AP1000核电汽轮机的创新设计特点

AP1000作为未来国内发展的主力核电堆型,比现有二代半堆型功率更大、寿命更长,且有内陆应用要求等新特点,其发展对汽轮机设计开发提出了新的要求。介绍了上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂(以下简称STP)在AP1000核电汽轮机设计中的创新设计特点,通过对核电汽轮机关键部件60年寿命设计、核电汽轮机及基础整体抗震性能评估、核电汽轮机低压焊接转子设计、核电汽轮机长叶片系列化设计等方面的介绍,旨在探讨如何提高汽轮机的运行寿命、安全性和经济性。这些创新设计基于大量的试验计算研究,其研究结果将对我国AP1000核电汽轮机的自主化设计及未来核电产品的出口起到积极的推动作用。     

1000 MW超超临界汽轮机高压外缸蠕变强度的分析

以1 000 MW超超临界汽轮机高压外缸为研究对象,通过引入Norton-Bailey材料蠕变本构方程和Cocks-Ashby多轴韧度系数,对汽缸轴对称二维模型的温度场、应力场和CA蠕变等效应变分布进行了计算,找出了结构设计中不合理区域并提出相应的结构改进方案.结果表明:经改进的高压外缸结构设计是合理的;CA蠕变等效应变计算结果均小于推荐考核标准,该1 000 MW超超临界汽轮机高压外缸的高温蠕变应变强度能够满足设计要求.     

起超临界汽轮机高温部件的结构设计

随着超超临界汽轮机进汽参数达到600、620℃,高温部件已经成为汽轮机设计中的重要难点.一种普遍的观点认为进汽温度提高在技术上的应对措施主要归功于材料的改进和冷却技术的应用.本文结合上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂的超超临界汽轮机具体结构,介绍了从结构设计上优化降低高温部件工作温度和应力的方法,它们也是突破高温限制的关键手段.并阐述了在进汽温度达到700/720℃的下一阶段结构设计发展方向.     

超超临界汽轮机组主汽门滤网计算模拟及分析

汽轮机主汽门和主调门系统结构复杂,尤其是主汽门的滤网有近7100个类似于渐缩喷嘴的小孔,在对主—调门系统进行数值计算时,滤网很难处理。基于此,本文在实际的主汽门中截出一部分滤网,划分了14300个单元,进行数值计算并得到了滤网的阻力系数,然后将滤网简化为一个多孔介质的模型,在该模型中将滤网的阻力作为附加动量损失项添加到动量方程中,从而简化了计算模型。计算表明两者总压损失计算的相对误差在0.0427%,完全达到了工程计算的要求。     

600MW超临界机组高中压转子弯曲的动平衡修复

某600MW超临界机组高中压转子由于弯曲变形无法正常运行,根据汽轮发电机组转子不平衡产生的机理,分析计算了该转子由于弯曲变形而导致的理论不平衡量,并采用动平衡加载平衡块进行修复.通过采用此方法不但成功解决了此转子的弯曲问题,而且为以后处理类似问题积累了宝贵的经验.     

结构新颖的桶型高压缸设计开发

介绍了一种采用垂直中分面的桶型高压缸结构,其具有能够减小结构的高温蠕变和热疲劳,降低中分面螺栓应力等一系列优点,有效地解决了传统高温结构设计的难点,这一结构在1000MW超超临界汽轮机项目中得到了具体工程应用.     

300MW汽轮机供热改造双低压转子互换技术应用

介绍了上海汽轮机厂(STP)对300MW亚临界汽轮机进行高背压循环水供热的改造方案。低压部分采用先进的通流技术,结构部件进行了较大的优化,并通过对机组辅助系统的核算分析调整,改造后机组供热能力大幅提升,确保了汽轮机运行的安全性。     

新型汽轮机高压内外缸堆叠式密封结构研究

介绍应用于高压内外缸进汽插管处的新型堆叠式密封结构,其优点是漏汽量小,结构稳定,安装方便,成本低,使用寿命长。本文研究结果表明,将此密封应用于超临界以上参数的机组,可以减小漏汽量,延长密封寿命,提高机组的经济性。     

55MW联合循环双压汽轮机的设计开发

简要介绍了配 9E燃机的联合循环用双压汽轮机的主要特点及为满足联合循环的运行要求而采取的相应措施。该机组为我国第一台联合循环双压汽轮机 ,现场运行表明 ,机组各项性能优良 ,特别是在高的热效率及快速启动方面都超出了用户最初的要求 ,堪称世界先进水平。     

核电汽轮机防应力腐蚀裂纹技术

我国将陆续开工建设一批CPR、AP1000和EPR等堆型的百万等级核电站,而核电汽轮机主要部件工作在湿蒸汽环境下,防止这些部件产生应力腐蚀裂纹甚至导致最终断裂是汽轮机的关键设计。本文介绍了应力腐蚀的机理,并说明了汽轮机部件应力腐蚀的3个重要影响因素:材料的屈服强度、工作应力水平和工作环境,从可能产生应力腐蚀部位的应力限制和对应力腐蚀裂纹增长的控制方面,提出如何从设计上防止这些部件因为应力腐蚀而失效的措施,这些措施有效性已经在国外的核电站运行中得到了验证,为叶轮、叶片、汽缸等关键部件长期安全运行提供可靠的技术保证。