1000MW汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)特點(diǎn)課件

超超臨界發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)2023/1/6山西大學(xué)工程學(xué)院

岑志剛超超臨界發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)2022/12/26山西大學(xué)工程學(xué)院2023/1/61000MW汽輪發(fā)電機(jī)典型布置2022/12/261000MW汽輪發(fā)電機(jī)典型布置2023/1/6國內(nèi)三大動力廠比較2022/12/26國內(nèi)三大動力廠比較上海電氣集團(tuán)有限公司：西門子是上電的技術(shù)轉(zhuǎn)讓方。03年12月上電全面引進(jìn)了西門子THDF系列1000MW等級汽輪發(fā)電機(jī)制造技術(shù)。第一臺機(jī)組在2006年11月28日在華能玉環(huán)電廠投產(chǎn)發(fā)電，為中國國內(nèi)首臺投產(chǎn)的百萬機(jī)組。玉環(huán)第二臺機(jī)組于2006年12月30日投產(chǎn)發(fā)電，排名第三；第三臺、第四臺機(jī)組分別于2007年11月11日和2007年11月24日成功投運(yùn)，在全國百萬機(jī)組投產(chǎn)順序分列第五和第六名。東方電機(jī)股份有限公司：與日立公司合作，前期為鄒縣制造1000MW發(fā)電機(jī)，合同規(guī)定由日立公司負(fù)責(zé)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)。其中#7機(jī)于2006年12月4日投產(chǎn)，#8于2007年7月投產(chǎn)。2023/1/6上海電氣集團(tuán)有限公司：西門子是上電的技術(shù)轉(zhuǎn)讓方。03年12月哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司：哈電與東芝在2005年9月27日簽訂了1120MVA汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。協(xié)議規(guī)定由東芝提供制造圖紙、材料規(guī)范、裝配圖紙、部件采購規(guī)范和安裝指導(dǎo)手冊；哈電組織相關(guān)生產(chǎn)制造，東芝提供發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)、性能和質(zhì)量保證。國電泰州電廠#1、2機(jī)組分別于2007年12月4日和2008年3月31日投運(yùn)在全國百萬機(jī)組投產(chǎn)順序分列第七和第九名。發(fā)電機(jī)引進(jìn)日本東芝株式會社技術(shù)（TAKS類型）生產(chǎn),型號QFSN-1000-2，額定功率1000MW，額定功率因數(shù)0.9，額定頻率50Hz。發(fā)電機(jī)定子額定電壓27kV，定子額定電流23950A。發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷卻方式，密封油系統(tǒng)采用單流環(huán)式密封。2023/1/6哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司：哈電與東芝在2005年9月27日簽神華國華徐州發(fā)電有限公司超超臨界百萬千瓦機(jī)組工程項(xiàng)目也已進(jìn)入尾聲。華電寧夏靈武發(fā)電有限公司二期兩臺100萬千瓦超超臨界空冷#3機(jī)組今年7月27日順利完成倒送廠用電工作、機(jī)組由靜態(tài)安裝進(jìn)入動態(tài)試運(yùn)階段以來，先后實(shí)現(xiàn)了鍋爐水壓試驗(yàn)一次成功，機(jī)組整套啟動前分部試運(yùn)項(xiàng)目已全部完成并驗(yàn)收簽證。華能金陵電廠二期工程的1000兆瓦超超臨界燃煤機(jī)組12月7日順利完成試運(yùn)行2023/1/6超超臨界機(jī)組最新消息神華國華徐州發(fā)電有限公司超超臨界百萬千瓦機(jī)組工程項(xiàng)目也已進(jìn)入典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)電機(jī)型號THDF125/67QFSN-1000-2-27額定容量SnMVA11111120額定功率PnMW10001008最大連續(xù)輸出功率PmaxMW1053.4851100最大連續(xù)視在功率SmaxMVA1170.5391230額定功率因數(shù)CosΦn0.90.9定子額定電壓UnkV2727定子額定電流InA2377823949額定勵磁電壓UfnV437510額定勵磁電流IfnA58875272勵磁方式無刷勵磁機(jī)端勵磁變滿載效率η％98.9799.11典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）絕緣等級和溫度轉(zhuǎn)子線圈絕緣等級FF定子鐵芯絕緣等級FF冷卻介質(zhì)壓力、流量和溫度定子冷卻水流量t/h120122定子冷卻水進(jìn)口水溫℃4945-50定子線棒冷卻水出口水溫℃≤85≤86定子冷卻水電導(dǎo)率μs/cm＜1≤0.5定子冷卻水壓力PMPa(g)約0.30.31氣體冷卻器數(shù)目4×25%4×25%額定氫壓MPa(g)0.50.52最高允許氫壓MPa(g)0.520.56典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）絕典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