核心提示：　　東方電氣評論百萬千瓦級核電汽輪發(fā)電機(jī)組選型中國東方電氣集團(tuán)公司i繼嶺澳期電站工程后百萬千瓦級核電站汽輪發(fā)電機(jī)組的選甩問。　　1前言廣東大亞灣2，10001賈核電站是我國首座百萬千瓦級核電站，采用法

　　東方電氣評論百萬千瓦級核電汽輪發(fā)電機(jī)組選型中國東方電氣集團(tuán)公司i繼嶺澳期電站工程后百萬千瓦級核電站汽輪發(fā)電機(jī)組的選甩問。

　　1前言廣東大亞灣2，10001賈核電站是我國首座百萬千瓦級核電站，采用法國法馬通公司的核反應(yīng)堆，阿爾斯通公司的全轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)組，自1994年投運(yùn)以來已取得良好的運(yùn)行業(yè)績和經(jīng)濟(jì)效益。1995年在大亞灣核電站旁動工建造的嶺澳2，1000胃核電站基本上是大亞灣核電站的翻版，其汽輪發(fā)電機(jī)組仍采用阿爾斯通公司的百萬千瓦全轉(zhuǎn)速機(jī)組。目前廣東正積極為后續(xù)核電項(xiàng)目嶺澳期21000核電站和廣核6，1000核電站作準(zhǔn)備工作，并展開提高嶺澳全轉(zhuǎn)速核汽輪發(fā)電機(jī)組效率和改用半轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)組的研究工作。本文擬從國外核電汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢全轉(zhuǎn)速機(jī)組和半轉(zhuǎn)速機(jī)組的綜合分析比較和國產(chǎn)化難易程度來簡要說明廣東下階段百萬千瓦級核電站究竟應(yīng)選用何種汽輪發(fā)電機(jī)組較合適。

　　2國外核電汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，世界早期核電機(jī)組容童較小，多采用全轉(zhuǎn)速機(jī)組，目前核電機(jī)組容量普遍在百萬千瓦以上，多采用半轉(zhuǎn)速機(jī)組。

　　臺核電汽輪發(fā)電機(jī)組總?cè)萘窟_(dá)到104400胃，其中單機(jī)容量在600，以下亞灣和嶺澳核電站的4臺單機(jī)功率為985的機(jī)組；單機(jī)容量在1200胃以上西門子公司到目前為止共生產(chǎn)了3臺核電汽輪發(fā)電機(jī)組總?cè)萘窟_(dá)到34144胃，其中單機(jī)容量在6001賈以下的機(jī)組3臺，全部為全轉(zhuǎn)速機(jī)組；單機(jī)容量在600，99之間的機(jī)組9臺，全轉(zhuǎn)速杌組占4臺，半轉(zhuǎn)速機(jī)組5臺，最大全轉(zhuǎn)速機(jī)組是1975年訂貨1988年投人使用的燈核電站的臺單機(jī)功率為1061的機(jī)組；單機(jī)容量在1200以上的機(jī)組共19臺，全部為半轉(zhuǎn)速機(jī)組。從西門子公司火電和核電站機(jī)組的發(fā)展飛速情況來看，其火電和核電全轉(zhuǎn)速機(jī)組功率在1978年達(dá)到百萬千瓦后便停滯不前，而更大功率的核電半轉(zhuǎn)速機(jī)組卻得到了很大發(fā)展。

　　美國西屋電氣公司日本日立公司等世界著名大公司的核汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)展情況也與10肘公司和西門子公司的情況大致相同。

