上海百万千瓦级核电四极发电机介绍
介绍内容
1. 百万千瓦级核电发电机技术来源
2. 百万千瓦级核电型发电机技术特点
3. 百万千瓦级核电型发电机制造设备
4. 合同执行交流
2008年，上海汽轮发电机有限公司（STGC）更名为上海发电机厂，和上海汽轮机厂等一起隶属于上海电气电站设备有限
公司(SEPG)。
技术引进联合设计
百万级核电发电机技术引进与创新
●引进西门子西屋4-128×275型百万级核电发电机技术，参考机型
已有多年成熟的运行经验；
●2003年与西门子联合进行了百万千瓦级核电发电机概念设计；
●结合上发已有技术，对百万千瓦级发电机进行优化设计，西门子
进行设计审查；于2009年5月通过了国内专家的审查。
●首台1100 MW级发电机于2011年10月19日交货。
●第二台1100 MW级发电机于2012年06月19日交货。
百万级核电发电机参考电站
Doel电厂现已成功安装并运行多年至今
地址：比利时Doel
机座型号：4-128×275
额定容量：1330 MVA 功率因数：0.85 出线端电压：24 kV励磁方式：无刷
频率：50Hz 投运时间：1985
冷却方式：定子线圈直接水冷，铁心和转子直接氢冷
4－128×275型发电机电厂运行图
QFSN-1100-4型发电机工厂总装图
发电机主要技术参数
型号QFSN-1100-4额定功率1100 MW
最大出力1222MW定子电压24 kV
额定转速1500 转/分额定电流29402 A
功率因数0.9（滞后）额定氢压0.52 MPa
励磁方式无刷励磁额定频率50 Hz 进水温度38℃相数 3 励磁电流8199 A接法YY
励磁电压482 V效率98.89%
冷却方式定子线圈：水内冷定子铁心和转子线圈：氢内冷
?汽端安装多级轴流式风扇，风扇紧靠冷却器
－可以消除风扇损耗引起的温升对电气结构件的影响
?冷风由汽端进入定子铁心的背部风道到励磁机端，从励端沿着铁心轴向通风孔流到汽端，最后回到风扇
?在定子铁心端部有径向通风道，加强端部冷却
?转子线圈：
－冷风由转子本体两侧的护环下方进入端部线圈的通风孔。
－转子两端进风，一路端部冷风冷却端部线圈，从转子极表面上的通风孔出风，进入转子本体的气隙。
－另一路冷风流经转子槽内空心导线，通过导线的径向通风孔进入气隙。
风路1
风路2风路3汽端冷氢
机座背部风道励端端部铁心通风孔汽端汽端冷氢
机座背部风道励端端部转子线圈气隙
汽端冷氢风扇座下转子线圈
气隙多级风扇汽端
多级风
扇
冷却系统
定子机座和铁心
?内外机座结构, 内外机座之间采用隔振结构, 减小机座振动。
?氢冷却器由四组冷却器构成, 允许其中一组退出而减负荷运行。
定子机座和铁心
定子机座和铁心
铁心端部结构
●定位筋、穿心螺杆、内外压圈
、内倾式齿压板、分块压板等;
●穿心螺杆上装有液压螺母，运
行后可再收紧;
●小槽交叉布置，提高边端铁心
刚度
定子机座和铁心
定子机座和铁心
第三部分电气系统
3.1 发电机及其辅助系统 §3.1.1 发电机 核电秦山二期工程两台汽轮发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的QFSN-650-2型汽轮发电机。 发电机额定容量为722.222MVA，端电压为20kV。本型发电机为三相交流隐极式同步发电机。发电机由定子、转子、端盖及轴承、油密封装置、冷却器及其外罩、出线盒、引出线及磁套端子、内部监测系统等部件组成（见图1和图2）。发电机采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式。发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。配有同轴无刷励磁机组和自动励磁控制系统及发电机氢、油、水控制系统。 一、定子 定子由机座、铁心、隔振结构、绕组和进出水汇流管等部件组成。 定子机座为整体式，由优质钢板装焊制成（图3）。机座外皮在圆周方向采用整张钢板经辊压成圆桶状后套装在机座骨架上。机座端板、轴向隔板及轴向通风管构成了定子的径向多路通风的11个风区。定子冷却水汇流管的进出水法兰均设在机座的侧面顶部。 定子铁心由高导磁、低损耗的无取向冷轧硅钢板冲制并经绝缘处理的扇形片叠装而成。定子铁心沿轴向分成96段，铁心段间设置6mm宽的径向通风道，分成与机座相对应的11个风区，冷热风区相间隔。定子铁心与定子机座之间采用了弹性支撑的隔振结构（图4）。 定子线棒由空心导线和实心导线按1：2组合构成，在线棒两端设置的水盒接头构成了线棒鼻端的水电连接结构，线棒的空、实心导线均经中频感应钎焊在水盒中。