核電汽輪機(jī)

核電汽輪機(jī)屬于核電站常規(guī)島中最關(guān)鍵的設(shè)備之一。電和其他能源相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其燃料能量密度高、負(fù)荷穩(wěn)定、生產(chǎn)過程零碳排放,因此大力發(fā)展核電是解決我國巨大能源需求和環(huán)境治理問題的優(yōu)選方案之一。國家能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)中提出,在采用國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)、確保安全的前提下,適時(shí)在東部沿海地區(qū)啟動(dòng)新的核電項(xiàng)目建設(shè),研究論證內(nèi)陸核電建設(shè)。到2020年,核電裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬kW。

核電汽輪機(jī)基本信息

中文名 核電汽輪機(jī) 外文名 Nuclear turbine
學(xué)????科 電力工程 領(lǐng)????域 工程技術(shù)
范????圍 能源 釋????義 核電站常規(guī)島中最關(guān)鍵的設(shè)備之一

上汽設(shè)計(jì)、制造了我國首臺(tái)核電汽輪機(jī),也是我國唯一擁有核電汽輪機(jī)出口業(yè)績的制造廠。上汽共獲得22臺(tái)汽輪機(jī)合同訂單,所配堆型涵蓋CNP300、CPR1000、AP1000、ACP1000、華龍1號(hào)、高溫氣冷堆等。

1.1300MW 等級(jí)壓水堆核電汽輪機(jī)

上個(gè)世紀(jì)80年代末期,上汽設(shè)計(jì)了秦山一期項(xiàng)目飽和蒸汽壓水堆310MW 核電汽輪機(jī),正式步入核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域。該機(jī)型自1991年投運(yùn)以來性能優(yōu)異,安全可靠。該機(jī)型經(jīng)過不斷優(yōu)化改進(jìn),功率從310MW 提升到340MW,其改進(jìn)機(jī)型于2000年跨出國門,成功出口巴基斯坦,裝備恰?,斠黄陧?xiàng)目,2007年簽訂第二臺(tái)出口合同,2010年簽訂第三、第四臺(tái)出口合同。該系列機(jī)型的開發(fā)和研制獲得了國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。

該系列機(jī)型由一個(gè)高壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸組成,采用全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì),在低壓缸進(jìn)口前設(shè)置汽水分離再熱器。該機(jī)型的開發(fā)借鑒了成熟的火電汽輪機(jī)中、低壓模塊,根據(jù)核電汽輪機(jī)濕蒸汽的運(yùn)行特點(diǎn),增加了除濕鉤、堆焊耐腐蝕合金材料,采用蜂窩汽封、末葉片進(jìn)汽邊堆焊司太利合金等系列除濕、抗應(yīng)力腐蝕手段。

2.1000MW 及以上功率等級(jí)壓水堆核電汽輪機(jī)

上汽共獲得16臺(tái)1000MW 等級(jí)以上核電汽輪機(jī)訂單,其中配CPR1000堆型汽輪機(jī)8臺(tái),配AP1000堆型汽輪機(jī)4臺(tái),配ACP1000堆型汽輪機(jī)4臺(tái)。

(1)配CPR1000核島堆型的核電汽輪機(jī)配CPR1000堆型核電汽輪機(jī)目前已成功投運(yùn)4臺(tái),機(jī)組各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異,贏得了市場(chǎng)的肯定。已做性能試驗(yàn)的陽江1號(hào)機(jī)機(jī)組實(shí)測(cè)出力修正后比保證值大17MW,2號(hào)機(jī)組實(shí)測(cè)出力修正后比保證值大31MW。

該機(jī)型由一個(gè)雙流高壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸組成,汽輪機(jī)采用半轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì),低壓缸進(jìn)口前設(shè)置汽水分流再熱器。

汽輪機(jī)采用全周進(jìn)汽,高壓第一級(jí)采用特殊的斜置靜葉技術(shù)。為了有效地降低低壓末幾級(jí)濕蒸汽對(duì)動(dòng)葉片的侵蝕,低壓末級(jí)靜葉采用空心靜葉抽吸技術(shù)、末級(jí)動(dòng)葉采用火焰淬硬或激光硬化技術(shù)等措施來避免水滴對(duì)低壓動(dòng)葉的損壞。汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子采用整鍛轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì),低壓轉(zhuǎn)子采用獨(dú)特的紅套技術(shù),并在中間軸、輪盤等關(guān)鍵部位通過噴丸、輥壓等技術(shù)有效避免應(yīng)力腐蝕的出現(xiàn)。

