1000MW超超临界机组发电机设计介绍

国产1000MW超超临界发电机介绍广东省电力设计研究院电控部电气专业2007年11月国内生产国内生产1000MW1000MW汽轮发电机三大厂的主要技术对比汽轮发电机三大厂的主要技术对比o上海电气集团有限公司：西门子是上电的技术转让方。03年12月上电全面引进了西门子THDF系列1000MW等级汽轮发电机制造技术，签订了技术转让协议。西门子已向上电转让了产品图纸、计算程序、工程设计报告、工艺过程文件和质量管理保证文件，并进行了产品技术、制造工艺、装配和质量保证方面的技术转让培训。o东方电机股份有限公司：东电与日立为邹县工程在2004年签订了1000MW发电机的技术（许可证）转让合同，合同规定由日立公司负责发电机的设计，保证其设计性能，承担首台原型机的制造和验证试验（目前已全部完成）；日立还将向东电转让制造技术，包括设计文件、设计图纸、材料和部件采购规范、制造和检验、试验规范，并提供人员培训等。国内生产国内生产1000MW1000MW汽轮发电机三大厂的主要技术对比汽轮发电机三大厂的主要技术对比o哈尔滨电机厂有限责任公司：为泰州工程，哈电与东芝在2005年9月27日签订了1120MVA汽轮发电机技术转让协议。协议规定由东芝提供制造图纸、材料规范、装配图纸、部件采购规范和安装指导手册；哈电组织相关生产制造，东芝提供发电机技术指标、性能和质量保证。汽轮发电机技术差异汽轮发电机技术差异序号项目东方电机股份有限公司上海电气集团有限公司哈尔滨电机厂有限责任公司一一发电机的结发电机的结构特点、关构特点、关键部位材质、键部位材质、寿命寿命1定子绕组的绝缘等级、材料、处理及结构F（B）/定子绕组无氧铜/定子棒槽内固定及绕组端部固定可靠/整体结构能轴向自由伸缩、径向固定/定子绕组水内冷/成型绝缘水管固定牢靠，避免相互交叉、磨损和松动/定子绕组的绝缘少胶F（B）/定子绕组无氧铜/整体结构能轴向自由伸缩、径向固定/定子绕组线棒导体部分采用五根绝缘实心导线和一根不锈钢空心钢管为一排，共2排10组/其中不锈钢用于水冷却，不产生氧化铜而引起堵塞，提高可靠性/定子绕组水内冷/成型绝缘水管固定牢靠，避免相互交叉、磨损和松动/定子绕组的绝缘少胶F（B）/定子绕组无氧铜/定子绕组端部通过绑扎固定在绑环上/整体结构能轴向自由伸缩、径向固定/定子绕组水内冷/成型绝缘水管固定牢靠，避免相互交叉、磨损/定子绕组的绝缘多胶2转子绕组的绝缘等级、材料、处理及结构F（B）/转子绕组含银铜线CuAgR/转子绕组直接氢冷/转子绕组同一匝的两股铜线之间有防磨绝缘层/转子采取气隙取气，径向通风冷却方式/转子采用空心铜线F（B）/转子绕组无氧含银铜线CuAg0.1P/转子绕组直接氢冷/转子采用空心铜线，轴向-径向通风F（B）/转子绕组含银铜线/转子绕组直接氢冷/转子采取气隙取气，径向通风冷却方式/转子采用空心铜线3提高调峰能力的措施具有伸缩结构 10000次起停机1）定子绕组槽内设滑移层，端部固定的滑销系统可使定子线圈端部沿轴向有一定伸缩量。2）转子槽绝缘内表面、槽楔下垫条靠铜线侧、转子护环下绝缘筒内圆等与转子绕组相接触部分均喷涂滑移层。3）转子铜线为含银铜线，抗蠕变能力强。4）发电机设置横向、轴向定位键，机座的热胀冷缩不会导致中心线位移。5)定子线圈的冷却水系统设置水温自动调节装置，保证冷却水温恒定。