定子绕组槽内固定采用在槽底和上、下层线棒间填加外包聚脂薄膜的热固性适行材料，并采用涨管压紧工艺，使线棒在槽内良好就位；端部固定采用刚――柔绑扎固定结构（图5）：沿径向和切向固定牢固、沿轴向可伸缩。定子绕组引线由铜管弯制而成，排成4排。与定子线棒的连接方式采用多股导线把合在线棒端头的水盒盖上，并经中频感应加热钎焊成一体。定子绕组进出水汇流管分别装在机座内的励端和汽端。由励端顶部侧面的进水汇流管经绝缘饮水管构成的定子绕组、定子绕组引线、引出线和磁套端子、中性点母线供水的水路。定子绕组引线、引出线、磁套端子、中性点母线的出水汇集在出线盒内的小汇流管内，小汇流管经机外底部的连通管与汽端顶部侧面的出水汇流管连接。 二、转子 转子由转轴、绕组及其端部绝缘固定件、阻尼系统、护环、中心环、风扇、联轴器等构成(图6)。转轴用高强度高导磁的铬镍钼钒整体合金锻钢制成，本体设有32个嵌线槽。转子线圈采用高强度精拉含银铜排制造、转子每极下共有8个线圈。转子线圈槽内主绝缘采用高强度F级绝缘模压槽衬，槽内固定由槽楔、楔下垫条和槽底垫条构成；端部由高强度F级环氧玻璃布板制成的横、顺轴垫块相互隔开，通过实配垫块厚度使其相互紧固，在最外线圈端部外侧设有绝缘环和中心环使线圈两端轴向定位，线圈端部径向由套装的护环和护环下绝缘套筒定位；线圈匝间绝缘采用F级三聚氰胺玻璃布板垫条。J 型引线的一端于1号线圈端部底匝铜排连接，另一端通过转轴轴柄上的引线槽引至导电螺钉，通过其与转轴中心孔内一直延伸至转子励端联轴器端面的轴向导电杆连接在一起，从而与励磁机导电杆相接，构成发电机的转子励磁电路。转子采用气隙取气径向斜流式通风系统（图7）汽轮机和励磁机由用铬镍钼钒整体合金锻钢制成的转子联轴器连接。
汽轮发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组 成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及 转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引 出，接在回路中，便产生了电流。 汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转／分（频率为50赫）或3600转／分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转／分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好
的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞电磁感应定律 励磁机就是一个小功率的直流发电机,一般都为几十伏,励磁电压一般不变,即使变动也很小,而励磁电流的大小由磁场变阻器或自动励磁调节器调节,它的作用是将发出来的直流电供发电机转子磁极饶组励磁电流以产生磁场.励磁电流在发电机空载时改变其大小可以改变发电机的端电压,在发电机并网带负荷时改变其大小可以改变发电机 的无功功率. 电磁感应定律： 只要穿过回路的磁通量发生变化电路中将产生感应电动势。感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化成正比。导体回路中感应电动势e 的大小，与穿过回路的磁通量的变化率成正比， 若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，Δ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为发生变化所用时间，单位为s. ε为产生的感应电动势，单位为V. 1.[感应电动势的大小计算公式]
核电半速汽轮发电机组轴系找中与连接技术改进应用 某压水堆核电厂使用阿尔斯通阿尔贝拉型百万千瓦级半转速（1500转/分）核电汽轮机组，其轴总长66692mm。半速汽轮发电机组转子重量和尺寸大、挠度大，有其相应的技术特性。且转子在加工过程中仍然不可避免出现加工偏差，会造成转子加工表面与回转轴之间并不完全同心，这些偏差会对轴系连接产生影响，通过分析偏差对轴系的找中心和连接影响因素，结合测量数据分析，减少加工偏差对轴系中心的影响，提高轴系找中心的精度、确保设备运行可靠。 标签：核电厂;半速;汽轮发电机组;轴系找中心;连接;改进 1.引言 某压水堆核电厂使用东方汽轮机有限公司制造的HN1110-6.43/280/269-H型汽轮机和TA 1100-78型发电机，该汽轮发电机组为饱和蒸汽、单轴、4缸、6排汽、中间再热、冲动凝汽式半速汽轮机，由1个高中压合缸和3个双流低压缸组成。1110 MW汽轮机的原型机为法国N4核电厂使用的1550 MW ARABELLE汽轮机[1];TA 1100型发电机由东方电机厂引进型。