(2)配AP1000和ACP1000核島堆型的核電汽輪機(jī)

2009年,上海電氣獲得桃花江項(xiàng)目4臺(tái)AP1000內(nèi)陸核電訂單,并完成了汽輪機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)。2013年,上海電氣獲得巴基斯坦的K2K3項(xiàng)目2臺(tái)ACP1000核電汽輪機(jī)訂單,該項(xiàng)目也是我國首臺(tái)出口的百萬等級(jí)核電汽輪機(jī)。這兩個(gè)項(xiàng)目采用相同的高、低壓模塊,僅是通流葉片根據(jù)不同堆型的蒸汽流量分別重新設(shè)計(jì)。

該機(jī)型同樣由1個(gè)高壓缸和2個(gè)低壓缸組成,高壓和低壓模塊均為全新開發(fā),通流葉片采用先進(jìn)的AIBT 技術(shù)設(shè)計(jì),具有較高的通流效率。低壓模塊采用了上汽自主研發(fā)的焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),使得鍛件的供應(yīng)更有保障??紤]到低壓缸結(jié)構(gòu)尺寸比CPR1000核電汽輪機(jī)大得多,采用了低壓內(nèi)缸落地的支撐方式,保證了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本機(jī)型汽輪機(jī)國產(chǎn)化率可達(dá)到98%以上。這兩個(gè)項(xiàng)目汽輪機(jī)機(jī)型均由上汽自主設(shè)計(jì)、制造。

(3)核電汽輪機(jī)模塊系列化開發(fā)

根據(jù)我國1000MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),上汽開發(fā)了3個(gè)高壓缸模塊,可以滿足國內(nèi)外不同核島堆型蒸發(fā)量的需求。

卻水溫的核電汽輪機(jī)選配。上汽根據(jù)各種反應(yīng)堆容量及可能的背壓范圍,完成了“大容量核電汽輪機(jī)低壓長葉片框架規(guī)劃”研究課題。為滿足在各種不同背壓、不同容量條件下,所有機(jī)組末級(jí)葉片的通流能力配置均能處在最佳范圍的要求,上汽建立一個(gè)排汽面積按一定比例間隔配置的低壓長葉片模塊系列,對(duì)應(yīng)的末葉片單流排汽面積分別為20m2,26m2和30m2。

以上3種排汽面積長葉片可滿足現(xiàn)階段1000MW 等級(jí)以上壓水堆、各種背壓條件下機(jī)組的配置要求。不同低壓模塊組合可適用的背壓范圍在2.5~16kPa,滿足從南方到北方,從沿海到內(nèi)陸單、雙背壓的各種核電項(xiàng)目汽輪機(jī)的需求。

(4)1000MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)長葉片開發(fā)

長葉片的開發(fā)是汽輪機(jī)開發(fā)中最核心的技術(shù)之一。為了適應(yīng)我國核電發(fā)展的需要,上汽從2006年開始啟動(dòng)了半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)長葉片系列化的開發(fā)工作,目前已形成了高度為1420mm、1710mm和1905mm的長葉片核電汽輪機(jī)長葉片系列,并正在開發(fā)超過2200mm高度的長葉片。

長葉片的開發(fā)技術(shù)體系分為總體方案設(shè)計(jì)、流場(chǎng)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度振動(dòng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、葉片級(jí)的精細(xì)化設(shè)計(jì)、實(shí)物葉片振動(dòng)試驗(yàn)及專題研究驗(yàn)證共6個(gè)階段。

應(yīng)用全三元CFD 流場(chǎng)計(jì)算軟件,對(duì)動(dòng)靜葉沖角特性、沿葉高反動(dòng)度特性、出口總壓分布特性、子午面通道型線流暢性和擴(kuò)張規(guī)律等方面進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,以達(dá)到最優(yōu)效率。在葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度振動(dòng)計(jì)算方面,上汽在多年工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合有限元計(jì)算和考核方法,在葉根輪槽、離心應(yīng)力、合成靜應(yīng)力、動(dòng)強(qiáng)度考核、圍帶/凸臺(tái)接觸力考核、振動(dòng)模態(tài)和頻率特性等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行考核計(jì)算,保證機(jī)組的安全可靠性。