)電機(jī)容積m3100143發(fā)電機(jī)漏氫量m3/24h≤12m3/24h定子鐵芯外徑Domm32802912定子鐵芯內(nèi)徑Damm14101454定子鐵芯長度L1mm67008150氣隙（單邊）δmm8092定子槽數(shù)Z14236定子繞組并聯(lián)支路數(shù)a122定子線圈尺寸空心w×h－壁厚mm14×4－0.9/實(shí)心w×hmm14×1.8/每槽線圈股數(shù)典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）空心n上下層2x5/實(shí)心n上下層2x25/定子總重量t478429定子運(yùn)輸重量t462409定子運(yùn)輸尺寸L×W×Hmm11653×5116×4772/轉(zhuǎn)子外徑D2mm12501270轉(zhuǎn)子本體有效長度mm67308150轉(zhuǎn)子運(yùn)輸長度L2mm14800轉(zhuǎn)子槽數(shù)2832轉(zhuǎn)子槽尺寸w×hmm52×155/轉(zhuǎn)子每槽線匝數(shù)7/護(hù)環(huán)直徑Dkmm1310/典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）護(hù)環(huán)長度Lkmm803.5/主要材質(zhì)和應(yīng)力/定子硅鋼片型號M270-50A/銅線型號E-CuF20/轉(zhuǎn)軸材料型號26NiCrMoV145/轉(zhuǎn)子銅線型號CuAg0.1P/轉(zhuǎn)子銅線屈服極限σsN/mm2190/護(hù)環(huán)材質(zhì)型號18Mn18Cr/轉(zhuǎn)子槽鍥材質(zhì)型號CuNi2Si/典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）護(hù)序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)1定子繞組的絕緣等級、材料、處理及結(jié)構(gòu)F（B）/定子繞組無氧銅/定子棒槽內(nèi)固定及繞組端部固定可靠/整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮、徑向固定/定子繞組水內(nèi)冷/成型絕緣水管固定牢靠，避免相互交叉、磨損和松動/定子繞組的絕緣少膠F（B）/定子繞組無氧銅/整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮、徑向固定/定子繞組線棒導(dǎo)體部分采用五根絕緣實(shí)心導(dǎo)線和一根不銹鋼空心鋼管為一排，共2排10組/其中不銹鋼用于水冷卻，不產(chǎn)生氧化銅而引起堵塞，提高可靠性/定子繞組水內(nèi)冷/成型絕緣水管固定牢靠，避免相互交叉、磨損和松動/定子繞組的絕緣少膠F（B）/定子繞組無氧銅/定子繞組端部通過綁扎固定在綁環(huán)上/整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮、徑向固定/定子繞組水內(nèi)冷/成型絕緣水管固定牢靠，避免相互交叉、磨損/定子繞組的絕緣多膠2轉(zhuǎn)子繞組的絕緣等級、材料、處理及結(jié)構(gòu)F（B）/轉(zhuǎn)子繞組含銀銅線CuAgR/轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷/轉(zhuǎn)子繞組同一匝的兩股銅線之間有防磨絕緣層/轉(zhuǎn)子采取氣隙取氣，徑向通風(fēng)冷卻方式/轉(zhuǎn)子采用空心銅線F（B）/轉(zhuǎn)子繞組無氧含銀銅線CuAg0.1P/轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷/轉(zhuǎn)子采用空心銅線，軸向-徑向通風(fēng)F（B）/轉(zhuǎn)子繞組含銀銅線/轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷/轉(zhuǎn)子采取氣隙取氣，徑向通風(fēng)冷卻方式/轉(zhuǎn)子采用空心銅線三大主力廠技術(shù)差異序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)1定子繞組的絕緣等級、材料序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)3定子鐵芯有取向型/0.35mm厚度/涂絕緣漆/進(jìn)口或國產(chǎn)無取向型/0.5mm厚度/涂絕緣漆/國產(chǎn)有取向型/0.35mm厚度/涂絕緣漆/進(jìn)口4定子繞組端部結(jié)構(gòu)及屏蔽措施有磁屏蔽和銅屏蔽/定子繞組的端部的固定結(jié)構(gòu)是依靠絕緣支架、綁環(huán)、綁繩和拉緊裝置在切向和徑向形成一個牢固的整體，而且在軸向可以自由伸縮有磁屏蔽，整個端部線圈間用環(huán)氧樹脂繞灌成整體/在壓圈的外側(cè)設(shè)有由硅鋼片疊裝成的磁屏蔽，磁屏蔽上也有多道徑向通風(fēng)道以使冷風(fēng)通過進(jìn)行冷卻，且內(nèi)圓表面呈階梯形，形成定子端部的有效屏蔽在定子壓圈上通過軸向可滑移支撐架結(jié)構(gòu)固定18個絕緣支架，3道絕緣綁環(huán)固定在18個支架上，定子繞組端部通過綁扎固定在綁環(huán)上/定子繞組端部整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮5絕緣引水管材壽命聚四氟乙烯氟塑料/35年聚四氟乙烯氟塑料/35年聚四氟乙烯氟塑料/35年6轉(zhuǎn)子鍛件、護(hù)環(huán)的材質(zhì)轉(zhuǎn)子鍛件：NiCrMoV進(jìn)口護(hù)環(huán)的材質(zhì)：Mn18Cr18整體合金鋼轉(zhuǎn)子鍛件：26NiCrMoV145國產(chǎn)護(hù)環(huán)的材質(zhì)：Mn18Cr18整體合金鋼轉(zhuǎn)子鍛件：NiCrMoV進(jìn)口護(hù)環(huán)的材質(zhì)：Mn18Cr18整體合金鋼三大主力廠技術(shù)差異序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)3定子鐵芯有取向型/0.