大型核电汽轮发电机磁屏蔽用厚硅钢板的应用特性研究

磁屏蔽压板是大型核电汽轮发电机的重要部件,直接影响到机组的发电效率及运行稳定性,同时对于保障机组安全可靠运行具有重要的意义。厚硅钢板作为磁屏蔽压板的原料,要求其在具有优异电磁性能的同时具备一定的强度。然而磁屏蔽用硅钢板厚度大、硅含量高、轧制易开裂的特点导致其生产难度较大,此前一直由国外进口,未能实现国内生产。本文介绍了核电磁屏蔽用厚硅钢板的国产化研究,主要包括成分设计、工艺路线制定与优化以及应用特性研究。国产厚硅钢板与进口厚硅钢板的一系列对比表明,国产厚硅钢板能够满足大型核电汽轮发电机的使用要求,并在化学成分均匀性以及电磁性能的表现上均优于进口钢板。

某核电工程SBO柴油发电机组设备鉴定方案研究

全厂断电(Station Block Out,SBO)柴油发电机组在全厂断电事故工况下,除作为水压试验泵的电源外,还为主控室和重要机柜间通风系统、安全壳环形空间通风系统、主泵相关电动阀门及非能动专用电源系统供电,保证控制室某些指示仪正常工作,并使单元机组运行必需的控制器可用,是核电厂的最后一道安全电源防线,其重要性不言而喻。为了确保设备的可靠性,某核电工程SBO柴油发电机组的安全分级为F-SC3(安全重要的非安全设备),且电气设备需要满足K3类鉴定要求。基于此,对某核电工程SBO柴油发电机组的鉴定要求和项目实施方案进行研究。

顶盖螺栓轴力监测装置在柘林水电厂机组上的应用

水轮发电机组顶盖为机组重要的承载部件之一,其大薄壁件结构长期受轴向水推力、转轮上腔水压脉动等交变载荷,螺栓连接的可靠性和安全性对整个机组的正常运行有着至关重要的作用,国内主要水电站均在要求每年检修期间举行水轮机顶盖连接螺栓的更换,以免造成接螺栓松动或失效而造成水淹厂房事故的发生,因此对于水轮机顶盖连接螺栓的监测、寿命评估的可靠性、稳定性提出了要求,但是传统的水轮机顶盖连接螺栓的监测主要靠人工巡检。本文详细论证了一种采用顶盖螺栓轴力监测装置在柘林水电厂的应用。

核电厂安全级独立构筑物供电方案研究与分析

核电厂安全级独立构筑物具有远离核岛、布置分散和供电要求高的特性,导致供电配置方案复杂,实施困难,同时造价高昂,因此需在满足核安全功能的基础上,配置适宜完整的供电方案,提升工程的可行性和经济性。从核岛厂用电配置原则和架构出发,以新增应急柴油发电机组厂房为例,对维持其厂房日常运行和设备应急启动的负荷进行了详细分析,并据此提供核电厂纵深防御下正常电源、应急电源、直流电源等多层次用电要求的供电解决方案,为核电厂同类安全级独立构筑物供电方案的解决提供示范和指导作用。

基于变流器控制的永磁风电机组低电压穿越控制策略

针对永磁风电机组低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)采用改变背靠背变流器控制策略的方法时,存在未考虑因转子转速越限导致机组发生超速脱网的问题,提出了基于变流器控制的LVRT控制策略。基于转子运动方程,推导了能够抑制机组转子转速越限的机侧变流器有功功率整定计算公式,设计了可降低卸荷电阻使用率的卸荷电阻投切方法,仿真结果验证了该策略的有效性。

新型纳米流体冷却液应用于风力发电机组冷却系统中的可行性分析

在风力发电机组冷却系统中应用一种新型纳米流体冷却液,探究其对风力发电机组的发电效率和散热效率的影响。结果表明:相比于国产传统冷却液,应用纳米流体冷却液机组的发电效率提高了4.9%~6.2%,散热效率提高了10%~27%;在换热总容量的许可范围内,换装纳米流体冷却液的方法与加大换热器散热面积的冷却效果相同。借助纳米流体的高热导率、低腐蚀率和高沸点的特性,可以提高发电效率,降低设备的维护成本,该技术具有实用化和可行性。

