核电站320教材总汇11-20.doc

287第第 11 章章 大亚湾核电站汽轮机组大亚湾核电站汽轮机组11.1 二回路热力系统简介大亚湾核电站是压水堆电站反应堆的冷却剂在蒸汽发生器内加热二回路的给水，使之成为饱和蒸汽送汽轮机做功二回路的热力系统如图 11.1 所示在满功率运行状态下，蒸汽发生器产生的饱和蒸汽（压力 6.71MPa.a、温度 283C）由主蒸汽管道首先送到汽轮机的四个高压汽室以调节进入高压缸的蒸汽量从高压汽室出来的蒸汽通过四根环形蒸汽管道进入高压缸膨胀做功在膨胀过程中，从高压缸前后流道不同的级后抽取部分蒸汽送到 6 号和 7 号高压加热器用于加热给水及送到汽水分离再热器用于加热高压缸排汽高压缸的排汽（压力 0.783MPa.a、温度 169.5C、湿度 14.3%）一部分送往除氧器，大部分通过八根冷再热管道排往位于低压缸两侧的两台汽水分离再热器，在那里进行汽水分离，并由抽汽和新蒸汽对其进行两次再热从汽水分离再热器出来的过热蒸汽（压力 0.747MPa.a，温度 265C）经六根管道分别送入三台低压缸内继续膨胀做功在膨胀过程中，从三台低压缸各自的前后流道抽取部分蒸汽分别送往 3 号和 4 号低压加热器及 1 号和 2 号复合式低压加热器加热凝结水；低压缸的排汽（压力 0.0075MPa.a、温度 40.5C）排入冷凝器，并被海水冷却成为凝结水。

冷凝器热阱中的凝结水由凝结水泵抽出升压后（压力 2.4MPa.a）经四级低压加热器加热到 139.88C 送到除氧器除氧器对凝结水加热和除氧，且贮存一定的除氧凝结水主给水泵从除氧水箱底部吸水，将水升压后（压力 8.3MPa.a、温度 169.8C）经 6 号和7 号高压加热器进一步加热（温度 226C，压力 6.88MPa.a） ，最后通过给水流量调节阀进入蒸汽发生器二次侧，吸收反应堆冷却剂热量转变成饱和蒸汽，从而形成一个完整的热力循环图 11.1 大亚湾核电站二回路热力系统参数图11.2 大亚湾核电站 900MW 汽轮机组结构288大亚湾核电站的两台 900MW 汽轮机是英国通用电气公司设计和制造的饱和蒸汽、中间再热、冲动式汽轮机该机组属于中压机组，由一个双流道高压缸和三个双流道、双排汽低压缸组成其主要参数如下（满功率状况）：最大额定功率 MW983.8低压缸进汽参数额定转速 rpm3000压力 MPa.a0.74旋转方向：顺时针（面对机头）温度C，265.1（约 96C 过热度）高压截止阀前蒸汽参数：流量 kg/s1011.634压力 MPa.a6.63低压缸排汽参数温度C283压力 MPa.a0.0075湿度%0.48温度C40.3流量 kg/s1532.7湿度%9.3高压缸进汽参数：流量 kg/s3276.47=829.412压力 MPa.a6.11热耗率：kg/kwh10629温度C276.7结构参数：HPLP湿度%0.69长：m6.3137.3高压缸排汽参数：宽：m3.257.95压力 MPa.a0.783高：m3.895.75温度C169.5湿度%14.2流量 kg/s1274.13811.2.1 汽轮机高压缸结构汽轮机高压缸结构高压缸为单层缸双流道结构，前、后流道各 5 级。

缸体为一圆筒形铸件，分上、下两半并在水平结合面上用螺栓连接，如图 11.2 和图 11.3 所示下半缸体吊在上半缸体下，整个高压缸的重量通过上半缸体前、后两个猫爪支撑在相邻的轴承座上，如图 11.4所示前猫爪支撑在 1 号轴承座上，后猫爪支撑在 2 号轴承座上而装在 1 号和 2 号轴承座内的轴颈轴承支撑起转子，并使转子保持与缸体同心这种支撑法使汽缸无论在冷态、还是热态下，其中心线与转子中心线始终保持在同一水平面上289图 11.2 高压缸立体局部剖面图 11.3 高压缸剖面图 11.4 上半缸体的支撑示意图高压汽缸通过四根导汽管与高压汽室连接，上缸和下缸各有两根上缸和下缸的进汽接管在制造厂内铸造在汽缸上上缸进汽接管在上汽缸与汽室之间的水平管段上通过法兰螺栓连接，以便能在检修时将上缸吊出下缸的进口管道是在现场汽轮机安装固定后焊到汽缸的进汽接管上高压缸的排汽通过八根排汽管送入两台汽水分离再热器为了使环形排汽室有良好的对称性，高压缸两端各有四根与缸体铸造成一体的排汽接管下半缸的排汽管在现场焊在汽缸排汽接管上，而上半缸的排汽管则是用法兰螺栓连接在汽缸排汽接管上。