　　全轉(zhuǎn)速機(jī)組功率到了百萬千瓦左右之后所以不再繼續(xù)增大，主要是受材料的限制。

　　我們知道，大容童機(jī)組需要大排汽面積與之相配，否則汽輪機(jī)效率較低，而增大排汽面積的有效辦法是采用更長的末級葉片，是增加低壓缸的數(shù)量。目前世界上投人使用公司用于大亞灣核電站和嶺澳核電站汽輪機(jī)長945，的末級葉片。大亞灣和嶺澳核汽輪機(jī)的功率在洱萬千瓦，其低壓缸已是3個，如要再進(jìn)步提高功率達(dá)到或超過120萬kW，則至少需要4個低壓缸。這不僅會給機(jī)組的軸系穩(wěn)定帶來系列問，而且提高了汽輪機(jī)的造價(jià)。因此，目前世界上功率在百萬千瓦以的核電機(jī)組多采用半轉(zhuǎn)速機(jī)組是必然的。但這并不意味著大容量核電全轉(zhuǎn)速機(jī)不安全或走向末日，實(shí)際上世界上許多著名大公司都在積極開發(fā)更長末級葉片，以增大全轉(zhuǎn)速機(jī)組的容量。全轉(zhuǎn)速火電機(jī)組用的長葉片開發(fā)已取得很大進(jìn)展，如丁0肘公司采用1.36，1長末級葉片雙低壓缸排汽百萬千瓦火電機(jī)組開發(fā)工作已完成，正等待用戶定單投人生產(chǎn)。從某種意義上說，大容量全轉(zhuǎn)速機(jī)組的技術(shù)水平更能體現(xiàn)汽輪機(jī)的發(fā)展水平。

　　3提高嶺澳核電站985賈全轉(zhuǎn)速機(jī)組效率的可能性嶺澳核汽輪發(fā)電機(jī)組1是大亞灣核電機(jī)組的翻版，是前GECALSlX3M公司設(shè)計(jì)的單機(jī)容量最大的核電全轉(zhuǎn)速機(jī)組，其汽輪機(jī)由1個雙排汽高壓缸和3個標(biāo)準(zhǔn)雙排汽低壓缸構(gòu)成，所有轉(zhuǎn)子均為整鍛轉(zhuǎn)子，末級葉片長度為945，運(yùn)行轉(zhuǎn)速為3000如如。

　　當(dāng)冷卻水溫為33丈，機(jī)組的額定輸出功率為900，在該冷卻水溫的最大連續(xù)輸出功率為928.9師，比額定輸出功率有3.21的富裕量；當(dāng)冷卻水溫處于大亞灣電廠的23平均水溫時，機(jī)組的最大連續(xù)輸出功率為983.8MW，未留輸出裕量D 3.1局壓缸和低壓缸內(nèi)效率提局缸內(nèi)效率的主要辦法是降低缸內(nèi)蒸汽的次流損失。嶺澳核汽輪機(jī)高壓缸采用把5動葉片，該葉片的出汽角是很先進(jìn)的，所造成的次流損失比較小。低壓缸的內(nèi)效率在背壓為0.00750時達(dá)到89.6，已達(dá)到或接近同等級木電機(jī)組低壓缸的內(nèi)效率。

　　比如日立公司600火電機(jī)組采用33.5英寸末級葉片低壓缸的內(nèi)效率為89.6采用40英寸末級葉片低壓缸的內(nèi)效率為91；0公司600胃火電機(jī)組采用40英寸末級葉片低壓缸的內(nèi)效率為90.77.當(dāng)然如果采用人，1公司最新開發(fā)出來的動葉和靜葉，會進(jìn)步提高高壓缸和低壓缸效率，但損失不現(xiàn)實(shí)。

　　3.3背壓該，0.0075背壓是該機(jī)組的最佳背嚇繼續(xù)降低背壓來提高效率是不介押的株汽壓力xlOPk冷凝冷卻水進(jìn)口水，從上分析可以看出，嶺澳機(jī)組的效率在全轉(zhuǎn)速機(jī)組這特定的機(jī)型中是很高的，從大亞灣核電站的良好運(yùn)行業(yè)績可以看出，它是核電全速機(jī)中的杰出代。如果資金允許，也可以進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)提高效率，但改進(jìn)的效果是很有限的。

　　4嶺澳百萬千瓦全速機(jī)的國產(chǎn)化情況嶺澳百萬千瓦全轉(zhuǎn)速核汽輪發(fā)電機(jī)組雖然是大亞灣核汽輪發(fā)電機(jī)組的翻版，但實(shí)現(xiàn)了部份設(shè)備或部件國產(chǎn)化。

