平高,達(dá)到了國際上第二代改進(jìn)的水平”。(2高溫氣冷堆高溫氣冷堆發(fā)電技術(shù)是我國最新開發(fā)出來的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代核能發(fā)電技術(shù),其主要特點之一是安全性較好。為使這項成果在我國的電力建設(shè)領(lǐng)域中得到推廣應(yīng)用,加快我國電力技術(shù)進(jìn)步,中國華能集團(tuán)公司、中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)公司和清華大學(xué)決定共同

24、投資建設(shè)一座高溫氣冷堆商用示范電站,并于2005年8月17日獲國家發(fā)改委批復(fù)同意,可能選址山東威海。根據(jù)清華大學(xué)、華東電力設(shè)計院和上海汽輪機(jī)有限公司進(jìn)行的常規(guī)島可行性設(shè)計,高溫氣冷堆汽輪發(fā)電機(jī)組的最大功率為200MW 。4可與未來核島配套的汽輪機(jī)上海汽輪機(jī)有限公司可以提供多種機(jī)型,以適應(yīng)不同反應(yīng)堆的不同要求。這些機(jī)型是基于西門子的最新技術(shù),也是基于西門子在100年中累計數(shù)量為600000MW 機(jī)組的運行業(yè)績。因此,這些機(jī)型既體現(xiàn)了先進(jìn)性,又體現(xiàn)了可靠性。4.1西門子KWU 型汽輪機(jī)EPR 項目第一個合同選用西門子KWU 的機(jī)型,末葉片的長度為72英寸(1828毫米,這是722第4期熱力透平22

25、8 核電汽輪機(jī)的發(fā)展 目前末葉片長度最長 ,功率最大的核電汽輪機(jī) 。 按照不同的項目要求 , 西門子可以提供三種 不同末葉片長度的半速核電汽輪機(jī)技術(shù) 。具體見 表 9。 表9 西門子 50 Hz 核電低壓模塊 排汽面積 20m2 26 m2 30 m 2 材料性能均勻 因為部件尺寸小 , 熱處理 時材料性能可以做得均勻 , 相比較焊接轉(zhuǎn)子在焊 接區(qū)域材料性能不均勻性而降低斷裂韌性 。 在目前與 PWR 反應(yīng)堆配套的常規(guī)島中 , 西 門子 KWU 型核電汽輪機(jī)的各項性能處于領(lǐng)先 地位 。 4. 2 西門子西屋型汽輪機(jī) 西屋型核電汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)有限公司不 再需要重復(fù)引進(jìn) ,完全可以自主設(shè)計 、

26、 自主制造的 機(jī)型 。這一 機(jī)型 特別 適合 與 A P21000 或 CN P2 1000 堆型配套 , 因為與其它汽輪型式相比 , 它與 A P21000 或 CN P21000 組合 , 可以做到效率出率 最大而成本最低 ,具體見表 11 。 表 11 西屋核電汽輪機(jī)模塊與不同的反應(yīng)堆的組合型式 堆型 EPR 末葉片長度 55 英寸 (1397 毫米 67 英寸 (1700 毫米 72 英寸 ( 1828 毫米 轉(zhuǎn)子重量 220 噸 310 噸 310 噸 芬蘭 5 號核電站地處歐洲北部 , 常年平均冷 卻水溫較低 ,因此 ,汽輪機(jī)常常在較低的背壓下運 行 。在這種情況下 , 采用較長的

27、末葉片 , 如 72 英 寸的末葉片 , 可以提高汽輪機(jī)的效率和功率 。而 在中國 ,大部分地區(qū)的冷卻水溫要比北歐地區(qū)高 。 因此 ,采用排汽面積小的機(jī)型較為合適 。它與不 同的堆型配合的型式見表 10 。 表 10 西門子核電汽輪機(jī)模塊與不同的反應(yīng)堆的組合型式 堆型 EPR CNP21000 AP21000 末葉片長度 1250mm 1450mm 1250mm 汽輪機(jī)型式 汽輪機(jī)型式 高壓缸 × + 低壓缸 × 1 3 高壓缸 × + 低壓缸 × 或 3 1 2 高壓缸 × + 低壓缸 × 1 2 功率估計 1600MW1850MW

