哈电核电1250MW级汽轮发电机技术特点

在核电站的发展过程中，曾出现过多种不同堆型，其差异主要体现在从核裂变能到蒸汽热能的转换方式及具体实现技术上。

长期的实践证明，压水堆核电站是一种安全经济且环保的核电站，因此目前世界上大多数国家的核电站建设都是以发展压水堆型为主[AP1000——Advanced Passive 1000——先进非能动1000MW级核电技术，其本质也属压水堆(Pressurized Water Reactor)核电站]。

有鉴于此，我国在20世纪80年代初，便由国务院批准确定，发展压水堆核电技术路线。

我国20多年的实践和国际最新核电技术发展趋势，都证明我国发展压水堆核电技术的路线是正确的。

核电站汽轮机的工作原理与常规电站汽轮机完全相同，但由于压水堆核电站汽轮机利用湿蒸汽作工质，与常规电站汽轮机相比，其参数、结构、设计及运行特性将有所不同。

压水堆核电站汽轮机特点一：采用低参数饱和蒸汽从事热能动力专业图1 压水堆核电厂一、二、三回路参数相互制约关系的工作者都知道，提高蒸汽初参数是提高蒸汽动力装置热经济性的主要途径之一，那压水堆核电厂二回路为何要采用低参数饱和蒸汽呢？1．压水堆核电厂采用蒸汽发生器将一回路冷却剂的热能传给二回路工质，故二回路新蒸汽参数取决于一回路冷却剂温度。

为了保证反应堆的安全稳定运行，不允许一回路冷却剂沸腾(且保持有20~25℃的沸腾裕度)，因此要提高一回路冷却剂温度就必须提高一回路压力，而一回路压力应按照反应堆压力容器的计算极限压力选取(通常≯16MPa，对应饱和温度约347℃)。

这样，一回路的出水温度仅有320~330℃。

图1表示了压水堆核电厂一、二、三回路参数相互制约关系。

由图可知，一回路水在蒸汽发生器中放热时有温降，且其出水温度还必须与二回路蒸汽温度有一定传热端差。

因此，图2 朗肯循环二回路工质温度通常只有280℃左右。

另外，即使一回路压力可以允许取得更高，核燃料芯块的锆合金Zr-4包壳与水的相容温度也不允许超过350℃，否则高温氧化将变得非常严重；况且，水的临界温度为374.15℃，因而一回路冷却剂温度提高有限。

核电汽轮机结构设计及运行特点分析发布时间：2022-05-04T10:00:40.360Z 来源：《当代电力文化》2022年1期作者：丁浩[导读] 将核电厂技术特点作为研究的起点，分析压水堆核电站及相应的热力循环系统，丁浩福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要：将核电厂技术特点作为研究的起点，分析压水堆核电站及相应的热力循环系统，通过对核电汽轮机技术特点进行探讨，分析在设计和结构上的应用特点，为理论及实践应用提供有力的支持。

核电厂的工作就是将核燃料轴在反应堆的裂变链式反应中产生的热量转变为电能，是我国目前重要的发电厂。

核燃料发生裂变反应主要通过热能的方式表现出来，通过一次、二次冷却剂的栽带和转变，通过蒸汽驱动汽轮发电机发电。

核电厂根据反应堆的不同可分为轻水堆核电厂、重水堆核电厂、石墨气冷堆发电常等。

轻水堆发电厂还可分为压水堆和沸水堆；石墨气冷堆可分为天然铀气冷堆及高温冷堆。

关键词：核电汽轮机；结构设计；运行特点在压水堆核电厂的运行过程中，向环境排放的放射性物质相比火电厂中粉煤灰排放的放射性物质含量较低，不会产生二氧化硫等有害气体。

相比气冷堆、重水堆、沸水堆等对比，压水堆的特点为功率密度高、结构紧凑、安全、操作简便、技术成熟、造价成分低等，因此成为了目前世界范围中核电厂最常用的类型。

我国的大亚湾、秦山等核电厂都采用的是压水堆类型发电，根据研究，在快中子增殖堆等发展成熟前，压水堆在我国核电厂的应用中有极大的优势。

一、关于压水堆核电厂压水堆核电厂就是通过压水反应堆通过核裂变能转变为热能，然后再形成蒸汽从而发电的核电厂。

压水堆的堆芯放置在压力容器中，水不仅是慢化剂，还是核心内燃料元件的一次冷却剂，能够将堆芯的热量带入蒸汽发生器的一次侧，传递到二次侧的水，在温度降低后再次进入堆芯，从而形成循环。