除了根據(jù)上汽長葉片設(shè)計(jì)體系進(jìn)行理論分析外,針對(duì)核電葉片的開發(fā),還進(jìn)行了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作。包括葉片的動(dòng)頻試驗(yàn)、葉根光彈試驗(yàn)、葉根拉斷試驗(yàn)、濕蒸汽試驗(yàn)等。

2012年,根據(jù)《汽輪機(jī)長葉片試驗(yàn)和驗(yàn)證規(guī)程》中對(duì)汽輪機(jī)長葉片研制過程中所需做的試驗(yàn)要求,上汽與上海成套設(shè)計(jì)研究院、西安熱工研究院合作,依托哈爾濱廣瀚新能動(dòng)力有限公司蒸汽輪機(jī)試驗(yàn)臺(tái),對(duì)1710mm葉片進(jìn)行?;瘽裾羝囼?yàn)。試驗(yàn)采用1∶3.5等比例模型試驗(yàn),對(duì)1710mm末葉片末三級(jí)葉片進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力測(cè)試及氣動(dòng)試驗(yàn)研究。

(5)1000MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)焊接轉(zhuǎn)子開發(fā)

汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子鍛件有整鍛轉(zhuǎn)子、紅套轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子三種形式,針對(duì)半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī),由于結(jié)構(gòu)尺寸巨大,通常采用紅套轉(zhuǎn)子或焊接轉(zhuǎn)子,為了擺脫轉(zhuǎn)子鍛件對(duì)進(jìn)口的依賴,開發(fā)焊接轉(zhuǎn)子就顯得非常有意義。

上汽具有50多年的焊接轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)、制造運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),至今已經(jīng)成功焊接制造各類轉(zhuǎn)子467根,其中432根已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行,沒有出現(xiàn)一例因焊接質(zhì)量造成的停機(jī)返修事故,贏得了良好的聲譽(yù)。

應(yīng)用于江蘇南通電廠的1000MW 等級(jí)全轉(zhuǎn)速超超臨界汽輪機(jī)的低壓焊接轉(zhuǎn)子已成功投運(yùn),其轉(zhuǎn)子材料與核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子相同,但其設(shè)計(jì)應(yīng)力水平比半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子稍高。該轉(zhuǎn)子投運(yùn)至今運(yùn)行良好。

焊接轉(zhuǎn)子由若干個(gè)輪盤鍛件組成,通過特殊的焊接工藝焊接而成。由于采用了較小的輪盤鍛件,不僅鍛件質(zhì)量更有保障,而且鍛件可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

低壓焊接轉(zhuǎn)子各輪盤鍛件的結(jié)構(gòu)形式和焊縫的數(shù)量取決于轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分析結(jié)果,應(yīng)用有限元自動(dòng)尋優(yōu)軟件可以獲得最優(yōu)的葉輪型線,使得轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分布盡量均勻且都在安全范圍之內(nèi)。

由于半轉(zhuǎn)速核電低壓轉(zhuǎn)子的尺寸和質(zhì)量較常規(guī)機(jī)組大得多,因此轉(zhuǎn)子的高周疲勞就是不得不考慮的問題,針對(duì)此,上汽有兩種設(shè)計(jì)方法:一種是基于斷裂力學(xué)理論的無限壽命分析,另一種是基礎(chǔ)疲勞理論的疲勞壽命分析。前者通過計(jì)算獲得轉(zhuǎn)子表面和內(nèi)部允許的裂紋臨界尺寸,通過焊接工藝和檢測(cè)技術(shù)來保證轉(zhuǎn)子在整個(gè)壽命期內(nèi)的安全可靠;而后者則是首先通過計(jì)算轉(zhuǎn)子載荷譜,確定轉(zhuǎn)子疲勞損傷較大的位置,其次通過試驗(yàn)獲得轉(zhuǎn)子材料的S-N曲線,最后通過名義應(yīng)力法(SN法)、Miner線性損傷累積等疲勞理論,計(jì)算轉(zhuǎn)子的疲勞壽命。