海上平台燃气发电机组模块化建模与分析

为掌握在电力系统中投入使用的燃气发电机组的运行情况,利用Matlab/Simulink仿真软件建立基于GGOV1(General Governor)燃气调速结构和AC8B励磁模型的燃气发电机组的通用动态模型,并以锦州25-1南CEPF海上石油生产平台上现有已投入运行机组的参数作为算例,对燃气轮机(即原动机)、励磁机、主发电机(为励磁同步电机)进行模块化精细模型的建立。通过仿真该机组模型的动态运行情况,机组转速、端电压、励磁电压、原动机输出机械功率、燃气消耗量的变化情况可以被有效监控。仿真结果表明,模型能够较为直观地反映负荷发生动态变化时,机组各物理量之间的联动变化关系,验证了模型的普适性。

新型核电应急柴油发电机组调速控制器开发与试验

针对核电应急柴油发电机组开发一种新型调速控制器。在分析控制功能需求的基础上,开展总体方案设计、硬件设计、软件开发及配机试验。为了验证调速控制器的功能及性能,分别进行怠速启动试验、额速启动试验、在有速降模式下的稳态负荷试验、在无速降模式下的稳态负荷试验和在无速降模式下的快速变载试验。配机试验结果表明该调速控制器功能完善、性能良好,具有一定的应用前景。

核电厂柴油发电机组燃油系统压力异常问题原因分析及处理

核电厂的柴油发电机组是在核电机组丧失正常交流电源的事故工况下,为机组安全相关功能或纵深防御功能提供备用电源的设备,具有保障核安全相关功能或纵深防御功能。在机组正常运行工况下,柴油发电机组需处于可以随时启动的热备用状态。柴油发电机组的燃油系统为柴油机的启动和运行提供燃油,若燃油系统异常,会直接造成柴油发电机组不可用。某核电厂柴油发电机组在进行检修后的功能试验期间,出现燃油系统的进机压力异常波动现象,造成机组无法恢复在线备用。文章针对此故障问题建立故障树进行分析,制订并实施故障排查方案。通过故障排查确定,由于高压油泵压力脉冲的存在,燃油管道内部存在压力波叠加情况。随着柴油机长期运行造成的高压油泵磨损,高压油泵产生的压力脉动特性发生变化,造成特定位置的压力波存在异常的高峰和低谷。为恢复柴油发电机组可用,通过在压力变送器仪表引压管线增加缓冲盘管的方式消除压力波动现象,同时对柴油发电机组的后续运维要求和设计优化提出了改进建议。

烧结环冷机水密封改造提高余热发电量

某钢厂烧结机双压余热锅炉,由于环冷机下密封为填料密封,上密封为耐高温不锈钢片,正常运行漏风量大,余热回收利用率低,影响了系统发电量。经分析后,对环冷机及其配套设备进行了升级改造,既满足了环保要求,又提高了系统发电量。

核电站应急柴油发电机组选型

对核电站柴油发电机组进行选型设计以确保核电站运行安全。明确应急发电机组选型要求,根据2套柴油发电机组加载负荷的顺序和容量,按负荷计算、分步加载计算、核电站设计推荐的发电容量中的最大者为依据选择发电机型号,以电压降为指标对发电机进行校核;以ISO 3046推荐的方法确定柴油机的额定功率及核电站设计要求功率的较大者为依据选择柴油机型号,并以首次可加载功率为指标进行校核。计算结果表明:发电机组的电压降为18.32%,满足电压降不大于20%的要求,柴油发电机组的首次加载功率大于发电机组的首次加载功率,满足选型要求。

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.