蒸汽发生器的二次侧中的水吸收热量，形成了具有一定压力的饱和蒸汽或微过热蒸汽，进入到汽轮机中做功。

做功完成后的蒸汽会进入到凝汽器中凝结成水，水泵再传输到蒸汽发生器二次侧，以此完成二回路系统[1]。

哈电600MW等级汽轮发电机技术特点摘要:哈尔滨电机厂有限责任公司,20世纪80年代,引进美国西屋电气公司600MW汽轮发电机设计与制造技术,在国内率先消化、吸收,同时开展了大量的国产化和科研工作,并按国家要求与西屋电气公司对引进型产品进行联合优化设计,提高了发电机效率、最大出力和励磁顶值电压倍数,满足了电力部门对励磁及各种参数的要求。

在此基础上,哈电对600MW汽轮发电机不断优化和改进,且将其发展成多容量和功率因数规格、系列化的第三代成熟产品。

关键词:汽轮发电机;功率因数;额定功率;刚—柔固定结构;转子阻尼系统1 引言哈尔滨电机厂有限责任公司(简称:哈电机,英文缩写:HEC)在20世纪80年代初期引进美国西屋电气公司600MW汽轮发电机设计与制造,在完成本地化生产(装机于安徽平圩电厂)的同时,1987年又按照国家要求与西屋电气公司对引进型产品进行联合优化设计。

先后研制出国产首台优化型600MW发电机(哈三电厂3号机),国产首台额定650MW,最大连续出力700MW的核电站汽轮电发电机(核电秦山二期),国产首台600MW超临界机组的发电机(沁北电厂1号机)。

HEC还先后在2台600MW等级发电机(哈三3号机、秦山二期1号机)上进行过型式试验和较全面的科研试验,充分掌握了600MW等级发电机的各种性能参数,为机组的安全运行提供了保障,同时为600MW等级发电机的优化和改进提供了有力依据。

现在,HEC的600MW等级汽轮发电机通过不断优化和改进,已发展为多容量和功率因数规格、系列化的第三代成熟产品。

以下对HEC的600MW等级汽轮发电机的技术特点予以简要介绍。

2 发电机技术特点2.1 发电机规格HEC的600MW级发电机的额定功率有600MW、660MW、670MW和680MW四种,额定功率因数有0.85和0.9两种,励磁方式有无刷和静止两种,规格较齐全,发电机不仅出力大,而且效率高,如:额定功率因数0.9并采用静止励磁的600MW发电机效率可达到99%。

哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司
哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（以下简称公司）是以设计制造大型火电汽轮机、核电汽轮机、工业汽轮机、船用主动力成套装置和燃气轮机为主的国有大型发电设备制造骨干企业。

年综合生产能力超过30000MW，并形成了以1000MW超（超）临界、空冷、核电等系列机组为代表，包括50MW、100MW、200MW、300MW、600MW等级的各种型号电站汽轮机及10MW以下等级工业汽轮机、轴流风机及9FA 级重型燃气轮机和30MW级燃气轮机的批量制造能力。

目前热电联供机组已有双抽25MW、50MW、单抽100MW、200MW机组。

形成热电联供抽汽机组25、50、100、200、300MW 单抽，双抽机组系列化。

进一步开发300MW、600MW机组，形成25—600MW热电联供机组系列化。

相关汽机类型如下：
一、600MW等级超临界汽轮机
二、350MW等级超临界双抽汽轮机
最新产品
●1000MW超超临界空冷汽轮机
●350MW等级凝汽、抽汽、背压（NCB）汽轮机●第三代核电（CAP1400）1500MW 核电汽轮机●1200MW超超临界汽轮机。

中国电力教育2010年管理论丛与技术研究专刊662核电站与火电厂汽轮机参数及热力系统的比较分析王晗丁* 周 涛（华北电力大学核热工安全与标准化研究所，北京 102206）摘 要:通过对核电站与火电厂各自的再热郎肯循环，汽轮机的主蒸汽的压力、温度、湿度、流量等参数的比较，分析了在汽轮机设计及结构上，如气缸设置、级效率、末级叶片长度和通流部分冲蚀等的不同点。