焊接工藝是保證焊接轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù),為了驗(yàn)證焊接質(zhì)量,上汽進(jìn)行了大量試驗(yàn)件焊接試驗(yàn),并對(duì)不同尺寸模擬件進(jìn)行解剖測(cè)試,主要包括模擬件焊接試驗(yàn)驗(yàn)證、焊接接頭性能測(cè)試、殘余應(yīng)力測(cè)試、焊接接頭硬度測(cè)試、彎曲性能測(cè)試、金相組織分析、室溫及高溫拉伸性能測(cè)試、沖擊性能測(cè)試、疲勞裂紋擴(kuò)展速率和疲勞裂紋門檻值試驗(yàn)、斷裂韌性分析、高周疲勞分析、應(yīng)力腐蝕敏感性分析等。

上汽經(jīng)過50余年的焊接技術(shù)的開發(fā)和積累,掌握了整套的焊接轉(zhuǎn)子檢測(cè)和評(píng)估手段,不僅包含工廠加工后檢查,而且還包含轉(zhuǎn)子的在役檢查。雖然上汽已經(jīng)從設(shè)計(jì)和工藝的角度保證了轉(zhuǎn)子整個(gè)壽命期內(nèi)的安全運(yùn)行,即用戶無需在大修時(shí)對(duì)焊接做特殊檢查,但用戶有此方面的需求,上汽亦可為用戶提供全方位技術(shù)支持。

3.高溫氣冷堆核電汽輪機(jī)

上汽承接了我國首臺(tái)具有第四代反應(yīng)堆特征的高溫氣冷堆核電汽輪機(jī)的研制。不同于常規(guī)的壓水堆核電汽輪機(jī),高溫氣冷堆汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度達(dá)到了常規(guī)超臨界火電汽輪機(jī)的水平,進(jìn)汽壓力則與火電超高壓汽輪機(jī)相同。

由于進(jìn)汽參數(shù)較高,進(jìn)汽容積流量相對(duì)較小,汽輪機(jī)采用全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)。汽輪機(jī)由1個(gè)單流高壓缸和1個(gè)雙流低壓缸組成。汽輪機(jī)的分缸壓力為0.8MPa,高壓缸排汽過熱度約為30℃,因此不設(shè)置汽水分離器,同時(shí)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較,亦取消了中間再熱器,使得系統(tǒng)極大的簡化,提高了機(jī)組安全性。取消汽水分離再熱器后,低壓缸排汽濕度增加到11.26%,比常規(guī)機(jī)組略高,為了降低其對(duì)末葉片的影響,采取了特殊的末級(jí)靜葉加熱除濕系統(tǒng) 。

核電汽輪機(jī)造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢價(jià)
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
(除稅)
工程建議價(jià)
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
輪機(jī) HL170A253-WJ-60 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 13% 長沙美能電力設(shè)備股份有限公司廣州辦事處
輪機(jī) 四支點(diǎn) HLC451-WJ-75 查看價(jià)格 查看價(jià)格

13% 四川省內(nèi)江蜀源水輪機(jī)有限公司
輪機(jī) HLC451-WJ-75 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 13% 四川省金堂水電設(shè)備制造股份公司
輪機(jī)調(diào)速器及附屬設(shè)備 輪機(jī)額定流量76m3/s、轉(zhuǎn)速250rpm、具有PID調(diào)節(jié)規(guī)律、雙微機(jī)全數(shù)字式液調(diào)速器、額定工作油壓為6.3MPa、回油箱、事故配壓閥組采用組合式結(jié)構(gòu)、調(diào)速器采用RS485串行接口 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)套 13% 長沙美能電力設(shè)備股份有限公司
汽油機(jī) 汽油發(fā)電機(jī)組JY-2500 查看價(jià)格 查看價(jià)格

佳友

臺(tái) 13% 福建佳友機(jī)電廠昆明辦事處
汽油機(jī) 汽油發(fā)電機(jī)組JY-3500 查看價(jià)格 查看價(jià)格

佳友

臺(tái) 13% 福建佳友機(jī)電廠昆明辦事處
汽油機(jī) 汽油發(fā)電機(jī)組JY6500D-3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

佳友

臺(tái) 13% 福建佳友機(jī)電廠昆明辦事處
汽油機(jī) 汽油發(fā)電電焊兩用機(jī) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

