核电厂大功率汽轮机调速控制优化方法设计

为了解决核电厂大功率汽轮机出现的转子力矩不平衡与超调问题,提出一种核电厂大功率汽轮机调速控制优化方法。首先分析核电厂大功率汽轮机组调节子系统的组成,并从静态和动态两方面探究调节子系统的特征。其次根据调速系统的动态与静态特征,建立转子力矩平衡方程以实现转子力矩平衡控制,为瞬态动力学分析提供了稳定的工作条件。再次通过瞬态动力学分析,将汽轮机叶片模型分割为超单元,计算关键位置的应力分布和动态响应,以降低超调量。最后构建模糊PID控制器,结合汽轮机叶片阻尼比,优化调速控制参数,设定调速控制函数,实现汽轮机调速稳定控制。实验结果表明,该方法超调量小,控制平衡能力与稳定精度高,平均累计控制误差不超过0.02 r/min。

百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子轴承支撑刚度的研究

建立了汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型,采用三维有限元软件Ansys分析了使用弹簧基础的百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子落地式轴承座的刚度,并在此基础上计算和分析了轴承座刚度在一定范围内变化时对大型汽轮机低压转子临界转速的影响.结果表明:利用汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型计算得到的低压转子轴承座刚度与经验数值量级相同,但大小有一定差异.汽轮机低压转子临界转速对低于一定数值的落地式轴承座支撑刚度变化更敏感,因此在设计时应保证足够大的轴承座刚度.

全速和半速核电厂汽轮机性能比较

核电汽轮机分为全速汽轮机和半速汽轮机,转速选择的不同会导致很多方面的差异,因此转速的选择是核电汽轮机选型中的重点。通过计算典型1000 MW级核电半速汽轮机和全速汽轮机的焓降型相对内效率来比较两种机型的热经济性,计算半速汽轮机与全速汽轮机末级叶片的水滴的相对速度来比较半速汽轮机与全速汽轮机的防水蚀的性能。计算结果表明,半速汽轮机的相对内效率略高于全速汽轮机的相对内效率;从安全性能来看,尤其是在防止水蚀的性能方面,半速汽轮机要好于全速汽轮机。

全、半转速核电汽轮机的比较

分析了核电采用半速汽轮机的原因,并对全速汽轮机与半速汽轮机在经济性、安全可靠性、发展趋势、投资成本及本地化设计、制造、材料采购等方面进行了技术分析和比较。

转速对核电汽轮机运行参数影响的数值模拟

核电汽轮机分为全速和半速汽轮机,由于转速的不同会导致两种汽轮机运行时各种参数的差异,所以合理选择汽轮机转速也是非常必要的。用CFX作为工具,通过模拟汽轮机内部的流动,来对比全速和半速汽轮机湿度、马赫数和压力的分布,分析了不同转速下它们之间的相互影响。模拟结果可为核电汽轮机的选型提供参考。

东方1000MW～1800MW半转速核电汽轮机的热力设计特点

介绍了东方1000MW～1800MW等级半转速核电汽轮机组的热力设计特点,包括热力膨胀过程、热力系统、高中低压缸通流热力设计、末级叶片、阀杆轴封系统及配汽方式等。通过对百万千瓦等级半转速核电汽轮机组热力设计技术的吸收、消化,为以后大型核电机组自主化设计打下基础。

三门核电半速汽轮发电机氢油水系统的加工制造工艺

本文论述了三门核电半速汽轮发电机氢油水系统的加工制造工艺。介绍了核电产品与非核电产品的不同点以及在制造过程中的工艺路线、工艺方法、质量控制方案的确定,解决加工制造过程中遇到的难点问题,细化了核电生产过程的控制,并满足核电产品的要求。

核电1000MW等级半转速汽轮机热力性能简析

介绍了核电1 000MW等级半转速汽轮机的主要结构及热力性能等,并与目前国内已投产的相同容量等级的核电全转速汽轮机的热力性能进行对比。结果表明,对于同等级汽轮机半转速比全转速的结构紧凑、热力性能提升约8.0%;半转速汽轮机的经济性及安全性均优于全转速汽轮机。

半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命计算分析

主要进行了半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命的计算,采用ansys对转子模型进行分析,计算了稳态运行、冷态启动、温态启动、热态启动等各工况时的温度场及应力场计算结果。通过低周疲劳裂纹萌生寿命的计算方法计算了薄弱处各点的寿命,通过与电厂要求的指标值进行对比,验证了半转速三代核电汽轮机高压转子的裂纹萌生寿命能够满足电厂的运行要求。

岭澳核电站半速汽轮发电机基础结构型式分析

汽轮机是核电主厂房中最重要的电气设备之一,其运行的稳定性直接影响到整个发电系统的稳定。不同国家的规范对汽轮发电机基础的设计提出了不同的技术措施,这些技术措施均从降低基础的振动线位移或振动速度着手。正确的基础选型,能够以较小的经济投入达到较优的振动控制目的。对比分析了欧、美基础设计理念的差异,对弹簧隔振基础的隔振性能进行了详细的论述,指出了弹簧隔振基础能够更好地适用于欧洲汽轮机核电机组,使得机组具有隔振、抗震、不均匀沉降可调等诸多优点,能够确保国内首台百万级半速汽轮发电核电机组的安全运行。

核电汽轮机长叶片与轴振动耦合特性研究

针对核电汽轮机组转子系统中长叶片与轴的振动耦合问题,建立考虑叶片柔性、转速等因素影响的叶片-轴系统动力学模型。采用CN群论,对系统特征值进行降阶。对模型进行数值求解发现,系统中存在多阶叶片与轴的耦合模态及较明显的级间耦合模态,且引入转速后系统固有频率有提高的趋势。分析结果表明,叶片柔性及转速对叶片-轴系统模态特性有重要影响。该研究可为汽轮机转子系统的设计及稳定运行提供指导和参考。

