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1、第三篇 TG专题岭澳二期汽轮发电机组（简称TG）采用半速汽轮发电机组，汽轮机本体结构和相关的辅助系统都有较大变化。本专题就专门对岭澳二期半速汽轮发电机组改进进行介绍。岭澳二期汽轮发电机组技术不同点岭澳二期汽轮发电机组技术不同点概况岭澳二期的汽轮发电机组采用半速汽轮发电机组，转速为1500rpm。从世界范围看，半速汽轮机是核电发展的方向，较全速汽轮机有一定的优势，但自主化、国产化的难度略有增加。岭澳二期汽轮发电机组的供货方为东方汽轮机厂、东方电机厂等。为了实现国产化、自主化，供货厂家与ALSTOM合作，主要设备由ALSTOM直接生产供货，然后再逐渐将技术转移给东方汽轮机厂、东方电机厂等，最后实现
2、设备国产化、自主化的要求。岭澳二期的汽轮发电机组与岭澳一期的全速机相比，主要技术不同点如下表所示：一、 改进原因岭澳一期采用的是转速为3000转/分的汽轮发电机组，在这样高的转速下，对于汽轮机本体和相关的辅助系统和配套系统都有较高的要求。目前，半速汽轮机已经是世界各国的发展的方向，它较全速汽轮机在性能上一定的优势，在辅助系统和设施上都有一定的简化。由于核电汽轮机本身循环的特点，即饱和蒸汽循环，随着用户要求单机功率的增加，其低压缸的数目和排汽面积也相应增大，这对汽轮机组设计而言存在以下难点：1、 应力问题要增大机组的排汽面积，就要求末级叶片变得很长，从而叶片根部受到的应力也会变得很大。这对于材料
3、的选择提出了很高的要求，也使安全性受到影响。目前，解决这个问题的方法就是降低汽轮机的转速，以减小叶片根部受到的应力。2、 极限功率的瓶颈问题由于末级叶片的高度直接影响机组能发出的功率，要提高机组的极限功率，需提高末级叶片高度，或是采用更多的轴数。但轴数的增多又会影响机组的稳定性，对设备的要求更高。因此，采用半速汽轮机方案来增加末级叶片高度是解决这个问题的很好的方法。3、 安全性，超速风险由于相应的部件尺寸增加，其储能水平明显提高，在湿蒸汽运行条件下，汽水分离再热器蒸汽管道和机组通流部分的内部表面必然滞留大量的水膜，一旦工况变化，蒸汽压力急剧下降，将导致闪蒸，造成转子超速。因此，转速较低的半速机
4、方案将是电站的很好的选择。另外，根据目前的技术水平，岭澳二期的汽轮发电机组采用半速机相比于全速机而言，还有以下优势： 采用半速汽轮发电机组，岭澳二期机组效率将由34%提高到36%，实际出力将比岭澳一期增加7%。 半速机转子数量少，整个轴系分段少（7段以下），振动明显小。 岭澳二期采用半速汽轮发电机组后，给水系统采用3台*50%负荷的电动给水泵，这将使得机组更安全可靠，也减少了设备的维修工作量。 半速机的经济性好。以广东地区为例，设全速机为15亿美元/百万千瓦，则半速机单位造价14.6亿，即是说采用半速机的单位造价将比全速机下降很多。基于以上原因，再反馈国内外众多大功率机组的设计经验，岭澳二期选
5、用了半速汽轮机组。这也是国家对CPR1000堆型和配套汽轮机实现国产化、自主化的要求。二、 改进方案：岭澳二期的汽轮发电机组采用半速汽轮发电机组，转速为1500rpm，供货方为东方汽轮机厂、东方电机厂等。为了实现设备国产化、自主化要求，供货厂家与ALSTOM合作，采用主要设备由ALSTOM直接生产供货，然后再逐渐将技术转移给东方汽轮机厂、东方电机厂等，最后实现设备的国产化、自主化。岭澳二期采用半速汽轮发电机组以后，汽轮机本体结构和相关的辅助系统主要有以下变化： 采用三缸四排汽的结构，即：高中压缸合缸，低压缸由岭澳一期的三个变为两个。 高中压缸为单层缸，无隔板套。 MSR的出口蒸汽经过四根管道接