并分析比较了核电站与火电厂各自的热力系统，且归纳出不同点，提出了在借鉴常规火电热力系统计算时存在的难点，结合火电厂热经济性指标给出核电站发电能力评价指标。

为提高核电汽轮机运行效率及核电厂发电效率提供借鉴。

关键词：核电站；火电厂；汽轮机；热力系统；发电效率基金项目：本文系国家“973”计划项目 (项目编号：2007CB209800)，横向研究课题的研究成果。

*作者简介：王晗丁，男，华北电力大学核热工安全与标准化研究所硕士研究生。

从能量转化角度看，核电站与火电厂都是将热能转换成电能,但核电站是利用反应堆所产生的核裂变能产生热能，这点与火电厂的锅炉不同。

核电站一回路维持约16MPa 的压力,反应堆出口冷却剂温度通常不超过330℃，在这样的冷却剂温度下,在蒸汽发生器中产生压力约6MPa 的饱和蒸汽。

而火电厂中的锅炉则是在过热器中加热主蒸汽的，蒸汽都处于过热状态，温度达540℃,其压力更是高于核电饱和蒸汽压力，从而使得核电站二回中的汽轮机主蒸汽参数较火电厂要低很多。

虽然核电站的汽轮机、凝汽器、加热器等设备与火电厂基本相同，但由于主蒸汽参数等的差异，其汽轮机参数、热力系统及运行方式与火电厂都存在较大差异。

一、热力循环比较大型火电站都采用蒸汽中间再热系统,其主要目的在于提高中、低压缸前蒸汽参数,从而提高大容量机组的热经济性；而对于压水堆核电站而言,采用再热的主要目的是提高蒸汽在汽轮机中膨胀终点的干度。

汽水分离再热器的主要作用是除去高压缸排汽中的水分,并加热高压缸排汽,提高低压缸进汽的温度,使其具有一定的过热度，若不采取任何措施,当蒸汽膨胀至0.0049MPa 时,其湿度将接近30%。

核电厂汽轮机的特点分析摘要：核电汽轮机的参数低，流量及湿度均较大，具备节流调节的特点，其容量匹配主要以机随堆模式为主，通流裕量较小，于火电机组不同。

半速机和全速机比较，前者圆周速度小，所以应力较小，对于水腐蚀方面有较好的性能，但是半速机的制造的成本较全速机高。

所以，选型时主要结合地区实际情况、经济、技术指标，以及机组实际容量等来进行确定，就我国目前核电发展情况来看，对1000MW及以上等级的核电汽轮机机组主要以半速机为主，优势显著。

关键词：核电厂；汽轮机；特点分析1 核电厂汽轮机概述汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。

它的主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。

在采用化石燃料（煤、石油和天然气）和核燃料的发电厂中，基本上都采用汽轮机作原动机。

有时，汽轮机还直接用来驱动泵，以提高电厂的经济性或安全性。

来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。

由于汽轮机排气口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排气口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。

做完功的蒸汽称为乏汽，从排气口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水。

此凝结水由凝结水泵抽出送往蒸汽发生器构成封闭的热力循环。

为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保持较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。

由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。

若任空气在凝汽器内积累，必使凝汽器内压力升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功；同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化。

这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。

2 核电站汽轮机特点核电站汽轮机通常采用饱和水蒸汽（或微过热蒸汽）作为工质，并由高压汽缸、低压汽缸、汽水分离再热器、回热加热器和凝汽器等辅助设备组成。

其工作原理与普通电厂汽轮机相同，结构也大体上相近，唯有新蒸汽初参数较低而已（一般新蒸汽初压在5-7MPa范围内，过热度仅20~30℃左右）。

哈电600MW等级汽轮发电机技术特点(一)摘要：哈尔滨电机厂有限责任公司，20世纪80年代，引进美国西屋电气公司600MW汽轮发电机设计与制造技术，在国内率先消化、吸收，同时开展了大量的国产化和科研工作，并按国家要求与西屋电气公司对引进型产品进行联合优化设计，提高了发电机效率、最大出力和励磁顶值电压倍数，满足了电力部门对励磁及各种参数的要求。