序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)7通風(fēng)系統(tǒng)繞心內(nèi)圓有風(fēng)區(qū)隔板減少竄風(fēng)現(xiàn)象/發(fā)電機(jī)的總體通風(fēng)系統(tǒng)為徑向多流通風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)沿軸向間隔分布19個風(fēng)區(qū)，冷熱風(fēng)區(qū)相間布置以保證軸向溫度的均勻分布。轉(zhuǎn)子繞組溫度不均勻系數(shù)為1.16定子線圈水內(nèi)冷，相間連接線和出線套管直接氫內(nèi)冷；單頭多級風(fēng)扇形成定子鐵心軸向氫冷和轉(zhuǎn)子線圈軸向-徑向氫冷。轉(zhuǎn)子繞組溫度不均勻系數(shù)為1.24繞心內(nèi)圓有風(fēng)區(qū)隔板減少竄風(fēng)現(xiàn)象/發(fā)電機(jī)的總體通風(fēng)系統(tǒng)為徑向多流通風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)沿軸向間隔分布15個風(fēng)區(qū)，冷熱風(fēng)區(qū)相間布置以保證軸向溫度的均勻分布。轉(zhuǎn)子繞組溫度不均勻系數(shù)為1.268勵磁系統(tǒng)只采用靜態(tài)勵磁，主要選用ABB或GE有靜態(tài)勵磁和無刷勵磁2種，西門子技術(shù)是采用無刷勵磁。勵磁系統(tǒng)主要選用ABB或三菱只采用靜態(tài)勵磁，主要選用ABB或GE三大主力廠技術(shù)差異序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)7通風(fēng)系統(tǒng)繞心內(nèi)圓有風(fēng)區(qū)隔2023/1/6發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)(上汽)2022/12/26發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)(上汽)2023/1/6發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻典型外觀圖軸向通風(fēng)表面通風(fēng)孔軸徑向復(fù)合通風(fēng)轉(zhuǎn)子表面通風(fēng)孔（風(fēng)斗）軸向通風(fēng)冷卻轉(zhuǎn)子外觀圖復(fù)合通風(fēng)（風(fēng)斗）2022/12/26發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻典型外觀圖軸向通風(fēng)表面2023/1/6發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)局部圖2022/12/26發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)局部圖采用整體式轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)來抑制轉(zhuǎn)子端部繞組的離心力。轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)由非磁性高強(qiáng)度鋼質(zhì)材料制成，以降低雜散損耗。每個護(hù)環(huán)懸空熱套在轉(zhuǎn)子本體上。采用一開口環(huán)對護(hù)環(huán)進(jìn)行軸向固定。護(hù)環(huán)承受轉(zhuǎn)子端部繞組產(chǎn)生的離心力。護(hù)環(huán)一端熱套在轉(zhuǎn)子本體上，另一端懸掛在轉(zhuǎn)子端部繞組上，不與轉(zhuǎn)軸接觸。這種懸掛式護(hù)環(huán)的結(jié)構(gòu)，與轉(zhuǎn)軸的撓曲無相互影響。中心環(huán)熱套在護(hù)環(huán)自由端內(nèi)圓，圓周方向支撐了護(hù)環(huán)，提高了護(hù)環(huán)的剛度，同時在軸向支撐轉(zhuǎn)子端部線圈。環(huán)鍵防止護(hù)環(huán)的軸向位移。護(hù)環(huán)熱套面在阻尼系統(tǒng)中起到短路環(huán)作用。為了降低接觸電阻，熱套面經(jīng)鍍銀處理2023/1/6采用整體式轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)來抑制轉(zhuǎn)子端部繞組的離心力。轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)由非磁2023/1/6660MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)2022/12/26660MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)2023/1/6轉(zhuǎn)子槽楔和阻尼結(jié)構(gòu)

2022/12/26轉(zhuǎn)子槽楔和阻尼結(jié)構(gòu)2023/1/6

定子線圈發(fā)電機(jī)定子線圈由一定比例的不銹鋼空心股線和銅實(shí)心股線混編而成。2022/12/26定子線圈2023/1/6