佳友

臺(tái) 13% 福建佳友機(jī)電廠昆明辦事處
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)
含稅
信息價(jià)
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2006年4季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2006年3季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2006年1季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2006年2季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2005年4季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2005年1季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2005年3季度信息價(jià)
汽油發(fā)電機(jī) 功率10kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 廣州市2005年2季度信息價(jià)
材料名稱 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
(元)
供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
汽輪機(jī)測(cè)速模塊 K-FC01-A.0.1|3塊 3 查看價(jià)格 杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司 全國   2018-03-15
汽輪機(jī) 46#|800公L 3 查看價(jià)格 青羊區(qū)恒昌潤滑油經(jīng)營部    2015-01-09
汽輪機(jī)伺服模塊 K-SV01-A.0.1|6塊 3 查看價(jià)格 杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司 全國   2018-03-15
汽輪機(jī)(一期項(xiàng)目) 中溫中壓單缸凝汽輪機(jī)|1臺(tái) 1 查看價(jià)格 杭州中能汽輪動(dòng)力有限公司 廣東  汕尾市 2022-09-26
汽輪機(jī)(二期項(xiàng)目) 中溫中壓單缸凝汽輪機(jī)|1臺(tái) 1 查看價(jià)格 洛陽中重發(fā)電設(shè)備有限責(zé)任公司 廣東  汕尾市 2022-09-22
汽輪機(jī) N22-3.8/390,22MW|2套 1 查看價(jià)格 山東青能動(dòng)力股份有限公司    2015-08-24
汽輪機(jī)入口放空消聲器 DN80|1個(gè) 1 查看價(jià)格 江蘇連云港譽(yù)美電力機(jī)械有限公司    2017-02-27
其他自產(chǎn)品(汽輪機(jī)伺服模塊) K-SV01|2個(gè) 3 查看價(jià)格 杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司 全國   2018-03-15

經(jīng)過20多年的發(fā)展,我國已基本掌握核電汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造的關(guān)鍵技術(shù),可以為核電的發(fā)展提供有力的支撐。核電汽輪機(jī)的發(fā)展取決于核島技術(shù)的進(jìn)步,因此,各制造廠有必要對(duì)未來國內(nèi)外核島技術(shù)的發(fā)展做出預(yù)判,從而實(shí)現(xiàn)提前布局。

在1000MW 等級(jí)及以上壓水堆核電技術(shù)方面,未來的趨勢(shì)是向著更高功率等級(jí)的方向發(fā)展,并逐步擯棄二代以及二代半技術(shù),全面進(jìn)入三代堆型建設(shè)期。當(dāng)下中國百萬等級(jí)核電三代堆型市場(chǎng)主要是以AP1000、ACP1000和華龍1號(hào)堆型為主,其中對(duì)于ACP1000和華龍1號(hào)堆型,我國擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),是核電走出去的主力堆型。這些堆型對(duì)應(yīng)的核電汽輪機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟,完全可以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。此外,我國自主研發(fā)的CAP1400堆型已經(jīng)開建,所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)輸出功率等級(jí)約1500MW;CAP1700核島堆型的關(guān)鍵技術(shù)正在聯(lián)合攻關(guān),所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)輸出功率等級(jí)約為1900MW。

針對(duì)這兩個(gè)堆型所對(duì)應(yīng)的核電汽輪機(jī),各家制造廠正在積極進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備,如開發(fā)大口徑閥門、開發(fā)更長的末葉片以使得技術(shù)更具經(jīng)濟(jì)性,但總體來說不存在無法攻克的技術(shù)難題。

百萬等級(jí)核電汽輪機(jī)未來發(fā)展的另一個(gè)方向是空冷核電汽輪機(jī),如果國家“十三五”規(guī)劃對(duì)內(nèi)陸核電解禁,則空冷核電汽輪機(jī)的市場(chǎng)需求就不會(huì)遙遠(yuǎn)。上汽百萬等級(jí)核電汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)本身就適用于空冷汽輪機(jī),且在空冷長葉片的開發(fā)上具有雄厚的技術(shù)實(shí)力,因此核電汽輪機(jī)的開發(fā)沒有技術(shù)瓶頸。

對(duì)于壓水堆核電汽輪機(jī),除了向更高功率等級(jí)發(fā)展外,另一個(gè)方向是小型模塊化反應(yīng)堆的發(fā)展,國內(nèi)如中核的ACP100 堆型,中科華的ACPR100、低溫堆、ACPR50S,國外如美國NUSCALE、MPOWER、SMR 堆型, 韓國SMART 堆型,俄羅斯KLT-40S堆型,阿根廷CARE-25堆型等。小型堆具有安全性高、集成度高、建設(shè)周期短等特點(diǎn),項(xiàng)目集合供熱、制冷、海水淡化、船用等其他功能,具有很好的市場(chǎng)前景。

