哈電600MW等級汽輪發(fā)電機技術(shù)特點(一)

1、哈電 600MW 等級汽輪發(fā)電機技術(shù)特點 一 摘要：哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司， 20 世紀(jì) 80 年代，引進美國西屋電 氣公司 600MW 汽輪發(fā)電機設(shè)計與制造技術(shù)，在國內(nèi)率先消化、吸收， 同時開展了大量的國產(chǎn)化和科研工作，并按國家要求與西屋電氣公司 對引進型產(chǎn)品進行聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計，提高了發(fā)電機效率、最大出力和勵 磁頂值電壓倍數(shù)，滿足了電力部門對勵磁及各種參數(shù)的要求。在此基 礎(chǔ)上，哈電對 600MW 汽輪發(fā)電機不斷優(yōu)化和改良， 且將其開展成多容 量和功率因數(shù)規(guī)格、系列化的第三代成熟產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機；功率因數(shù)；額定功率；剛 柔固定結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子 阻尼系統(tǒng)1 引言哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司簡稱：

2、哈電機，英文縮寫：HEQ在20世紀(jì) 80年代初期引進美國西屋電氣公司 600MW 汽輪發(fā)電機設(shè)計與制 造，在完本錢地化生產(chǎn)裝機于安徽平圩電廠的同時， 1987 年又按 照國家要求與西屋電氣公司對引進型產(chǎn)品進行聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計。先后研 制出國產(chǎn)首臺優(yōu)化型 600MW 發(fā)電機哈三電廠 3 號機，國產(chǎn)首臺額 定650MW，最大連續(xù)出力700MW的核電站汽輪電發(fā)電機核電秦山 二期，國產(chǎn)首臺 600MW 超臨界機組的發(fā)電機沁北電廠 1 號機。 HEC還先后在2臺600MW等級發(fā)電機哈三3號機、秦山二期1號機 上進行過型式試驗和較全面的科研試驗，充分掌握了 600MW等級發(fā)電 機的各種性能參數(shù)，為機組的平安運

3、行提供了保障，同時為600MW等級發(fā)電機的優(yōu)化和改良提供了有力依據(jù)?，F(xiàn)在，HEC的600MW等級汽輪發(fā)電機通過不斷優(yōu)化和改良，已開展為多容量和功率因數(shù)規(guī)格、系 列化的第三代成熟產(chǎn)品。以下對 HEC的600MW等級汽輪發(fā)電機的技 術(shù)特點予以簡要介紹。2 發(fā)電機技術(shù)特點2.1 發(fā)電機規(guī)格HEC的600MW 級發(fā)電機的額定功率有 600MW、660MW、670MW 和680MW四種，額定功率因數(shù)有0.85和0.9兩種，勵磁方式有無刷和靜 止兩種，規(guī)格較齊全，發(fā)電機不僅出力大，而且效率高，如：額定功 率因數(shù)0.9并采用靜止勵磁的600MW發(fā)電機效率可到達99%。2.2 冷卻方式發(fā)電機定子繞組采用水內(nèi)冷

4、、 發(fā)電機定子鐵芯和端部結(jié)構(gòu)件采用氫冷、 發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用氣隙取氣的氫內(nèi)冷的冷卻方式。2.3 發(fā)電機絕緣等級發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子均米用F級絕緣，按B級運行考核。2.4 定子機殼防爆設(shè)計發(fā)電機機座、 端蓋、出線盒和冷卻器外罩等均能承受按 3.5倍額定氫壓 設(shè)計，因此整個定子機殼具有良好的防氫爆性能。2.5 定子鐵芯 定子鐵心由高導(dǎo)磁、低損耗的無取向冷軋硅鋼板沖制并經(jīng)絕緣處理的 扇形片疊裝而成。為了防止端部雜散損耗的增加，端部邊段鐵心設(shè)計 成沿徑向呈階梯形狀并粘接成整體，而且在齒部開槽。 定子鐵芯徑向采用圓形定位筋定位后，再由圓形定位筋外側(cè)的夾緊環(huán) 收緊，而且機組運行一定時期后可通過夾緊環(huán)再徑向收緊鐵芯

5、。 定子鐵芯軸向收緊除圓形定位筋外，還采用了絕緣穿心螺桿，并通過 液壓拉伸器收緊鐵芯。定子鐵芯端部采用了無磁性壓指和分塊壓板的緊固結(jié)構(gòu)。2.6 定子鐵芯隔振結(jié)構(gòu) 為了使定子鐵芯振動傳到根底的力降為最小，發(fā)電機定子鐵芯和機座 之間采用立式彈簧板的隔振結(jié)構(gòu)。隔振結(jié)構(gòu)是在出風(fēng)區(qū)內(nèi)定子鐵心與定子機座之間設(shè)置 6 組彈簧板。定 子鐵心經(jīng)夾緊環(huán)與彈簧板的一端相連接，彈簧板的另一端與機座隔板 相連接。彈簧板分布在夾緊環(huán)的兩側(cè)和底部，底部彈簧板用來保持鐵 心的穩(wěn)定，并在事故狀態(tài)下分擔(dān)電磁力矩。 隔振結(jié)構(gòu)在強度上能承受至少 20 倍額定轉(zhuǎn)矩的突然短路扭矩。2.7 定子鐵心端部屏蔽結(jié)構(gòu) 定子鐵芯端部采用磁屏蔽見圖