ALSTOM技术路线的汽轮发电机组轴系结构见图1。 汽轮机和发电机转子是通过联轴器进行连接成为一个整体成为一个轴系，同轴度的要求偏差不能超过0.0075mm，并承受巨大的转动力矩。转子通过支撑轴承分别在汽缸和定子上进行高速旋转，要求轴振优良值在0.06mm以内。而转子轴颈加工精度一般为0.013mm，偏差的存在会影响轴系找中心和连接的精度。 2.转子加工偏差对轴系找中心和连接影响分析 轴系找中心是找两个轴之间的同轴度，轴系连接是通过调整两个联轴器之间的同心来保证同轴度。若两联轴器原始跳动度无制造偏差，即联轴器连接后两联轴器型心与轴心重合（图2），连接后即保证同心又可以保证同轴（图3）。但在现有的加工精度下，由于制造偏差等因素影响，轴系的轴线与联轴器型心可能不一致。如果轴系按形心找，如果不考虑矢量，即不考虑联轴器偏向哪一个方向，连接后联轴器表面是同心，但会存在不同轴的现象（见图5、6），两轴之间的同轴度偏差为OB和OB’的距离，在这种情况下对轴系振动影响为OB和OB’的距离数值的两倍（见图6）。 3.偏差对轴系找中心和连接的解决 为了解决加工带来的轴系连接过程中存在同心不同轴的问题，可以通过在安装过程中对轴系联轴器形心数据的控制来保证轴系轴心重合。形心的数据有方向和大小，即具有矢量特性，那么引入验收数据矢量，就可以解决轴系连接过程中数据的判定和最终轴系连接的质量问题。在轴系同轴的情况下，其联轴器的跳动度的矢量在理论上不发生任何变化，即大小和方向不发生变化，即对应各位置的
核电厂汽轮发电机组调试技术导则 编制说明 （征求意见稿） 2012年4月8日
一.任务来源及计划要求 任务来源： 本标准是根据国家能源局印发的《国家能源局关于核电标准制修定计划的通知》（国能科技【2011】48号）的任务安排对《核电厂汽轮发电机组调试导则》进行编制的。能源局常规岛标准体系表总编号117，计划号“能源2011H077”。 计划要求： 本标准各阶段草案的完成时间安排为：2011年 12 月，完成编制组讨论稿， 2012 年 03 月完成征求意见稿， 2012 年 05 月完成送审稿， 2012 年 08 月完成报批稿。 二.编制过程 主要起草人及工作分工： 由中广核工程公司调试中心组成标准编制小组，小组成员有秦世刚、李响、霍雷、牛月套、刘勇等，其中秦世刚为编制组组长。 编制原则： 本标准的编制按照GB/T1.1-2009 “标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写”进行编制；本标准作为压水堆核电厂常规岛及BOP标准体系中调试类的标准，主要规定常规岛汽轮发电机组调试过程中应进行的试验项目以及各试验的主要内容，本标准适用于指导我国新建压水堆核电厂常规岛汽轮发电机组调试。 编制组内部讨论情况： 本标准于2011 年11月25日进行了标准组内部讨论，讨论了5个问题，最后达成一致意见，并形成《编制组讨论稿》。 2012年2月在溧阳召开了行业标准初稿评审会，通过了专家的评审。会后编制组依据专家提出的评审意见对该初稿进行了修改，并于2012年3月《编制组讨论稿》上报公司总师办标准信息处审查，根据审查意见形成《征求意见稿》。 三.调研和分析工作的情况 标准编制过程中，编写组调研了岭澳一期核电站、岭澳二期核电站、宁德核电站、红沿河核电站、阳江核电站，另外还参考了秦山二期、三期核电站的相关调试过程。编制组认真研究了上述核电厂常规岛汽轮发电机组的设计、调试文件等，总结得出了调试过程需要进行的试验项目。 四.主要技术内容的说明 本标准主要规定本标准规定了新建核电厂汽轮发电机组及常规岛相关系统单体调试、分系统调试及整套启动调试过程中的主要试验内容和试验要求。 本标准适用于新建核电厂汽轮发电机组相关的常规岛系统调试试验。。五.验证试验的情况和结果 编制组成功组织实施了岭澳二期核电站2台机组常规岛汽轮发电机组调试工作，获得了大量的第一手资料。 六.采用国和国外先进标准情况
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