定子繞組水電連接結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：不銹鋼空心股線與水盒為焊接結(jié)構(gòu)，采用專用設(shè)備和工藝進(jìn)行焊接。上下層線圈的電氣連接為機(jī)械結(jié)構(gòu)。2022/12/26定子繞組水電連接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：不銹鋼空心2023/1/62022/12/26定子端部線圈固定采用西門子公司成熟的剛-柔固定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在徑向、切向的剛度很大，而在軸向能自由伸縮，有效的減緩繞組絕緣中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。端部固定特點(diǎn)如下：1）定子線圈端部固定采用大錐環(huán)、弧形壓板結(jié)構(gòu)，整個端部線圈間澆墊成整體；2）定子端部線圈漸伸線采用變節(jié)距設(shè)計(jì)，增大線圈隔相距離；3）徑向采用具有自鎖彈性自調(diào)整支緊結(jié)構(gòu)，軸向用定位件支撐加以軸向定位，整個定子線圈端部在運(yùn)行時能伸縮。4）定子線圈端部外包保護(hù)層，便于今后維修。2023/1/6定子端部線圈固定特點(diǎn)定子端部線圈固定采用西門子公司成熟的剛-柔固定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在定子繞組端部固定的強(qiáng)度問題，在突然短路的強(qiáng)大過渡電磁力下和在正常運(yùn)行時較小的交變電磁振動下都顯得更為突出。端部的固定在徑向、切向既要具有承受突然短路時電磁力的足夠強(qiáng)度，也要防止倍頻振動引起共振造成的絕緣磨損。另外，考慮到鐵芯和線棒熱膨脹系數(shù)不一樣，所以在軸向要有伸縮的彈性固定結(jié)構(gòu)。大容量發(fā)電機(jī)繞組端部熱脹冷縮之差可達(dá)0.5-1.5mm，如果端頭固定死，就會產(chǎn)生4.00-12.00MPa的壓應(yīng)力。近年來，在大容量發(fā)電機(jī)端部繞組固定措施中，主要傾向是盡可能將墊料及緊固件均由高強(qiáng)度絕緣材料壓制而成，以避免使用金屬材料。早期的發(fā)電機(jī)端部采用剛性結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已發(fā)展到用剛?cè)嵯嘟Y(jié)合的結(jié)構(gòu)。2023/1/6定子繞組端部固定的強(qiáng)度問題，在突然短路的強(qiáng)大過渡電磁力下和在2023/1/6整流環(huán)部件組合示意圖1-整流環(huán)；2-熔斷器；3-二極管；4-聯(lián)軸節(jié)；5-Multicontact連接器交流主勵磁機(jī)采用150Hz。主勵磁機(jī)是一臺小型三相隱極式同步發(fā)電機(jī)。三相主勵磁機(jī)系一個6極旋轉(zhuǎn)電樞裝置，見圖。磁場繞組位于疊片磁鐵極上。在極靴上裝有母線，其端部連接后形成阻尼繞組。兩個極之間裝有一個正交軸，用以測量勵磁機(jī)的感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子由多層迭片組成。迭片通過貫穿螺栓在壓縮環(huán)上壓制而成。把三相繞組插入迭片轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，把繞組導(dǎo)體在鐵芯長度的范圍內(nèi)進(jìn)行交叉，然后用玻璃纖維帶把轉(zhuǎn)子繞組的端匝予以固定，在面對整流輪的一側(cè)進(jìn)行連接2022/12/26整流環(huán)部件組合示意圖交流主勵磁機(jī)采用152023/1/6定子水箱檢漏裝置密封油貯油箱排油煙機(jī)定子水裝置密封油裝置氫氣干燥器絕緣過熱裝置氫氣控制裝置H2匯流排CO2蒸發(fā)器CO2匯流排氫油水系統(tǒng)現(xiàn)場布置（典型圖）2022/12/26定子水箱檢漏裝置密封油貯油箱排油煙機(jī)定子2023/1/6東方電機(jī)廠發(fā)電機(jī)典型外觀2022/12/26東方電機(jī)廠發(fā)電機(jī)典型外觀2023/1/6鄒縣電廠1000MW機(jī)組主機(jī)圖片2022/12/26鄒縣電廠1000MW機(jī)組主機(jī)圖片2023/1/6發(fā)電機(jī)通風(fēng)示意圖2022/12/26發(fā)電機(jī)通風(fēng)示意圖2023/1/6定子外觀圖2022/12/26定子外觀圖2023/1/6定子線圈端部固定滑移結(jié)構(gòu)層間綁環(huán)2022/12/26定子線圈端部固定滑移結(jié)構(gòu)層間綁環(huán)2023/1/6定子線圈槽內(nèi)結(jié)構(gòu)2022/12/26定子線圈槽內(nèi)結(jié)構(gòu)2023/1/6轉(zhuǎn)子線圈氣隙取氣冷卻2022/12/26轉(zhuǎn)子線圈氣隙取氣冷卻600MW汽輪發(fā)電機(jī)剖視圖2023/1/6600MW汽輪發(fā)電機(jī)剖視圖2022/12/26典型600MW汽輪發(fā)電機(jī)外視圖2023/1/6典型600MW汽輪發(fā)電機(jī)外視圖2022/12/26定子線棒截面示意圖2023/1/6定子線棒截面示意圖2022/12/26600MW定子槽楔布置示意圖2023/1/6600MW定子槽楔布置示意圖2022/12/26定子繞組在槽內(nèi)固定示意圖2023/1/6定子繞組在槽內(nèi)固定示意圖2022/12/262023/1/61）試驗(yàn)壓力為225Bar。