水轮机导叶开度的自适应非线性输出反馈控制

水轮机导叶开度的控制归结为一个复杂的非最小相位非线性控制模型,其自适应控制不易采用传统非线性控制方法解决。为解决水轮机导叶开度的自适应控制问题,将通用自适应输出反馈控制应用到水轮机导叶开度的控制。首先通过一个线性可逆变换将水轮机导叶开度控制的非线性模型变换成满足通用自适应输出反馈控制定理要求的形式,然后证明变换后的形式满足通用自适应输出反馈控制定理要求的条件,最后对变换后的模型应用通用自适应输出反馈控制定理得到相应的控制器。数值仿真表明,基于通用自适应输出反馈设计的水轮机导叶非线性开度控制是有效的,且对系统参数变化具有极强的鲁棒性。

融合集对分析和证据理论的风电机组运行状态评估

为及时准确地评估风电机组运行状态,结合集对分析和证据理论各自的特点提出了一种风电机组运行状态评估的新方法。该方法根据风电场数据采集与监控系统的物理量,构建机组运行状态评估的指标体系,建立了一个2层评价模型。模型第1层采用集对分析处理指标不确定性的劣化度,并生成模型第2层的基本概率分配。模型的第2层采用证据理论进行多证据融合,得到机组运行状态的隶属度,同时基于隶属度最大原则与信度准则共同评判风电机组运行状态等级。采用所提评估方法对某风电场1.5 MW并网风电机组进行状态评估,并将评估结果与传统的模糊综合评估方法得到的结果进行比较,结果表明所提评估方法的结果更准确,在状态的趋势分析中也表现较好。

MATLAB在汽轮机振动故障诊断中的应用

为了提高汽轮机故障诊断系统的诊断精度和自适应性,尝试了将人工神经网络引入汽轮机故障诊断的研究,通过对振动信号的分析,建立了汽轮机振动故障特征表及人工神经网络目标输出,利用MATLAB仿真软件的人工神经网络工具箱,设计构造了汽轮机振动故障诊断的人工神经网络,并对故障诊断人工神经网络进行了仿真训练和故障诊断。

小型燃气发电设备在海上油田伴生气回收利用中的应用与经济性分析

海上油田开采过程中常有伴生气产出,小型燃气发电设备可有效利用少量伴生气,降低主电站的原油和柴油消耗。常见的小型燃气发电设备主要有往复式燃气发电机组、双燃料发电机组、燃气轮机发电机组等。结合SY/T 6473-2009《石油企业节能技措项目经济效益评价方法》,对小型燃气发电设备的适用性和经济性进行分析。分析结果表明,伴生气日产量2000~5000m^3的海上油田,适合选用微型燃气轮机;伴生气日产量3000~20000m^3,适合选用往复式燃气发电机组;伴生气日产量2×10~4m^3及以上的海上油田,选用轻型燃气轮机可实现伴生气的有效利用;双燃料发电机组对于伴生气日产量低于2×10~4m^3的海上油田尚不能实现经济性利用。

发电机模型对次同步振荡阻尼特性分析的影响

忽略发电机1D绕组、1Q和2Q绕组及考虑磁饱和时,利用特征值分析法和复转矩系数法计算了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线和特征值,分析了发电机模型对交直流并列运行系统次同步振荡(SSO)阻尼特性的影响。研究表明忽略发电机D绕组对分析系统SSO发生的趋势几乎无影响,但忽略发电机Q绕组和磁饱和则在研究发电机组SSO阻尼特性时发生谐振的频率范围加大,利于采取抑制SSO的措施。

大型汽轮发电机组基础的优化设计

汽轮机基础的优化是大型发电机组系统设计的主要问题之一。用空间梁单元建立汽轮机基础的动力学分析模型。结合极差分析和正交设计的分析方法,运用有限元数值模拟,对国内某大型汽轮发电机组基础进行优化设计,得到了动力特性优良的汽轮机基础方案,并揭示了汽轮机基础动力特性影响因素的敏感程度。通过与模型试验结果的比较,验证了有限元正交数值模拟的准确性。

300MW汽轮发电机组在机电耦合作用下的扭振

大型汽轮发电机组轴系扭振是电网系统和机械系统相互作用的结果。以1台300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对轴系扭振和机电耦合次同步谐振的耦合作用进行了模拟试验。结果表明:在三相短路故障激励下,具有串补电容的输电线路比无串补电容的输电线路对机组轴系扭振响应的影响更大;补偿度越高,电力系统中谐振电流明显增大,发生机电耦合次同步振荡的危险性越大。

船用燃气轮机发电机组动态性能仿真

基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进行模拟,为船舶电网供电模块的控制系统设计与优化提供模型基础;在变工况过渡过程中,燃气轮机发电机组动态响应特性满足船舶电网供电品质要求。