具有伸缩结构 10000次起停机1)转子绕组上，槽部的对地绝缘（槽绝缘）内表面有聚四氟乙烯滑移层，槽内的楔下垫条靠铜线侧也粘有滑移层，转子护环绝缘与铜线的接触面也有聚四氟乙烯滑移层，以允许转子线圈热伸冷缩。2)定子线圈用F级环氧粉云母，B级使用，它具有良好的绝缘性能，机械性能。上层线圈与楔下波纹板间也贴有聚四氟乙烯滑移层，端部采用能伸缩的刚柔结构（单侧沿轴向自由伸缩4mm），当运行中温度变化时绕组能沿轴向自由伸缩，有效地减缓绕组绝缘中产生的机械应力。具有伸缩结构 10000次起停机1)定子线棒槽内固定及绕组端部固定工艺可靠，具有伸缩结构，适应调峰运行。2)定子绕组端部结构特点：HEC定子绕组端部支撑系统为四锁紧系统。定子端部所有设有滑移结构线圈在径向和圆周方向被固定，允许沿轴向移动。允许定子绕组沿轴向移动，可以减小定子铁心和绕组热膨胀差引起的应力，适于调峰运行。转子线圈与固定件（如楔下垫条、护环绝缘）接合部涂有滑移层，转子导体为高强度含银铜排，适合于两班制运行4定子铁芯的材料和绝缘处理有取向型/0.35mm厚度/涂绝缘漆/进口或国产无取向型/0.5mm厚度/涂绝缘漆/国产有取向型/0.35mm厚度/涂绝缘漆/进口5定子绕组端部结构及屏蔽措施有磁屏蔽和铜屏蔽/定子绕组的端部的固定结构是依靠绝缘支架、绑环、绑绳和拉紧装置在切向和径向形成一个牢固的整体，而且在轴向可以自由伸缩有磁屏蔽，整个端部线圈间用环氧树脂绕灌成整体/在压圈的外侧设有由硅钢片叠装成的磁屏蔽，磁屏蔽上也有多道径向通风道以使冷风通过进行冷却，且内圆表面呈阶梯形，形成定子端部的有效屏蔽在定子压圈上通过轴向可滑移支撑架结构固定18个绝缘支架，3道绝缘绑环固定在18个支架上，定子绕组端部通过绑扎固定在绑环上/定子绕组端部整体结构能轴向自由伸缩有磁屏蔽6机壳与铁芯间隔振系数隔振系数8-10隔振系数58约为107通风系统绕心内圆有风区隔板 减少窜风现象/发电机的总体通风系统为径向多流通风系统。发电机沿轴向间隔分布19个风区，冷热风区相间布置以保证轴向温度的均匀分布。转子绕组温度不均匀系数为1.16定子线圈水内冷，相间连接线和出线套管直接氢内冷；单头多级风扇形成定子铁心轴向氢冷和转子线圈轴向-径向氢冷。转子绕组温度不均匀系数为1.24绕心内圆有风区隔板 减少窜风现象/发电机的总体通风系统为径向多流通风系统。发电机沿轴向间隔分布15个风区，冷热风区相间布置以保证轴向温度的均匀分布。转子绕组温度不均匀系数为1.268定子绕组绝缘引水管材料及使用寿命聚四氟乙烯氟塑料/35年聚四氟乙烯氟塑料/35年聚四氟乙烯氟塑料/35年9转子锻件、护环的材质转子锻件：NiCrMoV 进口护环的材质：Mn18Cr18 整体合金钢转子锻件：26NiCrMoV145 国产护环的材质：Mn18Cr18整体合金钢转子锻件：NiCrMoV 进口护环的材质：Mn18Cr18整体合金钢二二发电机的发电机的主要性能主要性能1效率Un=27kV=99（保证值）Un=27kV=99Un=27kV=992每24小时补氢量12Nm3/d12Nm3/d10Nm3/d3额定工况下发电机定子绕组及铁芯最高温度定子绕组：90C（设计值）铁芯最高温度：120C（设计值）层间温度：67C（设计值）90C铁芯最高温度：120C（保证值）层间温度：120C铁芯最高温度：120C（保证值）4额定工况下发电机转子绕组最高温度转子THA工况下温度：103C（试验值）99C（设计值）转子THA工况下温度：120C（保证值）无测试值转子THA工况下温度：110C（保证值）91C（型式值）225稳态I2;暂态I