重水堆中子經(jīng)濟(jì)性很高,可以使用貧鈾燃料。由于核島技術(shù)的壁壘,在我國只有秦山三期項(xiàng)目建設(shè)2臺(tái)重水堆機(jī)組。但隨著我國核電站數(shù)量的逐步增多,核廢料的再利用變成一個(gè)必須解決的問題。重水堆可以利用稍加處理的輕水堆核廢料作為燃料,進(jìn)一步提高鈾的利用效率。因此,不排除我國未來為輕水堆建設(shè)配套一定比例重水堆的可能性。對(duì)汽輪機(jī)而言,重水堆蒸汽發(fā)生器出口參數(shù)略低于常規(guī)壓水堆,因此相較于同功率等級(jí),配套重水堆的核電汽輪機(jī)通流面積要稍大,但對(duì)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)難度不大。

在四代堆型方面,我國發(fā)展相對(duì)成熟的是高溫氣冷堆和快堆,相較于三代堆型,四代堆型安全性更高,經(jīng)濟(jì)性更好。上汽配套供應(yīng)了我國首臺(tái)200MW 等級(jí)的高溫氣冷堆示范電站項(xiàng)目的核電汽輪機(jī),該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2019年投入商業(yè)運(yùn)行,其投運(yùn)成功將極大地促進(jìn)國內(nèi)第四代堆型的快速發(fā)展。國內(nèi)已有用戶在積極推動(dòng)600MW 等級(jí)的高溫氣冷堆和快堆項(xiàng)目,未來市場(chǎng)前景廣闊。

這兩種堆型的主蒸汽壓力與常規(guī)超高壓火電汽輪機(jī)相當(dāng),其中高溫氣冷堆的主蒸汽溫度達(dá)到超超臨界火電參數(shù),考慮到核電站設(shè)計(jì)壽命一般為40年到60年,汽輪機(jī)高溫部件的蠕變考核是需要特殊考慮的一個(gè)因素。汽輪機(jī)其他方面的設(shè)計(jì)與常規(guī)火電汽輪機(jī)相同。

中國是能源消費(fèi)大國,而我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中化石燃料發(fā)電占比仍接近70%。隨著人民生活水平的提高,公眾對(duì)大氣環(huán)境污染的容忍度越來越低。為此,我國提出了綠色發(fā)展、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)、大力發(fā)展清潔能源的戰(zhàn)略方針。

核電和其他能源相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其燃料能量密度高、負(fù)荷穩(wěn)定、生產(chǎn)過程零碳排放,因此大力發(fā)展核電是解決我國巨大能源需求和環(huán)境治理問題的優(yōu)選方案之一。國家能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)中提出,在采用國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)、確保安全的前提下,適時(shí)在東部沿海地區(qū)啟動(dòng)新的核電項(xiàng)目建設(shè),研究論證內(nèi)陸核電建設(shè)。到2020年,核電裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬kW。

核電汽輪機(jī)作為核電站常規(guī)島中最關(guān)鍵的設(shè)備之一,未來市場(chǎng)前景廣闊,因此有必要對(duì)我國核電汽輪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié),并根據(jù)未來核島應(yīng)堆的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)核電汽輪機(jī)的發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測(cè),提前布局和研發(fā),以更好地適應(yīng)我國核電發(fā)展的需要 。

核電汽輪機(jī)常見問題

  • 汽輪機(jī)小機(jī)是什么

    樓上說的小機(jī)都是正確的,就是小汽輪機(jī)(汽泵)。我以我們單位100萬機(jī)組的小機(jī)講解,使你有個(gè)大概的概念。 我公司小輪機(jī)采用杭州汽輪機(jī)廠(日本三菱技術(shù)支持)生產(chǎn)的HMS500D 型汽輪機(jī),小機(jī)設(shè)計(jì)工況為主...

  • 汽輪機(jī)內(nèi)部構(gòu)造

    結(jié)構(gòu)部件由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分兩個(gè)方面組成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器等。靜子包括進(jìn)汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。汽缸汽缸是汽輪機(jī)的外殼,其作用是將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔開,形成封...