2）槽楔壓進(jìn)的深度≤0.9mm要大于60%，槽楔壓進(jìn)的深度≥1.1mm最大不能超過40%。3）深度的大小等于兩百分表和的平均值。4）汽、勵兩端第一槽楔下沒有波紋彈簧，故不需要作壓力試驗(yàn)。西門子SIEMENS發(fā)電機(jī)（350MW）槽楔測試標(biāo)準(zhǔn)2022/12/261）試驗(yàn)壓力為225Bar。西門子2023/1/6西門子SIEMENS發(fā)電機(jī)（350MW）定子繞組外觀2022/12/26西門子SIEMENS發(fā)電機(jī)（350MW）(EE側(cè))定子槽楔試驗(yàn)數(shù)據(jù)(1/100mm)（TE側(cè)）12345678910111213141516171--84668271786766678386--2--60858265756173547584--3--72715980755485768351--4--686070876883888384--5--72695657378470755381--6--48658860597165857099--7--596291527973608663--8--497370718975808672--9--545584565668877165--10--81645354427467696677--11--46627656528878815170--2023/1/6350MW發(fā)電機(jī)槽楔測試部分?jǐn)?shù)據(jù)(EE側(cè))600MW汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組實(shí)例照片2023/1/6600MW汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組實(shí)例照片2022/12/262023/1/6600MW發(fā)電機(jī)線棒更換現(xiàn)場2022/12/26600MW發(fā)電機(jī)線棒更換現(xiàn)場2023/1/6謝謝大家2022/12/26謝謝大家超超臨界發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)2023/1/6山西大學(xué)工程學(xué)院

岑志剛超超臨界發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)2022/12/26山西大學(xué)工程學(xué)院2023/1/61000MW汽輪發(fā)電機(jī)典型布置2022/12/261000MW汽輪發(fā)電機(jī)典型布置2023/1/6國內(nèi)三大動力廠比較2022/12/26國內(nèi)三大動力廠比較上海電氣集團(tuán)有限公司：西門子是上電的技術(shù)轉(zhuǎn)讓方。03年12月上電全面引進(jìn)了西門子THDF系列1000MW等級汽輪發(fā)電機(jī)制造技術(shù)。第一臺機(jī)組在2006年11月28日在華能玉環(huán)電廠投產(chǎn)發(fā)電，為中國國內(nèi)首臺投產(chǎn)的百萬機(jī)組。玉環(huán)第二臺機(jī)組于2006年12月30日投產(chǎn)發(fā)電，排名第三；第三臺、第四臺機(jī)組分別于2007年11月11日和2007年11月24日成功投運(yùn)，在全國百萬機(jī)組投產(chǎn)順序分列第五和第六名。東方電機(jī)股份有限公司：與日立公司合作，前期為鄒縣制造1000MW發(fā)電機(jī)，合同規(guī)定由日立公司負(fù)責(zé)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)。其中#7機(jī)于2006年12月4日投產(chǎn)，#8于2007年7月投產(chǎn)。2023/1/6上海電氣集團(tuán)有限公司：西門子是上電的技術(shù)轉(zhuǎn)讓方。03年12月哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司：哈電與東芝在2005年9月27日簽訂了1120MVA汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。協(xié)議規(guī)定由東芝提供制造圖紙、材料規(guī)范、裝配圖紙、部件采購規(guī)范和安裝指導(dǎo)手冊；哈電組織相關(guān)生產(chǎn)制造，東芝提供發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)、性能和質(zhì)量保證。國電泰州電廠#1、2機(jī)組分別于2007年12月4日和2008年3月31日投運(yùn)在全國百萬機(jī)組投產(chǎn)順序分列第七和第九名。發(fā)電機(jī)引進(jìn)日本東芝株式會社技術(shù)（TAKS類型）生產(chǎn),型號QFSN-1000-2，額定功率1000MW，額定功率因數(shù)0.9，額定頻率50Hz。發(fā)電機(jī)定子額定電壓27kV，定子額定電流23950A。發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷卻方式，密封油系統(tǒng)采用單流環(huán)式密封。2023/1/6哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司：哈電與東芝在2005年9月27日簽神華國華徐州發(fā)電有限公司超超臨界百萬千瓦機(jī)組工程項(xiàng)目也已進(jìn)入尾聲。華電寧夏靈武發(fā)電有限公司二期兩臺100萬千瓦超超臨界空冷#3機(jī)組今年7月27日順利完成倒送廠用電工作、機(jī)組由靜態(tài)安裝進(jìn)入動態(tài)試運(yùn)階段以來，先后實(shí)現(xiàn)了鍋爐水壓試驗(yàn)一次成功，機(jī)組整套啟動前分部試運(yùn)項(xiàng)目已全部完成并驗(yàn)收簽證。