t I2/IN6%(I2/IN)2t6SI2/IN6%(I2/IN)2t6SI2/IN6%(I2/IN)2t6S6进相运行能力（按所提供的试验报告作比较）Cos=0.95（起步）时，可带额定负荷长期运行Cos=0.95（起步）时，可带额定负荷长期运行Cos=0.95（起步）时，可带额定负荷长期运行7运行时定子电压和频率允许变化范围运行时定子电压：5频率：3%2%运行时定子电压：5频率：3%2%运行时定子电压：5频率：3%2%8轴振/轴承座振动/过临界转速轴振轴承座：25m/轴振76m 临界：轴承座：0.076mm/轴振0.15mm 轴承座：25m/轴振76m 临界：轴承座：0.076mm/轴振0.15mm轴承座：25m/轴振76m 临界：轴承座：0.076mm/轴振0.15mm9噪声（距外壳1米处，1.2米高）85dB(A)85dB(A)85dB(A)10额定负荷时金属瓦温不超过90C不超过90C不超过90C11定子端部自振频率与振幅95Hz,110Hz0.25mm（设计值）95Hz,115Hz0.15mm（设计值）94Hz,112Hz0.25mm（设计值）12抗失步振荡的能力1520个振荡周期200MW/15min1520个振荡周期1520个振荡周期13发电机轴系自然扭振频率4555Hz92.5105Hz 以外4555Hz95105Hz 以外4555Hz95105Hz 以外三三主要参数主要参数1额定容量（包括氢压、功率因数、氢冷却器的进水温度）1112MVA0.52MPa（g）氢压 Cos=0.9氢冷却器的进水温度：38C1112MVA0.5MPa（g）氢压 Cos=0.9氢冷却器的进水温度：38C1112MVA 0.5MPa（g）氢压 Cos=0.9氢冷却器的进水温度：38C2最大连续容量（包括氢压、功率因数、氢冷却器的进水温度）Smax=1222.2MVA 0.5MPa（g）氢压 Cos=0.9氢冷却器的进水温度：32.4CSmax=1222.2MVA 0.5MPa（g）氢压 Cos=0.9氢冷却器的进水温度：25CSmax=1222.2MVA0.5MPa（g）氢压 Cos=0.9氢冷却器的进水温度：38C3短路比SCR 0.50 0.48 0.484瞬变电抗Xd/超瞬变电抗Xd保证值 Xd28 测试值:20Xd15 测试值:17保证值 Xd28保证值Xd15保证值 Xd28保证值Xd16四四励磁系统励磁系统只采用静态励磁，主要选用ABB或GE有静态励磁和无刷励磁2种，西门子技术是采用无刷励磁，目前定货也是无刷励磁多。励磁系统主要选用ABB或三菱只采用静态励磁，主要选用ABB或GE五五氢气系统氢气系统1氢气干燥器的性能及质量水平集装式/穿片式结构,高性能散热/吸附式或冷凝式/国产集装式/高性能散热/吸附式或冷凝式/国产集装式/高性能散热/吸附式或冷凝式/国产2防止漏氢的措施机座、端盖焊后进行水压试验气密试验，保证其强度和气密性；定子水路（含定子线圈 汇水管及绝缘引水管）单件和装配后抽真空进行真空衰减试验，保证定子水路气密性能；定子出线套管内部密封采用弹簧压紧，使出线套管在热胀冷缩的情况下，仍有足够的压力，保证密封面不漏氢。a.采用先进的加工工艺，以保证产品各密封面的加工精度。如采用数控机座加工中心一次装夹加工各个面，采用数控车床、数控镗床加工端盖、密封支座等。b.