28、 12001300MW 10001200MW 圖 10 顯 示 汽輪的外型見 圖 9 所示 ,前端的二 個立管是立式汽水 分離再熱器 。 西 門 子 KWU 型汽輪機(jī)最 大的 特 點是采用套 裝葉 輪 圖9 西門子大型核電汽輪機(jī) 的轉(zhuǎn) 子 。套 裝 葉 輪 的型式在以 往世 界 了該設(shè)計方案的 總體布置 。它由 一個高壓缸和三 個低 壓 缸 組 成。 二只臥式汽水分 圖 10 核電汽輪機(jī)總體布置圖 離再熱器布置在 汽輪機(jī)的兩側(cè) 。它是 1995 年底中外合資上海汽 輪機(jī)有限公司成立后 , 西屋公司全面技術(shù)轉(zhuǎn)讓的 采用現(xiàn)代技術(shù)設(shè)計的產(chǎn)品 。它的原型機(jī)是目前正 在西班牙凡德洛斯電廠和 A SCO

29、電廠運行的汽輪 機(jī) ,由于西班牙電網(wǎng)周波也是 50 Hz ,因此 ,原型機(jī) 良好的運行業(yè)績是我們設(shè)計方案可靠性有力的 證明 。 該方案具有四個顯著的特點 : 經(jīng)濟(jì)性好 。由于采用了先進(jìn)的葉型 、 優(yōu) 化的流道 、 以及合適的排汽面積 , 因此 , 整機(jī)效率 相當(dāng)高 ; 可靠性高 。由于采用了先進(jìn)的分析技術(shù) 和應(yīng)用了經(jīng)運行考核的技術(shù) , 因此汽輪機(jī)主要零 部件抗高周疲勞和應(yīng)力腐蝕性能好 , 這樣機(jī)組的 檢修周期可從原來的 24 年延長到 710 年 ; 運行靈活性大 ?？梢栽谳^大的偏頻范圍 ( 下轉(zhuǎn)第 237 頁 內(nèi)和較高的背壓下運行 ; 各主要汽輪機(jī)制造廠都采用過 ,但是其它各公司因 應(yīng)力集中

30、而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的問題無法解決而 放棄。GE 和西屋改用整鍛轉(zhuǎn)子 ,而 Alstom 改用焊 接轉(zhuǎn)子。但是西門子套裝轉(zhuǎn)子的汽輪機(jī)累計運行 時間超過 275 萬小時 ,經(jīng)過 660 次檢查 ,從未由于 應(yīng)力問題而更換過轉(zhuǎn)子或葉輪 ,也從未發(fā)生故障 。 在目前整鍛轉(zhuǎn)子鍛件供貨緊缺的情況下 , 西 門子套裝葉輪有著如下優(yōu)點 : 部件成本低 因為葉輪可以平行加工 , 總 加工量要比整鍛轉(zhuǎn)子小 ; 交貨周期縮短 因為鍛件尺寸小 , 可以有 眾多的供應(yīng)商選擇 ; CN P21000 A P21000 高壓缸 × + 低壓缸 × 1 3 高壓缸 × + 低壓缸 ×

31、1 3 高壓缸 × + 低壓缸 × 1 2 第 4 期 熱 力透平 237 運行中 ,在停機(jī)時亦有甚多不正常的溫度突變 ,故 對停機(jī)過程亦應(yīng)給予較多的重視 。 ( 2 在停機(jī)時應(yīng)注意新汽參數(shù)的下降與負(fù)荷 下降的相互配合 , 在降低新汽溫度時不應(yīng)過大地 降負(fù)荷 ,在比較大的降負(fù)荷時應(yīng)力求新汽溫穩(wěn)定 或只有較小的下降 。 ( 3 在打閘停機(jī)前后開啟疏水應(yīng)考慮是否有 必要 ,若必須開啟亦應(yīng)不要開啟過大 ,特別是高壓 疏水不能開大 ,應(yīng)密切注意防止冷汽經(jīng)疏水倒回 入汽輪機(jī) 。 ( 4 對系統(tǒng)的隔離或切換應(yīng)重視 , 防止相互 串流倒流 ,引起機(jī)件有很大的溫度升高或降低 ,影 響機(jī)組壽命和安全 。 參考文獻(xiàn) : 1 馬福榮 . 125MW 中間再熱式汽輪機(jī) M . 水種電力出版 社 ,1989. 2 望亭發(fā)電廠 . 國產(chǎn) 30 萬千瓦火力發(fā)電設(shè)備 :