　　汽輪機(jī)國產(chǎn)化的主要內(nèi)容包括低壓內(nèi)外缸的制造，低壓45級隔板的制逄，低壓模塊裝配，高壓缸加工堆焊裝配及實(shí)驗(yàn)，高低壓閥門的加工堆焊裝配和實(shí)驗(yàn)，軸承箱軸承加工裝配及實(shí)驗(yàn)，主不會提高多少，不可能達(dá)到2，因?yàn)樗鼈兟剩饕霓k法是改變缸的結(jié)構(gòu)，如把雙流高壓缸改為單流高中壓缸，改變再熱蒸汽進(jìn)入汽缸的位置等。但這需要大童投資做許多實(shí)驗(yàn)和對原設(shè)計(jì)做重大修改，能否這樣做取決于具體項(xiàng)目的綜合經(jīng)濟(jì)分析比較。

　　3.2排汽損失降低排汽損失的有效途徑是采用更長的末級葉片，增大排汽面積。945末級葉片是ALSTOM公司在其全轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)中使用的最長末級葉片，也是現(xiàn)在世界上已投運(yùn)片已在很多機(jī)組上使用并擁有可觀的成功運(yùn)行業(yè)績。末級葉片是汽輪機(jī)的個非常關(guān)鍵為末級葉片問。開發(fā)末級葉片需投入大量資金，并且在正式投人使用前必須進(jìn)行大量著名大公司設(shè)計(jì)的核汽輪機(jī)在使用新末級葉片時都十分保守。比如西門子公司在60年代開發(fā)1971年投人運(yùn)行的長度為1.32，1沒有任何變化，其，1000 1300胃等級核電機(jī)組都采用該相同的末級葉片。ALSTOM公司也不例外，在成功開發(fā)出全轉(zhuǎn)速核汽輪機(jī)用945末級葉片并運(yùn)行良好后，便在多臺機(jī)組上直使用該末級葉片。雖然目前在火電機(jī)組中投人使用的末級葉片長度已普遍達(dá)到41英寸，有的甚至已達(dá)到43英寸從510，1最新開發(fā)出來準(zhǔn)備投人使用的火電機(jī)組末級葉片長度為1.36而且火電機(jī)組低壓缸的參數(shù)與核電機(jī)組低壓缸的參數(shù)相差無幾。但火電機(jī)組的末級葉片不能輕易拿來用于核電機(jī)組，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)理念完全不樣核電機(jī)組的設(shè)計(jì)要更多地考慮安全因素，其設(shè)計(jì)比火電機(jī)組的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格和保守得多。因此，目前想通過采用更長末級葉片來降低嶺澳機(jī)組排汽。aA油箱冷油器制造，預(yù)埋件制造，管系制造等，國產(chǎn)化比例已達(dá)到45；發(fā)電機(jī)國產(chǎn)化的主要內(nèi)容包括2號機(jī)外機(jī)組座和12號機(jī)輕油水輔機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備的制造，國產(chǎn)化比例達(dá)到15.

　　因嶺澳核電站建設(shè)資金主要來源于國際金融機(jī)構(gòu)，其設(shè)備的國產(chǎn)化率受到很大限制，國內(nèi)制造企業(yè)實(shí)際能達(dá)到的國產(chǎn)比例還可以擴(kuò)大很多。經(jīng)與丁0時公司專家反復(fù)討論和研究，對于嶺澳汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組，在不增加或少量投資的情況下，東方汽輪機(jī)廠轉(zhuǎn)子加工需增添1套用于銑削縱樹型葉跟槽板軸承箱高低壓閥門軸承葉片總裝等部件或設(shè)備的制造不增添任何設(shè)備就能制造；東方電機(jī)股份有限公司的發(fā)電機(jī)國產(chǎn)化比例也可達(dá)到80以上除轉(zhuǎn)子線圈加工需增加或改造銑孔設(shè)備外，其余部件或設(shè)備的加工都已具備條件。

　　另外，根據(jù)嶺澳核電有限公司與人15 101公司簽定的技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，國內(nèi)企業(yè)可得到嶺澳機(jī)組的仝部設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，因此，嶺澳核汽輪發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化較容易。

　　5百萬千瓦半速汽輪機(jī)和全速汽輪機(jī)的比較入沉公司向嶺澳期工程推薦的半轉(zhuǎn)速機(jī)是，1；1000型機(jī)組3.該機(jī)型是法國人0公司的第2代核汽輪機(jī)，它吸取了在法國運(yùn)行的54臺第1代。心此件；機(jī)組的運(yùn)行的寶貴經(jīng)驗(yàn)，由1500加胃的人化1500機(jī)組去掉1個低壓缸改進(jìn)而成。