选用进口密封衬垫及密封胶，保证密封性能良好。c.采用引进技术的单流环式密封结构，除密封瓦沿轴表面主密封油，在密封瓦侧面还有一道次密封，防止氢气从密封瓦侧面泄漏。d.所有接线板选用良好的密封结构，组件经过气密试验后再装配到机座上，保证机座密封性能。采用进口优质压差阀，保持密封油压稳定的高于机内氢压0.05Mpa六六密封油系密封油系统统1防止密封油系统泄漏的措施采用单流环系统提供性能优良、反应灵活的压差阀，保证合理的油氢压差，避免向机内漏油。同时，发电机采用的单流环式密封瓦，尺寸小，结构上随动性好，弹簧撑紧结构保持了密封瓦与密封座间的小间隙，使密封油不易漏向机内。采用单流环系统a发电机密封装置内侧采用加强多梳齿结构。b采用数控机床设备加工密封零部件，严格控制加工工艺，确保密封零部件的配合精。d采用优质的差压阀等进口产品，控制氢油压差在正常范围。对密封油的油位采取多级报警手段，一旦有油液进入将及时报警。采用单流环系统厂家介绍未曾发生过向机内漏油情况。防止向机内漏油之关键是压差阀的精度及发电机安装质量。2平衡阀和差压阀的性能及质量水平平衡阀：无差压阀：美国FISHER性能较好及质量水平较高平衡阀：无差压阀：SIEMENS性能较好及质量水平较高平衡阀：无差压阀：美国WH性能较好及质量水平较高七七定子冷却定子冷却水系统水系统1冷却水系统材质/保证水质的措施材质为不锈钢/密封圈用聚氟乙烯/有反冲洗装置/滤网为激光打孔不锈钢设置了离子交换器用于净化水质材质为不锈钢/密封圈用聚氟乙烯/有反冲洗装置/滤网为激光打孔不锈钢定子线圈内部采用不锈钢材质且定子线圈冷却水系统采用溢流补水方法材质为不锈钢/密封圈用聚氟乙烯/有反冲洗装置/滤网为激光打孔不锈钢/装有高效的离子交换系统/装有过滤器2防止定冷水系统水路堵塞的措施定冷水系统中主水路中设置了水过滤器，反冲洗管路中也设置了激光打孔过滤器，同时通过冲洗、吹干等措施注重保证产品出厂时的洁净度。滤网为冲孔不锈钢,并配精水滤网。滤网为激光打孔不锈钢3防止定冷水系统漏水的措施采用干燥空气作气密试验1.所有通水部件材料，进行100%探伤2.采用先进的加工工艺，以保证产品各密封面的加工精度；定子线圈泵水压试验并进行气密试验；焊工每年二次技能考核合格后才能上岗操作；采用干燥空气作气密试验八八业绩业绩截至2007年09月30日，1000MW级汽轮发电机累计共订货14台，已投运发电4台；680MW（水氢氢）2台；660MW汽轮发电机累计共订货14台；600MW累计共订货108台，已投运发电46台。技术支持方（日立）：700MW及以上业绩共26台1000MW级汽轮发电机累计共订货26台，已投运发电3台；660MW汽轮发电机累计共订货20台；600MW汽轮发电机累计共订货62台；技术支持方西门子公司有10台700MW及以上级别发电机投入运行；1000MW级汽轮发电机累计共订货10台；暂无投运业绩；660MW汽轮发电机累计共订货4台；600MW汽轮发电机累计共订货52台；技术支持方东芝公司700MW及以上业绩共12台我院电气专业对百万机组进行的专题研究n1000MW机组厂用电系统的监控方式研究n1000MW级发电机变压器组继电保护配置n1000MW级机组UPS的设计方案及设备选择计算配置n1000MW级机组高压厂用电电压研究n1000MW级机组高压厂变和高压备变的选择原则研究n1000MW机组主变压器的选择原则研究n1000MW机组主变和高厂变调压方式选择研究