6、 1。發(fā)電機定子鐵芯兩端設(shè)有用硅鋼 板沖制的扇形片疊裝成內(nèi)圓外表呈階梯多齒狀的磁屏蔽層，有效地將 定子端部漏磁分流，減小端部發(fā)熱，增加發(fā)電機的運行能力。2.8 定子線棒 定子線棒采用實心導(dǎo)線和空心導(dǎo)線最正確組合，以降低電氣損耗。線棒 對地絕緣采用 F 級環(huán)氧粉云母帶。為降低定子繞組電暈電位，線棒的槽內(nèi)局部和槽口局部均進行防暈處理。定子線棒經(jīng)一次模壓成型，因而具有良好的絕緣強度、機械強度和防暈性能。 定子上、下層線棒采用不同的截面，并在直線局部進行540°羅貝爾換位加空換位，可使渦流引起的附加損耗和股間環(huán)流損耗、包括端部橫 向磁場差異引起的附加損耗大為減少。為增大相間的放電距離，線棒的

7、鼻端采用不等距分布，同相線棒鼻端 距離縮小，相間距離被加大。定子線棒兩端采用了水電別離的連接結(jié)構(gòu)，并用軟股線組合連接上下 層線棒2.9 定子槽內(nèi)固定結(jié)構(gòu) 首先在槽底和上、下層線棒間填加外包聚酯薄膜的熱固性適形材料， 并采用漲管壓緊工藝，使線棒在槽內(nèi)良好就位。同時，在線棒的側(cè)面 和槽壁之間塞入半導(dǎo)體墊條，使線棒外表良好接地，以降低線棒外表 的電暈電位。定子槽楔由高強度 F 級玻璃布卷制模壓成型，在槽楔下面采用彈性絕 緣波紋板徑向壓緊線棒。定子槽口處槽楔具有可靠的防松結(jié)構(gòu)。2.10 定子繞組端部剛 柔固定結(jié)構(gòu) 定子繞組端部采用了大尺寸整體玻璃鋼錐環(huán)、可調(diào)綁扎環(huán)、鼻端徑向 撐緊環(huán)的固定結(jié)構(gòu)，同時通過

8、 21 個無磁性彈簧板與定子鐵心端部相連， 整個定子繞組的端部形成沿徑向和切向固定牢固、沿軸向可伸縮的剛 柔固定結(jié)構(gòu)。當(dāng)發(fā)電機運行時，由于溫度變化引起線棒軸向脹縮時，定子繞組端部整體可沿軸向伸縮，從而有效地減緩了繞組絕緣中的熱應(yīng)力，并使發(fā) 電機適于調(diào)峰運行工況。定子繞組端部固定結(jié)構(gòu)中，與繞組相接觸的各環(huán)件及所有緊固件均為非金屬材料，從而防止因采用金屬材料而帶來的局部過熱和尖端放電 現(xiàn)象。2.11 轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)子軸由一個整根的 26CrNi4MoV 合金鋼實心鍛件加工而成， 在壽命期內(nèi)能承受起停機 10000 次以上。2.12 轉(zhuǎn)子線圈護環(huán)轉(zhuǎn)子線圈護環(huán)由18Mn 18Cr無磁性鋼整體鍛件制成，具有較

9、強的抗應(yīng)力腐蝕能力，能承受運行時的巨大的環(huán)向應(yīng)力、徑向重復(fù)性橢圓變形和 端部會聚磁通。為了防止由缺口引起的機械強度下降，采用了不在護環(huán)上鉆徑向通風(fēng) 孔的結(jié)構(gòu)。2.13 轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)子線圈由高強度精拉含銀銅排制成，具有較強的抗應(yīng)力腐蝕能力， 適于發(fā)電機調(diào)峰運行。轉(zhuǎn)子線圈由 8 瓣組成，每瓣單獨加工成型，因而具有良好的尺寸和形 狀。線圈各瓣之間、各線圈間均采用中頻感應(yīng)釬焊連接。2.14 轉(zhuǎn)子隱風(fēng)斗技術(shù)HEC通過對通風(fēng)系統(tǒng)進行優(yōu)化和研究試驗， 在600MW等級汽輪發(fā)電機 轉(zhuǎn)子上采用了 “全隱式風(fēng)斗 這一新技術(shù)。由于轉(zhuǎn)子采用氣隙取氣氫內(nèi)冷的冷卻方式，轉(zhuǎn)子風(fēng)斗的形式，即風(fēng)斗 的高矮是這種通風(fēng)方式的關(guān)鍵技術(shù)。風(fēng)斗越高，雖然取風(fēng)效果越好， 但所帶來的風(fēng)摩損耗也越大，影響發(fā)電機的效率，甚至較大的風(fēng)摩損 耗會影響定子鐵心的溫度。HEC長期以來就注重這方面的研究