  • 汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

    汽輪機(jī)的一般保護(hù)有:磁力斷路器油門,軸向位移遮斷器,危急遮斷器油門連同主汽門由高壓油串聯(lián)起來。

自秦山一期300MW 等級(jí)核電機(jī)組于1991年成功投運(yùn)以來,中國核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)已經(jīng)走過了20多個(gè)年頭,其間由于核電安全的特殊性,中國核電的發(fā)展相對(duì)比較緩慢。

我國已投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共計(jì)27臺(tái),分布于秦山、嶺澳、大亞灣、田灣、寧德、紅沿河、陽江、福清、方家山、防城港等10個(gè)核電基地。加上目前在建的24臺(tái)核電機(jī)組,我國核電的總裝機(jī)容量達(dá)到5000萬kW,但要達(dá)到2020年前5800萬kW的目標(biāo),至少還需核準(zhǔn)8臺(tái)百萬等級(jí)核電機(jī)組,鑒于核電項(xiàng)目建設(shè)周期長的特殊情況,該目標(biāo)實(shí)際上已無法按時(shí)完成。

從2006年開始,我國新核準(zhǔn)的壓水堆核電項(xiàng)目功率均為1 000MW 等級(jí)以上,堆型由二代堆型逐漸過渡到以CPR1000為代表的二代半堆型和以AP1000、ACP1000、華龍1號(hào)、CAP1400等為代表的三代堆型。此外,國家正在組織對(duì)CAP1700堆型核電技術(shù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),未來也將成為我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的主力堆型之一。相對(duì)應(yīng)配套的汽輪機(jī)的功率等級(jí)也向著更大容量的方向發(fā)展。

1000MW等級(jí)以下壓水堆核電汽輪機(jī)主要是基于秦山一期和秦山二期的300MW 等級(jí)和600MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)。其中秦山一期300MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)由上海汽輪機(jī)廠(上汽)設(shè)計(jì)制造,為我國首臺(tái)核電汽輪機(jī),該機(jī)型的改進(jìn)型后續(xù)出口到巴基斯坦4臺(tái),為我國首個(gè)也是唯一一個(gè)核電汽輪機(jī)出口機(jī)型。600MW 等級(jí)壓水堆核電汽輪機(jī)全部由哈爾濱汽輪機(jī)廠(哈汽)設(shè)計(jì)制造,共計(jì)生產(chǎn)6臺(tái),安裝于秦山二期和海南昌江核電項(xiàng)目。

以上兩種核電汽輪機(jī)機(jī)型全部采用全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì),高、低壓模塊是在常規(guī)火電汽輪機(jī)的中、低壓模塊的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來。我國目前唯一的重水堆核電機(jī)組安裝于秦山三期核電項(xiàng)目,其汽輪機(jī)由日立公司提供。2008年,我國核準(zhǔn)了山東石島灣示范項(xiàng)目,該項(xiàng)目采用具有第四代核電特征的高溫氣冷堆,配套汽輪機(jī)由上汽設(shè)計(jì)制造,該項(xiàng)目已進(jìn)入加工制造階段。

我國1000MW 等級(jí)的核電汽輪機(jī)幾乎全部采用進(jìn)口。大亞灣核電站汽輪機(jī)進(jìn)口于GEC公司,嶺澳一期核電站汽輪機(jī)進(jìn)口于ALSTOM 公司,田灣核電站汽輪機(jī)進(jìn)口于列寧格勒金屬工廠。上述核電站均屬于二代堆型,投運(yùn)較早。巧合的是,上述機(jī)型均采用了全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)。經(jīng)過20余年的發(fā)展,我國已全面掌握大功率、半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造方法,關(guān)鍵部件已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。國內(nèi)核電項(xiàng)目的汽輪機(jī)的供應(yīng)主要由東方汽輪機(jī)廠(東汽)、上汽和哈汽三家廠商提供。其中東汽由于早期分包ALSTOM 在中國的核電汽輪機(jī)訂單最早進(jìn)入核電制造領(lǐng)域,憑借此優(yōu)勢(shì),CPR1000堆型核電汽輪機(jī)的訂單數(shù)量最多。哈汽在AP1000堆型核電汽輪機(jī)訂單數(shù)量上也取得不錯(cuò)的成績,但由于核島主泵技術(shù)原因?qū)е马?xiàng)目脫期,到目前為止還沒有實(shí)際的投運(yùn)業(yè)績。上汽從2006年開始,全面開始了1000MW 等級(jí)以上核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)攻關(guān),并形成了系列化產(chǎn)品。