　　該汽輪機(jī)采用1個單流高中壓組合汽缸和兩個雙流低壓缸，蒸汽從高壓缸出來后進(jìn)人汽水分離再熱器再熱，再熱后的蒸汽進(jìn)人中壓缸膨脹，然后直接進(jìn)人低壓缸，與傳統(tǒng)的核汽輪機(jī)有很大差別。4是1此6000型機(jī)組和嶺澳機(jī)組的蒸汽流程，從可以看出這種結(jié)構(gòu)差異；所有轉(zhuǎn)子均采用焊接結(jié)構(gòu)，末級葉片長度為1430，運(yùn)行轉(zhuǎn)速為150當(dāng)背壓為0.0055肘3時，機(jī)組的額定輸出功率為1汜7.21賈1000型半轉(zhuǎn)速機(jī)組和嶺澳全轉(zhuǎn)速機(jī)組的比較來說明全轉(zhuǎn)速機(jī)組和半轉(zhuǎn)速機(jī)組的差異。5.1半轉(zhuǎn)速機(jī)組具有增加出力的潛力入心1000型機(jī)組的出力在背壓為0.0055肘3相應(yīng)的環(huán)境溫度為23尤時比嶺澳機(jī)組多7.根據(jù)人151財(cái)公司提供的資料，人1迎6 1000型機(jī)組出力增加的主要為74.212，相對嶺澳全速機(jī)排汽面積46.9增加了58；排汽速度為2503，相對嶺澳全速機(jī)降低了17，余速損失大大減少，使出力相對提商3.5.

　　1000型機(jī)組的背壓從0.0075肘3降為0.00553，使出力相對提高1.5.。此6心000型機(jī)組通過高壓和中壓蒸汽膨脹以及排汽口的改進(jìn)，蒸汽損失降低，使出力相對提高2.

　　相對于嶺澳傳統(tǒng)的雙流高壓缸，次流損失降低，改善效率很有效。，以必；1000型機(jī)組采用單流中壓缸，使蒸汽經(jīng)汽水分離再熱器后直接進(jìn)入中壓缸膨脹，直至蒸汽壓力降3，3后進(jìn)人低壓缸，而不是按傳統(tǒng)的方3個雙流低壓缸膨脹5，也使蒸汽次流損失得到降低。從中壓缸出來的蒸汽線速度很高，次流損失很大，但36 1000型機(jī)組只有兩個低壓缸，且低壓缸的葉片能使蒸汽獲得很好的線速比，可降低3次流損失。另外，人1；化1000塑機(jī)組在高壓和中壓排汽口采用了個特殊的抽汽排汽器，使從高壓缸和中壓缸排出蒸汽的軸向流損失減少。

　　5.2半轉(zhuǎn)速機(jī)組適應(yīng)范圍廣0.0075MPa是嶺澳機(jī)組的最佳背壓，繼續(xù)降低背壓對提高效率或增大出力沒有多大幫助，因而嶺澳全轉(zhuǎn)速機(jī)組在年平均水溫度相對于大亞灣地區(qū)較低的國內(nèi)其它地區(qū)使用效率不會宥多大改善。6是心，136！的熱耗修正曲線，從可看，當(dāng)背壓由0.0055MPa降為0.0050MPa，其效率還可以增加0.2，因而人以66 1000型機(jī)組也能適應(yīng)在較寒冷的地區(qū)使用。實(shí)際上，其熱功率輸，可達(dá)到5，出，背壓可降低到3吐8，而嶺澳機(jī)組的熱功率輸出最多只能達(dá)到2900胃出，背壓不低于7.5出。

　　5.3半轉(zhuǎn)速機(jī)組的體積重童大嶺澳機(jī)組的主要部件尺寸和重量。

　　5.4半轉(zhuǎn)速機(jī)組國產(chǎn)化較難東汽和東電與兀1公司的技術(shù)人員就心以1000型機(jī)組的國產(chǎn)化進(jìn)行了廣泛而深人的研究，結(jié)果明在適當(dāng)增加加工設(shè)備的情況下，汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的國產(chǎn)化比例也能達(dá)到80，但其投資較全轉(zhuǎn)速機(jī)組國產(chǎn)化的投資多。