華能金陵電廠二期工程的1000兆瓦超超臨界燃煤機(jī)組12月7日順利完成試運(yùn)行2023/1/6超超臨界機(jī)組最新消息神華國華徐州發(fā)電有限公司超超臨界百萬千瓦機(jī)組工程項(xiàng)目也已進(jìn)入典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)電機(jī)型號THDF125/67QFSN-1000-2-27額定容量SnMVA11111120額定功率PnMW10001008最大連續(xù)輸出功率PmaxMW1053.4851100最大連續(xù)視在功率SmaxMVA1170.5391230額定功率因數(shù)CosΦn0.90.9定子額定電壓UnkV2727定子額定電流InA2377823949額定勵磁電壓UfnV437510額定勵磁電流IfnA58875272勵磁方式無刷勵磁機(jī)端勵磁變滿載效率η％98.9799.11典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）絕緣等級和溫度轉(zhuǎn)子線圈絕緣等級FF定子鐵芯絕緣等級FF冷卻介質(zhì)壓力、流量和溫度定子冷卻水流量t/h120122定子冷卻水進(jìn)口水溫℃4945-50定子線棒冷卻水出口水溫℃≤85≤86定子冷卻水電導(dǎo)率μs/cm＜1≤0.5定子冷卻水壓力PMPa(g)約0.30.31氣體冷卻器數(shù)目4×25%4×25%額定氫壓MPa(g)0.50.52最高允許氫壓MPa(g)0.520.56典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）絕典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)電機(jī)容積m3100143發(fā)電機(jī)漏氫量m3/24h≤12m3/24h定子鐵芯外徑Domm32802912定子鐵芯內(nèi)徑Damm14101454定子鐵芯長度L1mm67008150氣隙（單邊）δmm8092定子槽數(shù)Z14236定子繞組并聯(lián)支路數(shù)a122定子線圈尺寸空心w×h－壁厚mm14×4－0.9/實(shí)心w×hmm14×1.8/每槽線圈股數(shù)典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）發(fā)典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）空心n上下層2x5/實(shí)心n上下層2x25/定子總重量t478429定子運(yùn)輸重量t462409定子運(yùn)輸尺寸L×W×Hmm11653×5116×4772/轉(zhuǎn)子外徑D2mm12501270轉(zhuǎn)子本體有效長度mm67308150轉(zhuǎn)子運(yùn)輸長度L2mm14800轉(zhuǎn)子槽數(shù)2832轉(zhuǎn)子槽尺寸w×hmm52×155/轉(zhuǎn)子每槽線匝數(shù)7/護(hù)環(huán)直徑Dkmm1310/典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）護(hù)環(huán)長度Lkmm803.5/主要材質(zhì)和應(yīng)力/定子硅鋼片型號M270-50A/銅線型號E-CuF20/轉(zhuǎn)軸材料型號26NiCrMoV145/轉(zhuǎn)子銅線型號CuAg0.1P/轉(zhuǎn)子銅線屈服極限σsN/mm2190/護(hù)環(huán)材質(zhì)型號18Mn18Cr/轉(zhuǎn)子槽鍥材質(zhì)型號CuNi2Si/典型1000MW發(fā)電機(jī)參數(shù)名稱單位上汽（寧海）東方（鄒縣）護(hù)序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)1定子繞組的絕緣等級、材料、處理及結(jié)構(gòu)F（B）/定子繞組無氧銅/定子棒槽內(nèi)固定及繞組端部固定可靠/整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮、徑向固定/定子繞組水內(nèi)冷/成型絕緣水管固定牢靠，避免相互交叉、磨損和松動/定子繞組的絕緣少膠F（B）/定子繞組無氧銅/整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮、徑向固定/定子繞組線棒導(dǎo)體部分采用五根絕緣實(shí)心導(dǎo)線和一根不銹鋼空心鋼管為一排，共2排10組/其中不銹鋼用于水冷卻，不產(chǎn)生氧化銅而引起堵塞，提高可靠性/定子繞組水內(nèi)冷/成型絕緣水管固定牢靠，避免相互交叉、磨損和松動/定子繞組的絕緣少膠F（B）/定子繞組無氧銅/定子繞組端部通過綁扎固定在綁環(huán)上/整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮、徑向固定/定子繞組水內(nèi)冷/成型絕緣水管固定牢靠，避免相互交叉、磨損/定子繞組的絕緣多膠2轉(zhuǎn)子繞組的絕緣等級、材料、處理及結(jié)構(gòu)F（B）/轉(zhuǎn)子繞組含銀銅線CuAgR/轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷/轉(zhuǎn)子繞組同一匝的兩股銅線之間有防磨絕緣層/轉(zhuǎn)子采取氣隙取氣，徑向通風(fēng)冷卻方式/轉(zhuǎn)子采用空心銅線F（B）/轉(zhuǎn)子繞組無氧含銀銅線CuAg0.1P/轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷/轉(zhuǎn)子采用空心銅線，軸向-徑向通風(fēng)F（