6、入中压缸，中压缸排汽直接和低压缸相连。 低压缸采用“独立低压排汽”： 外缸与冷凝器焊接，没有了岭澳一期低压缸与凝汽器之间的狗骨。内外缸之间采用柔性连接；整个低压缸模块重量由低压内缸承担。 整个汽机的滑销系统与一期不同，高中轴承箱落地、LP都是坐在内缸上； 高中压转子为整锻焊接，高压锻整锻部分和三个中压段的整锻部分焊接成一个高中压转子，低压转子为十段焊接到一起的焊接转子。岭澳一期高压转子为整锻转子，低压转子为锻造转子。 低压转子末级/次末级静叶为空心叶片，岭澳一期的末级叶片是锻造后直接进行加工。 汽轮机的排汽设计背压5.6kPa（CEX凝汽器面积增大了），岭澳一期排汽设计背压7.5kPa。 机组
7、流动效率提高了，从岭澳一期的33-34%提升至37%，热耗降至9612.5KJ/KWh， 比一期降低约5。 汽轮机盘车装置设在机头前箱内（1轴承箱内），手动也在电机上；岭澳一期电动盘车设在励磁机后部； 前箱内取消机械保护装置，没有机械飞锤，机组的超速保护靠前1轴承箱内测速探头，3取2跳机；岭澳一期采用了两个超速飞锤的机械保护。 轴承采用可倾瓦式（3块），岭澳一期采用的是圆筒瓦结构； 汽轮机汽封系统正常运行时，来自高压段的自供汽（高、中及阀杆漏汽）已不能满足低压缸汽封用汽量，需要投入辅助蒸汽；而岭澳一期为自供汽结构。 润滑油系统采用套装油管，即进油管在回油管内，而岭澳一期采用的是分开布置的形式。
8、 高压截止阀和调节阀采用水平垂直布置形式，岭澳一期为水平同轴布置。 给水系统采用3台电动给水泵，而岭澳一期为两台汽动给水泵和一台电动给水泵的形式。采用半速汽轮发电机组以后，受影响的系统主要有：u 汽轮机部分 GPV 汽机蒸汽和疏水系统 GGR 汽机润滑、顶轴和盘车系统 CET 汽机轴封系统 GRE 汽机调节系统 GSE 汽机保护系统 GME 汽机监视系统 GFR 汽机调节油系统 GTH 汽机润滑油处理系统u 发电机部分 GEX 发电机励磁和电压调节系统 GHE 发电机密封油系统 GST 发电机定子冷却水系统 GRH 发电机气冷却系统 GRV 发电机气供应系统u 关联系统 ABP 低压给水加热器
9、系统 CEX 凝结水抽取系统 GCT 汽机旁路系统 GSS 汽水分离再热器系统下面将按系统对岭澳二期采用半速机后的影响进行描述。第01章 汽轮机部分第01节 GPV汽机蒸汽和疏水系统第02节 GGR汽机润滑、顶轴和盘车系统第03节 CET汽机轴封系统第04节 GFR汽机调节油系统第05节 GTH汽机润滑油处理系统第02章 发电机部分第01节 GEX 发电机励磁和电压调节系统第02节 GHE 发电机密封油系统第03节 GST 发电机定子冷却水系统第04节 GRH/GRV 发电机氢气冷却和供应系统第03章 仪控部分第01节 总体介绍第02节 GRE/GSE汽机调节、保护系统第03节 GME汽机监视
10、系统第04章 关联系统第01节 ABP 低压给水加热器系统第02节 CEX 凝结水抽取系统第03节 GCT 汽机旁路系统第04节 GSS汽水分离再热器系统- 36 -第01章 汽轮机部分岭澳二期半速机设计为单轴、三缸（高中压合缸）、四排汽、冲动凝汽式半转速汽轮机，旋转方向：逆时针(从汽机向电机方向看)，额定转速：1500rpm，最大额定净功率：1086.94 MWe，其它主要参数见表1.1.1所示：表1.1.1 岭澳二期半速机主要参数表第01节 GPV汽机蒸汽和疏水系统岭澳二期GPV系统与岭澳一期的GPV系统相比，主要不同点在于：汽轮机转速不同、功率不同、制造厂家不同、各部件的尺寸重量不同、蒸