根據(jù)國內(nèi)外各種核電堆型的發(fā)展,最后對(duì)我國核電汽輪機(jī)的發(fā)展方向進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè),得出結(jié)論如下:

1.全面進(jìn)入三代堆型的核電汽輪機(jī)是未來市場(chǎng)的主流;

2.壓水堆核電汽輪機(jī)正向著更大功率的方向發(fā)展;

3.內(nèi)陸核電的逐步放開可能催生空冷核電汽輪機(jī)的需求;

4.四代堆型核電汽輪機(jī)機(jī)遇初顯;

5.小堆汽輪機(jī)發(fā)展有特定需求;

6.未來可能適量建設(shè)部分重水堆核電汽輪機(jī)。

作為一種清潔能源,核電在我國未來市場(chǎng)前景廣闊。核電汽輪機(jī)已基本上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,國內(nèi)三大汽輪機(jī)制造商均具備獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造核電汽輪機(jī)的能力 。2100433B

核電汽輪機(jī)文獻(xiàn)

談核電同火電汽輪機(jī)的比較分析 談核電同火電汽輪機(jī)的比較分析

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本文通過核電汽輪機(jī)和火電汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況的了解,對(duì)核電汽輪機(jī)和火電汽輪機(jī)在熱力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)特性等方面進(jìn)行比較和分析,從中探討核電汽輪機(jī)與火電汽輪機(jī)的差異。

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核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子技術(shù)的發(fā)展 核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子技術(shù)的發(fā)展

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核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子技術(shù)的發(fā)展

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中文名稱:[核電用]飽和蒸汽汽輪機(jī);英文名稱:saturatedsteamturbine;其它名稱:核電汽輪機(jī);

簡要介紹

在壓水堆、沸水堆、重水堆和氣冷堆等堆型的核電站中,常采用進(jìn)汽壓力為5~7兆帕的飽和蒸汽輪機(jī)。除沸水堆核電站外,其他堆型核電站的飽和蒸汽輪機(jī)的工質(zhì)蒸汽均不直接與核反應(yīng)堆接觸,基本上無放射性污染,汽輪機(jī)的運(yùn)行操作人員不需要特殊保護(hù)。改進(jìn)型氣冷堆和一些新型反應(yīng)堆(如熔鹽增殖堆、快中子堆)核電站能提供 500℃以上的過熱蒸汽,因而同火電站一樣,可采用亞臨界或超臨界壓力的高溫再熱汽輪機(jī),所用汽輪機(jī)的類型和要求也與火電站的基本相同。第一臺(tái)核電站汽輪機(jī)于1954年使用,單機(jī)功率為 6兆帕。為了降低核電站單位功率造價(jià),單機(jī)功率發(fā)展很快。50年代末單機(jī)功率接近300兆瓦,到60年代達(dá)600~700兆瓦,70年代初期已有1000兆瓦級(jí)的單機(jī)出現(xiàn),80年代投入運(yùn)行的單機(jī)功率已達(dá)1300兆瓦。

壓水堆核電站的汽輪機(jī)與火電廠的汽輪機(jī)在原理上沒有什么差別,只是由于反應(yīng)堆冷卻劑溫度的限制,在蒸汽發(fā)生器中只能產(chǎn)生壓力較低的飽和蒸汽或微過熱蒸汽。與火電廠的高參數(shù)汽輪機(jī)相比,核電站的飽和汽輪機(jī)汽耗約大一倍,排汽容積流量約大60~70%,它的轉(zhuǎn)輪葉片也較長,主要部件的尺寸和重量也相應(yīng)增大。

飽和蒸汽汽輪機(jī)是在濕蒸汽區(qū)工作,蒸汽在汽輪機(jī)各級(jí)膨脹過程中產(chǎn)生大量水分。為了防止水蝕,除對(duì)在水蝕區(qū)工作的部件噴鍍或堆焊一層13%的鉻鋼保護(hù)層外,一般在高壓缸與低壓缸之間裝有汽水分離再熱器,以提高循環(huán)效率并減少葉片水蝕。核電站的飽和蒸汽汽輪機(jī),在事故條件下,超速較大,要采取措施加以防止。2100433B

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