B）/轉(zhuǎn)子繞組含銀銅線/轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷/轉(zhuǎn)子采取氣隙取氣，徑向通風(fēng)冷卻方式/轉(zhuǎn)子采用空心銅線三大主力廠技術(shù)差異序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)1定子繞組的絕緣等級、材料序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)3定子鐵芯有取向型/0.35mm厚度/涂絕緣漆/進(jìn)口或國產(chǎn)無取向型/0.5mm厚度/涂絕緣漆/國產(chǎn)有取向型/0.35mm厚度/涂絕緣漆/進(jìn)口4定子繞組端部結(jié)構(gòu)及屏蔽措施有磁屏蔽和銅屏蔽/定子繞組的端部的固定結(jié)構(gòu)是依靠絕緣支架、綁環(huán)、綁繩和拉緊裝置在切向和徑向形成一個牢固的整體，而且在軸向可以自由伸縮有磁屏蔽，整個端部線圈間用環(huán)氧樹脂繞灌成整體/在壓圈的外側(cè)設(shè)有由硅鋼片疊裝成的磁屏蔽，磁屏蔽上也有多道徑向通風(fēng)道以使冷風(fēng)通過進(jìn)行冷卻，且內(nèi)圓表面呈階梯形，形成定子端部的有效屏蔽在定子壓圈上通過軸向可滑移支撐架結(jié)構(gòu)固定18個絕緣支架，3道絕緣綁環(huán)固定在18個支架上，定子繞組端部通過綁扎固定在綁環(huán)上/定子繞組端部整體結(jié)構(gòu)能軸向自由伸縮5絕緣引水管材壽命聚四氟乙烯氟塑料/35年聚四氟乙烯氟塑料/35年聚四氟乙烯氟塑料/35年6轉(zhuǎn)子鍛件、護(hù)環(huán)的材質(zhì)轉(zhuǎn)子鍛件：NiCrMoV進(jìn)口護(hù)環(huán)的材質(zhì)：Mn18Cr18整體合金鋼轉(zhuǎn)子鍛件：26NiCrMoV145國產(chǎn)護(hù)環(huán)的材質(zhì)：Mn18Cr18整體合金鋼轉(zhuǎn)子鍛件：NiCrMoV進(jìn)口護(hù)環(huán)的材質(zhì)：Mn18Cr18整體合金鋼三大主力廠技術(shù)差異序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)3定子鐵芯有取向型/0.序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)7通風(fēng)系統(tǒng)繞心內(nèi)圓有風(fēng)區(qū)隔板減少竄風(fēng)現(xiàn)象/發(fā)電機(jī)的總體通風(fēng)系統(tǒng)為徑向多流通風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)沿軸向間隔分布19個風(fēng)區(qū)，冷熱風(fēng)區(qū)相間布置以保證軸向溫度的均勻分布。轉(zhuǎn)子繞組溫度不均勻系數(shù)為1.16定子線圈水內(nèi)冷，相間連接線和出線套管直接氫內(nèi)冷；單頭多級風(fēng)扇形成定子鐵心軸向氫冷和轉(zhuǎn)子線圈軸向-徑向氫冷。轉(zhuǎn)子繞組溫度不均勻系數(shù)為1.24繞心內(nèi)圓有風(fēng)區(qū)隔板減少竄風(fēng)現(xiàn)象/發(fā)電機(jī)的總體通風(fēng)系統(tǒng)為徑向多流通風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)沿軸向間隔分布15個風(fēng)區(qū)，冷熱風(fēng)區(qū)相間布置以保證軸向溫度的均勻分布。轉(zhuǎn)子繞組溫度不均勻系數(shù)為1.268勵磁系統(tǒng)只采用靜態(tài)勵磁，主要選用ABB或GE有靜態(tài)勵磁和無刷勵磁2種，西門子技術(shù)是采用無刷勵磁。勵磁系統(tǒng)主要選用ABB或三菱只采用靜態(tài)勵磁，主要選用ABB或GE三大主力廠技術(shù)差異序號項(xiàng)目東方電機(jī)上海電氣哈爾濱電機(jī)7通風(fēng)系統(tǒng)繞心內(nèi)圓有風(fēng)區(qū)隔2023/1/6發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)(上汽)2022/12/26發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)(上汽)2023/1/6發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻典型外觀圖軸向通風(fēng)表面通風(fēng)孔軸徑向復(fù)合通風(fēng)轉(zhuǎn)子表面通風(fēng)孔（風(fēng)斗）軸向通風(fēng)冷卻轉(zhuǎn)子外觀圖復(fù)合通風(fēng)（風(fēng)斗）2022/12/26發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻典型外觀圖軸向通風(fēng)表面2023/1/6發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)局部圖2022/12/26發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)局部圖采用整體式轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)來抑制轉(zhuǎn)子端部繞組的離心力。轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)由非磁性高強(qiáng)度鋼質(zhì)材料制成，以降低雜散損耗。每個護(hù)環(huán)懸空熱套在轉(zhuǎn)子本體上。