在此基础上，哈电对600MW汽轮发电机不断优化和改进，且将其发展成多容量和功率因数规格、系列化的第三代成熟产品。

关键词：汽轮发电机；功率因数；额定功率；刚—柔固定结构；转子阻尼系统1引言哈尔滨电机厂有限责任公司（简称：哈电机，英文缩写：HEC）在20世纪80年代初期引进美国西屋电气公司600MW汽轮发电机设计与制造，在完成本地化生产（装机于安徽平圩电厂）的同时，1987年又按照国家要求与西屋电气公司对引进型产品进行联合优化设计。

先后研制出国产首台优化型600MW发电机（哈三电厂3号机），国产首台额定650MW，最大连续出力700MW的核电站汽轮电发电机（核电秦山二期），国产首台600MW超临界机组的发电机（沁北电厂1号机）。

HEC还先后在2台600MW等级发电机（哈三3号机、秦山二期1号机）上进行过型式试验和较全面的科研试验，充分掌握了600MW等级发电机的各种性能参数，为机组的安全运行提供了保障，同时为600MW等级发电机的优化和改进提供了有力依据。

现在，HEC的600MW等级汽轮发电机通过不断优化和改进，已发展为多容量和功率因数规格、系列化的第三代成熟产品。

以下对HEC的600MW等级汽轮发电机的技术特点予以简要介绍。

2发电机技术特点2.1发电机规格HEC的600MW级发电机的额定功率有600MW、660MW、670MW和680MW四种，额定功率因数有0.85和0.9两种，励磁方式有无刷和静止两种，规格较齐全，发电机不仅出力大，而且效率高，如：额定功率因数0.9并采用静止励磁的600MW发电机效率可达到99%。

浅谈“核电汽轮机”（一）核电汽轮机结构特点由于产生蒸汽的方式不同，核电站汽轮机与常规火电站汽轮机在热力参数上存在差异。

贺电汽轮机由于使用了饱和蒸汽，因此其参数相对于火电汽轮机来说有所降低，有效焓降较小，蒸汽流量较大，低压缸出口的蒸汽湿度较大，从而使汽轮机在设计和结构上与火电汽轮机存在差异：(1)采用饱和蒸汽新蒸汽参数低在典型压水堆核电站中，汽轮机主汽门前的蒸汽压力约为6MPa，这主要取决于一回路冷却剂参数，后者则主要受反应堆壳体制造技术和材料的限制。

由于核电汽轮机采用了饱和蒸汽，且新蒸汽的参数较低，使核电汽轮机有以下特点1）.核电汽轮机的级数少而不设中压缸；2）.低压缸功率占全部功率的比例增大，约为50％～6o％，因此低压缸的经济性对整个汽轮机有重要影响；3）.汽轮机的排汽损失，分离再热器和进、排汽管道的压力损失对核电汽轮机的经济性影响增大。

(2)可用焓降低、蒸汽流量大蒸汽在汽轮机中的膨胀过程使高压缸中蒸汽从起始参数膨胀到1.2MPa，而湿度则从在蒸汽发生器中产出的起始值约0.5％增到约12％。

按照汽轮机通流部分侵蚀损耗的条件，不允许继续利用有这样湿度的蒸汽。

因此，蒸汽在进入低压缸之前需通过蒸汽分离再热器进行汽水分离和再热。

与火电汽轮机相比较，核电汽轮机的蒸汽压力低，而且是饱和蒸汽。

由于核电汽轮机的可用焓降小、级效率又较低、蒸汽压力低、比容大，因此汽轮机进汽的容积流量就要比相同功率的火电汽轮机增大60％-90％。

核电汽轮机在结构上有以下特点：1）核电汽轮机的进汽管道和阀门的尺寸及重量增大；2）当功率增大到500~800MW时高压缸要做成双流道的；3）高压缸叶片较高，扭叶片数量增多，增加了设备的投资额；4）由于叶片高度增加，增加了调节级设计的困难，低负荷时叶片的弯曲应力增大，应尽量避免采用喷嘴调节；5）汽轮机出口蒸汽流量大，不仅使末级叶片增高而加大汽轮机径向尺寸，还要采用多排汽口结构，使汽轮机结构复杂，重量、尺寸增大；6）凝汽器也因排汽量大而使其换热面增大，循环水量几乎增加一倍。