　　5.5半轉(zhuǎn)速機(jī)組價(jià)格略高個常規(guī)島來估算，安裝六+如1000型機(jī)組價(jià)格略高。價(jià)格增加不多的原因主要有下面兩個型機(jī)組的汽缸比嶺澳機(jī)組的汽缸大許多，但附項(xiàng)目嶺澳機(jī)組1000型機(jī)組高中壓缸上半尺寸重量高中內(nèi)壓缸上半尺寸重量高中壓轉(zhuǎn)子尺寸重量低壓內(nèi)缸上半尺寸重量低壓內(nèi)缸下半尺寸重量低壓外缸上半尺寸重量低壓轉(zhuǎn)子尺寸重量汽輪機(jī)總長發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑1.3陽，長6隊(duì)10，1直徑約2，長16奶，24，1發(fā)電機(jī)定子外徑約5叫長約1陽，40，1注缸的尺寸為長寬高在識，田嶺澳機(jī)組的低壓缸是3個，而六00型機(jī)組的低壓缸只有2個，其總體長度尺寸只大9，1多土建工作略增加點(diǎn)參看761000型機(jī)組和嶺澳機(jī)組的總體布置，十。建費(fèi)用略增點(diǎn)。

　　2ArabeUe00型機(jī)組的冷凝器背壓從7.513降為5.5奸3，冷凝器冷卻面積大幅度增加，但冷凝器數(shù)量以及配套輔機(jī)和抽汽系統(tǒng)由3個變?yōu)?個，其投資費(fèi)用增減相抵。

　　由。可，半轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)相對于全轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)技術(shù)難度沒有增加，價(jià)格也只是略高，不是機(jī)組選型的決定因素。

　　6結(jié)論嶺澳全轉(zhuǎn)速核汽輪發(fā)電機(jī)組是百萬千瓦級全轉(zhuǎn)速機(jī)中的杰出代，效率已達(dá)到相當(dāng)高的水平，國產(chǎn)化比較容易，且擁有良好的運(yùn)行業(yè)績，在廣東等年平均水溫較高的地區(qū)運(yùn)行非常適合。但不投人較大資金開發(fā)采用更長末級葉片以及對汽輪機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，效率改善難以超過2.改善效率廣全國各地區(qū)，而且輸出功率很容易擴(kuò)展到1500，甚至更大，國產(chǎn)化投資雖然較高，但總體投資增加并不多。因此，如果今后是在嶺澳擴(kuò)建百萬千瓦核電站，則繼續(xù)采用大亞灣和嶺澳期核電站全轉(zhuǎn)速機(jī)型是不錯的選擇。如果在廣東或其他地區(qū)新建百萬千瓦核電站，同時考慮到今后發(fā)展更大功率核電站和建造全國實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)型核電站，則選用諸如661000型半轉(zhuǎn)速機(jī)組較合適。

　　4結(jié)束語在發(fā)展我國亞臨界31評的調(diào)峰鍋爐時，根據(jù)我國現(xiàn)有情況提出的調(diào)峰技術(shù)般要求，自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐總的說來都有能力滿足，國內(nèi)外大量的事實(shí)也證明了這點(diǎn)。從80年代引進(jìn)人880公司300撕6001認(rèn)亞臨界控制循環(huán)鍋爐機(jī)組設(shè)計(jì)制造技術(shù)以來，我國自行設(shè)計(jì)制造了100多臺3001識鍋爐。由于亞臨界自然循環(huán)鍋爐具有安全可麻系統(tǒng)簡單運(yùn)行操作簡便能適用于調(diào)峰投資和維護(hù)費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，很適合中國國情，受到了中國電力市場的歡迎。十幾年來，國產(chǎn)300，亞樁界鍋爐訂貨中，自然循環(huán)鍋爐訂貨臺數(shù)大大起過控制循環(huán)鍋爐臺數(shù)也說明了這點(diǎn)。調(diào)峰是對整個發(fā)電機(jī)組的要求，不僅是主機(jī)設(shè)備，還需要輔機(jī)設(shè)備以及熱力系統(tǒng)熱工控制等多方面有機(jī)配合，協(xié)調(diào)致。發(fā)電機(jī)組本身就是個龐大的系統(tǒng)，按照系統(tǒng)工程的要求，做好設(shè)計(jì)制造安裝運(yùn)行諸環(huán)節(jié)的工作，形成個協(xié)調(diào)的整體，火電機(jī)組調(diào)峰上接第85頁