采用一開口環(huán)對護(hù)環(huán)進(jìn)行軸向固定。護(hù)環(huán)承受轉(zhuǎn)子端部繞組產(chǎn)生的離心力。護(hù)環(huán)一端熱套在轉(zhuǎn)子本體上，另一端懸掛在轉(zhuǎn)子端部繞組上，不與轉(zhuǎn)軸接觸。這種懸掛式護(hù)環(huán)的結(jié)構(gòu)，與轉(zhuǎn)軸的撓曲無相互影響。中心環(huán)熱套在護(hù)環(huán)自由端內(nèi)圓，圓周方向支撐了護(hù)環(huán)，提高了護(hù)環(huán)的剛度，同時在軸向支撐轉(zhuǎn)子端部線圈。環(huán)鍵防止護(hù)環(huán)的軸向位移。護(hù)環(huán)熱套面在阻尼系統(tǒng)中起到短路環(huán)作用。為了降低接觸電阻，熱套面經(jīng)鍍銀處理2023/1/6采用整體式轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)來抑制轉(zhuǎn)子端部繞組的離心力。轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)由非磁2023/1/6660MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)2022/12/26660MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)2023/1/6轉(zhuǎn)子槽楔和阻尼結(jié)構(gòu)

2022/12/26轉(zhuǎn)子槽楔和阻尼結(jié)構(gòu)2023/1/6

定子線圈發(fā)電機(jī)定子線圈由一定比例的不銹鋼空心股線和銅實(shí)心股線混編而成。2022/12/26定子線圈2023/1/6

定子繞組水電連接結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：不銹鋼空心股線與水盒為焊接結(jié)構(gòu)，采用專用設(shè)備和工藝進(jìn)行焊接。上下層線圈的電氣連接為機(jī)械結(jié)構(gòu)。2022/12/26定子繞組水電連接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：不銹鋼空心2023/1/62022/12/26定子端部線圈固定采用西門子公司成熟的剛-柔固定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在徑向、切向的剛度很大，而在軸向能自由伸縮，有效的減緩繞組絕緣中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。端部固定特點(diǎn)如下：1）定子線圈端部固定采用大錐環(huán)、弧形壓板結(jié)構(gòu)，整個端部線圈間澆墊成整體；2）定子端部線圈漸伸線采用變節(jié)距設(shè)計(jì)，增大線圈隔相距離；3）徑向采用具有自鎖彈性自調(diào)整支緊結(jié)構(gòu)，軸向用定位件支撐加以軸向定位，整個定子線圈端部在運(yùn)行時能伸縮。4）定子線圈端部外包保護(hù)層，便于今后維修。2023/1/6定子端部線圈固定特點(diǎn)定子端部線圈固定采用西門子公司成熟的剛-柔固定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在定子繞組端部固定的強(qiáng)度問題，在突然短路的強(qiáng)大過渡電磁力下和在正常運(yùn)行時較小的交變電磁振動下都顯得更為突出。端部的固定在徑向、切向既要具有承受突然短路時電磁力的足夠強(qiáng)度，也要防止倍頻振動引起共振造成的絕緣磨損。另外，考慮到鐵芯和線棒熱膨脹系數(shù)不一樣，所以在軸向要有伸縮的彈性固定結(jié)構(gòu)。大容量發(fā)電機(jī)繞組端部熱脹冷縮之差可達(dá)0.5-1.5mm，如果端頭固定死，就會產(chǎn)生4.00-12.00MPa的壓應(yīng)力。近年來，在大容量發(fā)電機(jī)端部繞組固定措施中，主要傾向是盡可能將墊料及緊固件均由高強(qiáng)度絕緣材料壓制而成，以避免使用金屬材料。早期的發(fā)電機(jī)端部采用剛性結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已發(fā)展到用剛?cè)嵯嘟Y(jié)合的結(jié)構(gòu)。2023/1/6定子繞組端部固定的強(qiáng)度問題，在突然短路的強(qiáng)大過渡電磁力下和在2023/1/6整流環(huán)部件組合示意圖1-整流環(huán)；2-熔斷器；3-二極管；4-聯(lián)軸節(jié)；5-Multicontact連接器交流主勵磁機(jī)采用150Hz。主勵磁機(jī)是一臺小型三相隱極式同步發(fā)電機(jī)。三相主勵磁機(jī)系一個6極旋轉(zhuǎn)電樞裝置，見圖。磁場繞組位于疊片磁鐵極上。在極靴上裝有母線，其端部連接后形成阻尼繞組。兩個極之間裝有一個正交軸，用以測量勵磁機(jī)的感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子由多層迭片組成。迭片通過貫穿螺栓在壓縮環(huán)上壓制而成。把三相繞組插入迭片轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，把繞組導(dǎo)體在鐵芯長度的范圍內(nèi)進(jìn)行交叉，然后用玻璃纖維帶把轉(zhuǎn)子繞組的端匝予以固定，在面對整流輪的一側(cè)進(jìn)行連接2022/12/26整流環(huán)部件組合示意圖交流主勵磁機(jī)采用152023/1/6定子水箱檢漏裝置密封油貯油箱排油煙機(jī)定子水裝置密封油裝置氫氣干燥器絕緣過熱裝置氫氣控制裝置H2匯流排CO2蒸發(fā)器CO2匯流排氫