11、汽参数不同、汽缸数量不同（岭澳二期为HIP合缸）、支持轴承数量和形式不同、LP内外缸软连接/内缸支撑不同、转子制造工艺不同（岭澳二期为分段焊接）、LP缸第4/5级叶片结构不同（岭澳二期为空心叶片，末级动叶片加长为57”，增大了通流面积）。附图1.1.1是岭澳二期GPV系统示意图，附图1.1.2是GPV系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图供参考）。岭澳二期GPV每台机组的额定功率为1086.94MWe，属于三缸再热汽轮机，2个LP缸4排汽至CEX凝汽器。根据目前所掌握的资料，对该主汽轮机的部件大致介绍如下： 1个：高中压联合冲动式汽缸，HP/IP焊接转
12、子，HP转子整体锻造，IP部分为焊接。一个水平中分的外缸，内装持环和隔板。 2个：双流式LP缸，转子为焊接，十段九焊逢。内部结构是，内缸为水平中分，内装LP隔板，与排汽环/轴承一体，排汽罩为焊接结构，法兰螺栓连接，通过O-RING密封软连接在端部的排汽环上。 1个：前端的HP轴承座，内装HP前轴承、测速系统、主电盘车及SSS型自动离合器、辅助盘车、同轴驱动的主油泵。 1个：后端的IP轴承座，内装推力轴承和IP后端的径向轴承。 22个：LP轴承座，与LP缸的排汽环、径向轴承一体。 4个：主蒸汽入口阀室，每组包含1个截止阀和1个开关型控制阀，及高压部分的管路，带有永久的粗滤网，与阀一体。 4个：翻
13、板型再热蒸汽阀室，每组包含1个截止阀和1个控制阀，及IP部分的管路。 1套：液压驱动机构，用于每一个截止阀和控制阀， 2个：IP与LP汽缸的连接管道及支撑件。 4+4个：汽缸与进汽阀门之间的管道和支撑件。 1套：抽蒸汽的出口连接（包括抽出的逆止阀和附件，蒸汽抽出管道至LP加热器，在CEX凝汽器的喉部）。 22个：防护LP缸的爆破膜 2个：真空破坏阀，AC电机驱动 1套：基础台板，及顶丝和基础固定螺栓对于各个部件更详细的介绍，将在制造厂家提供完整的图纸和资料后，在下一版（2009年初出版）中进行补充。岭澳二期GPV系统的设计还有以下变化：1. 蒸汽流程变化 岭澳一期汽机的蒸汽流程及其参数如下：新
14、蒸汽(64.3bar,280,1613.4kg/s)高压缸(7.8bar,169,1208.9kg/s) 汽水分离再热器(7.53bar,265.1,1008.9kg/s) 低压缸(0.075bar,40.3,826.4kg/s) 岭澳二期汽机的蒸汽流程及其参数如下：新蒸汽(64.3bar,280.1,1613.4kg/s) 高压缸(9.733bar,178,1242.36kg/s) 汽水分离再热器(9.356bar,268.8,1069.9kg/s) 中压缸(3.098bar,152.6,962.03kg/s) 低压缸(0.056bar,34.9,823.54kg/s)。2. 疏水管线的变更
15、汽机疏水由原来的高压进汽环管与汽室疏水；冷再热管道疏水；汽缸本体疏水变为永久疏水和启动疏水两部分。其中永久疏水包括：高压进汽环管疏水（301BA）；高压缸本体疏水（006/007DI）；冷再热管道疏水(通过U型管排往GSS103/203BA)。启动疏水包括：高压进汽阀阀体疏水（101VL）；301BA的疏水（启动期间通过111VL排往CEX）；中压进汽管道疏水（121VL）；低压缸进汽联通管疏水（131VL）。3. 疏水阀设计的变更（1） 高压汽室与高压环管疏水一期疏水管线上有疏水器和电动疏水阀，启动期间打开电动疏水阀，正常运行期间关闭疏水阀，由疏水器疏水。二期是作为永久疏水，疏水管线上没有阀门，当疏水量小时，疏水箱GPV301BA的液位不能保持时，可能会导致主蒸汽经301BA泄漏至GSS203BA。（2） 疏水管线设置一期：所有疏水管线上均设有电动疏水阀和旁路疏水器。所有电动疏水阀两端均设有手动隔离阀。二期：对于永久疏水，未设置疏水阀。对于启动疏水，仅设置有气动疏水阀，未设置旁路疏水器。启