半速汽轮机轴位移和胀差传感器的安装与调整

轴位移和胀差是反映汽轮机动静间隙的两项重要监视参数。采用半速机组轴位移和胀差的测量原理和测量方法,对红沿河核电厂1号机组存在的轴位移传感器测量值偏大、高中压转子膨胀测量传感器安装间隙不足和暖机过程中低压转子膨胀量过大等问题的解决过程进行了系统论述。通过对红沿河核电厂1号机组轴位移和胀差实际运行数据和变化规律的分析,说明传感器的安装过程和调整方法正确,实现了对汽轮发电机组的可靠监视和保护。

核电汽轮机结构设计及运行特点研究

以核电厂的技术特点引入论题,介绍了压水堆核电站及其热力循环系统,重点对核电汽轮机的技术特点进行了研究,阐述了其在设计和结构方面的运用及其运行特点,由此为相关理论研究与工程应用提供了必要的理论依据。

核电汽轮机轴系胀差动态监控技术改进与应用

针对国内某核电项目半速汽轮机在调试、运行期间多次发生转子轴向位移和胀差超标问题,直接影响机组安全、稳定运行。通过对该型式汽轮机转子轴向位移、胀差、绝对膨胀与"零"值关系分析和研究,依据相关设计运行程序文件,结合现场汽轮机转子轴系实际安装、调试过程监控数据,确定了汽轮机转子胀差、轴向位移及绝对膨胀变化分析和控制方法。解决了该型式核电汽轮机转子胀差、轴向位移、绝对膨胀及定"零"位等问题,实现了对机组的可靠监视和保护。

某核电汽轮发电机组并网后最小负荷过大原因分析和优化措施

针对某新建核电站汽轮发电机组差频并网后瞬间最小负荷较大的现象,阐述了最小负荷扰动产生的过程,分析了汽轮发电机组差频并网瞬间最小负荷扰动较大的原因,结合现场实际情况提出了优化方案并完成了实施。实践证明,相关的优化方案是可行的,其中,并网后最小负荷稳定,有助于汽轮机排汽温度等的控制,避免了进汽量的瞬时增大对机组稳定运行和设备安全造成的潜在威胁。

大型核电机组半速汽轮机长叶片系列的研发

大型低压焊接转子技术及半速低压长叶片是低参数大型化核电汽轮机开发的2个技术关键。文章着重介绍了上海汽轮机厂开发半速长叶片的技术路线:采用先进的ILB长叶片设计体系以及转速模化原理,得到与现有全速700～910mm叶片相同热力和强度振动特性的1450～1820mm半速系列长叶片;进一步对模化放大后叶片型线的精细优化设计及最终的全尺寸动振动试验,可充分保证高效率和高安全可靠性。所开发的半速长叶片系列将满足不同冷却水温1100～1850MW核电汽轮机的要求。

某核电机组汽轮机超速保护控制反复动作原因分析与处理

为查明某核电机组受电网短时故障影响发生汽轮机超速保护控制反复动作的原因,制订解决方案避免问题重发,本文根据汽轮机转子力矩平衡方程得出汽轮机加速度初始值与甩负荷值成正比的结果,给出了以额定负荷平台甩空载数据为基准的加速度计算式;由控制系统记录得出汽轮机超速保护控制反复动作的直接原因是超加速度保护反复触发;基于汽轮机超速保护控制设计功能和其反复动作期间汽轮机转速得出超加速保护的转速判断阈值偏小的结论;根据额定负荷平台甩厂用电和甩空载试验数据得出可以提高转速判断阈值的结果;基于额定负荷平台甩空载数据计算出汽轮机从额定负荷瞬间甩掉50%的额定负荷后第1个转速峰值为额定转速的102.26%;给出转速判断阈值应小于该峰值的结论。该机组的转速判断阈值最终调整为额定转速的102%。

先进的具高出力的核电汽轮机

介绍了西门子设计制造先进大功率核电汽轮机的长期运行经验,并发展半速饱和蒸汽核电汽轮机,功率达1700MW,末级长叶片高度为1829mm,从设计、工艺、材料选择等方面论述了提高机组出力、提高机组效率、减少腐蚀的方法,其中包括套装叶轮设计、3DSTM叶片技术、高压透平和低压透平等.

CPR核电厂半速汽轮机调速系统模型参数仿真试验的应用与研究

岭澳核电站二期为国内首次采用百万千瓦级中国改进型压水堆核电技术(CPR1000)的核电半速汽轮机组,如何通过仿真试验获取汽轮机调节系统的模型参数,对于核电厂和电网的安全稳定运行都有着重要的意义。通过分析岭澳核电站二期ALSTOM半速汽轮机调节系统的特性,提出了半速汽轮机调节系统的仿真试验方法。通过对仿真试验结果的分析和参数辨识,获得了ALSTOM半速汽轮机调节系统的静态模型参数,这对岭澳核电站二期和后续CPR1000核电厂的长期稳定运行有着重要的意义。

浅谈核电站半速汽轮机柱头弹簧隔振器新型安装技术

自田湾核电站半速汽轮机技术引入核电站以来,目前绝大部分核电站汽轮机均采用半速汽轮机设计,汽轮机基座框架柱头弹簧隔振器的快速安装,成为影响汽轮机土建施工关键路径。主要针对核电站半速汽轮机基座框架柱头取消二次灌浆层、取消弹簧隔振器顶部预留沉降空隙安装弹簧隔振器进行初步分析及论证。