第35卷 第2期热力透平Vol135No12 2006年6月T HE R M A L T UR BI NE June2006 核电汽轮机的现状 陈 婴 (上海汽轮机有限公司,上海200240) 摘 要: 介绍了压水堆核电汽轮机的主要特点和我国现有核电机组的基本概况,通过论述表明,为实现中国核电发展的宏图,需要大量采用半速、高性能、低热耗的具有世界先进水平的百万千瓦级核电汽轮机。 关键词: 核电汽轮机;主要技术特点;核电站概况;百万千瓦级发展 中图分类号:T K26 文献标识码:B 文章编号:1672-5549(2006)02-104-04 The Current Status of Nuclear Turbine CH EN Yi ng (Shanghai Turbine Company Ltd.,Shanghai200240,China) Abstract: This paper presents the main features of pressured2water reactor nuclear turbine and briefly describes nuclear units,which shows that a great number of1000MW nuclear turbines with semi2speed,high performance,low heat rate and world’s advanced technology will be demanded to realize the target of the nuclear development in China. K ey w ords: nuclear turbine;main technical features;general situation of nuclear power plant;development of 1000MW class turbine 0 前言 核电汽轮机的参数、容量及形式取决于一回路反应堆,目前我国大功率核电机组的反应堆多采用压水堆型式。随着压水堆技术的发展,在可靠性进一步提高的基础上,核电机组的单机容量也趋于大型化。为适应我国电力工业在资源利用、环境保护方面的要求,将规划建立一大批百万千瓦级的压水堆核电机组。本文就压水堆核电汽轮机的技术特点及百万千瓦级核电汽轮机的开发作一简要的论述。 1 压水堆核电汽轮机的主要技术特点 1.1 适应高压缸处于湿蒸汽条件下工作 核电站汽轮机整个高压缸均处于高压湿蒸汽中工作,低压缸又较早地进入湿蒸汽区,并有较大的排汽湿度。其经济性和安全可靠性在很大程度上取决于湿蒸汽通流部分的去湿和防蚀。蒸汽中的水在持环和隔板中借级间压差经去湿槽抽去。由于积水会造成严重的水冲击损坏事故,甩负荷时大量水分蒸发会加大汽轮机超速的危险性,因此除了汽轮机的结构设计和运行都应保证正常疏水外,低压缸也较火电汽轮机低压缸更注意去湿或在较多级动叶片上采取镶焊硬质合金片等防水蚀措施。 湿蒸汽使核电站汽轮机中的零部件受到不同方式的侵蚀腐蚀,包括湿蒸汽流经表面的水刷和结合面间的隙蚀。此外,在低压缸过渡区的高应力区还会发生应力腐蚀。 侵蚀最早发现于核电站汽轮机高压缸的中分面、隔板中分面和连通管道中,这种现象不同于单纯的水滴侵蚀。抵抗侵蚀腐蚀可选用13%铬钢或Cr18Ni9Ti钢;在某些情况下,选用2.5%铬的合金钢封条。此外,降低流速和增加给水碱度均可抗蚀或降低侵蚀腐蚀速度。 1.2 采用高性能的大口径进汽阀 由于进口的蒸汽参数低,其进口容积流量与 收稿日期:2006-01-20 作者简介:陈婴(1965-),女,高级工程师,1986年毕业于上海工业大学机械系,同年进入上海汽轮机有限公司设计研究所,曾从事300MW 核电机组以及50MW以下各类汽轮机的开发设计工作,现为总师办主任助理。
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 核电汽轮发电机氢油水系统的加工制造工艺简易版
核电汽轮发电机氢油水系统的加工 制造工艺简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 科学技术的日益发展，使得我国各个行业 与领域中，各种先进理念、设备以及技术等不 断被发现和运用，进而为我国社会的现代化发 展提供了有力的条件。笔者从分析氢油水系统 在我国的发展现状入手，针对其加工制造工艺 问题进行研究分析，提出了加工制造工艺的有 效控制措施 我国生产水平以及社会生产力的进一步提 升，使得国家不得不加大对核电汽轮发电机的 氢油水系统加工制造工艺的研究力度，也获得 了较为满意的成绩。我国也成为了全球上少数
几个能够全面把握氢油水系统的加工制造工艺的国家之一。然而随着国家对氢油水系统的加工制造工艺的不断研究，以及对加工工艺技术的娴熟掌握，使得我国核电行业得到了较快的发展。 核电汽轮发电机氢油水系统在我国的发展现状 我国第一台利用AP1000技术进行生产的核电辅机，是由我国电机厂企业成功生产出了三门核电1250mVV半速的核电汽轮发电机油水系统，这意味着全球第3代核电辅机国产化生产成功。氢油水系统辅机利用的是AP1000技术，这也是现阶段全球范围内最为先进的第3代核电制造加工技术。此外，哈电机在结合自身制造特征的基础上，对生产设计图纸进行了科学