高压缸前、后各流道的 5 级隔板（也称静叶栅）分别装在每个流道内的两只独立定位的隔板套中隔板套装在汽缸内壁的槽道上，由上下两半组成，在水平结合面处用螺栓固定每一隔板套用铸在其水平接合处的凸耳垂直地架在与缸体水平法兰整体铸造的支撑爪上固定在下半隔板套凸耳上的填块可将隔板套的位置调整到水平中心线上，以保持隔板与转子的间隙隔板套的轴向位置用缸体的压力密封面定位，而横向位置则用隔板套顶部和底部整体键与缸体键槽配合定位在隔板套内侧加工有圆周槽，用来放置隔板组件，如图 11.5 所示隔板套在汽缸内形成蒸汽进口、抽汽和排汽的边界，因抽汽参数的要求不同，高压缸两个流道中的隔板套是不对称的图 11.5 高压缸隔板套结构隔板制成水平平分的两半，为标准焊接叶片和间隔带固定的结构，如图 11.6 所示静叶片插在内、外间隔带的定位孔内，以保持准确的间隔间隔带焊在内（中心）和外290（边缘）半环上，使之成为完整的半圆隔板组件每一隔板的上、下两半用水平结合面上的轴向键将其横向互相定位，并通过轮缘水平结合面用螺栓刚性地紧固在一起，以尽量减少蒸汽通过隔板中心的泄漏每个隔板组件通过下半隔板靠近水平结合面处的键支持在其隔板套内，并用在下隔板垂直中心线位置上的下隔板横向定位键保持其横向定位。

这种布置方式使隔板在热态下能保持轴线对中，并允许在径向自由伸缩隔板组件内缘里侧镶嵌有级间轴封块，防止蒸汽沿转子轴漏到下一级图 11.6 高压缸隔板级结构进入高压缸的饱和蒸汽湿度约 0.45%，随着蒸汽逐级膨胀做功，其压力和温度降低，而湿度增加为防止高压缸部件受水滴浸蚀，首先高压缸体、隔板套以及隔板体均采用2.25%的 CrMo 钢，对经受压力降的结合面和经受从动叶片抛溅出来的水滴冲击的表面，分别采用 13Cr 不锈钢和焊接沉积的奥氏体不锈钢作为金属覆盖材料，保护原金属表面另外在隔板套及隔板组件外缘设有疏水槽捕集从动叶片甩出的水滴，从第 1 级隔板后开始在蒸汽流道中装有 2 只疏水抽出节流喷嘴对水份进行捕捉2 只节流喷嘴把捕捉的水份及时引入抽汽口及高压缸排汽口节流喷嘴能保证在正常工况下疏水，同时又防止在变动工况下蒸汽大量泄漏，如图 11.7 所示图 11.7 高压缸体内疏水结构四个高压汽室分别位于高压缸两侧，如图 11.8 所示每个汽室内有一个截止阀和一个调节阀，根据汽机调节系统的信号，以控制进入高压缸的蒸汽流量291图 11.8 高压汽室和管道的外形图11.2.2 汽轮机高压转子结构汽轮机高压转子结构高压缸转子为整体锻造，如图 11.9 所示。

除主油泵叶轮和 60 齿转速信号盘外，转子的叶轮、联轴器、汽封台、推力盘等都是整体锻造后车削成型高压转子的叶轮直径较小，而相应叶片较长，从而有良好的空气动力状况，提高了效率在转子轴心有一个直径为 150mm 的中心孔，因为钢锭经锻造后中心材质较差，钻一个中心孔去掉差的材质以提高转子的可靠性转子前端的短轴上装有测速齿轮和双套超速脱扣飞锤，短轴用有头螺钉固定在转子前端加工出的刚性延伸段上转子的叶轮缘内加工成圆周槽，槽的截面曲线要与叶根部加工成的叉型截面曲线凹凸相配，以便安装叶片高压转子的前、后流道各装有 5 级动叶片所有动叶片均为叉型叶根，叶片在组装时径向插入转子叶轮缘内，然后轴向通过转子叶轮缘与叶根的钻孔压入销钉，把叶片固定在叶轮上其中 1~4 级叶片是三叉型叶根固定，第 5 级叶片是四叉型叶根固定叶片顶部装有围带，以增加机械整体性和提高振动频率围带分段组装，并与动叶顶部的凸榫相铆接围带圆周方向上的凸肩与用螺栓紧固在隔板轮缘上的伸出圈形成汽封，以限制级间叶片顶部的蒸汽泄漏装好叶片的转子要进行静平衡和动平衡测试，接照需要可把平衡重量加到特定的圆周位置上高压转子这种双流设计，不仅减小了转子的轴向推力，而且减少了末级叶片的长度，使得在巨大的蒸汽质量流量下叶片强度仍具有足够安全裕度。

推力盘是整个汽轮发电机组轴系的死点以这点作为起始点允许高压转子向前膨胀，低压和发电机转子向后膨胀11.2.3 汽轮机低压缸结构汽轮机低压缸结构三个低压缸是标准设计，均为双流双层缸结构，前、后流道各 5 级，如图 11.10 和11.11 所示每个低压缸的内缸体同心地置于外缸体内内缸包含环形进汽室和所有的隔板，外缸提供低阻力的排汽流道并传递内缸的反冲动力矩给汽轮机基础图 11.10 低压缸立体局部剖视 图 11.11 低压缸剖面292外缸体为钢制作结构，带有整体的排汽扩散器，上半缸和下半缸在水平中心线处分开，由水平结合面法兰用螺栓连接外缸的上半缸为半圆柱形结构，分两段制成，在中心有横向结合面，用螺栓连接，并在纵向加固，以承受真空载荷外缸的下半缸是钢制作箱形结构，带有二根刚性的纵向侧梁，它们直接支持在基础上每根侧梁用两块全高度的板构成，用横向连接板和支撑板连在一起，以便承受真空载荷二个端壁用螺栓紧固在纵向侧梁之间，并装有内部蒸汽导流板在侧梁和端壁上设有法兰接管，用来连接排汽口喷淋冷却水管和真空母管端壁上还设有法兰用来装转子轴封的挠性密封件在端壁的汽机中心线处，装有键槽块，以与外缸体横向对正。

内缸体为两端开口的圆筒形焊接结构，上半缸和下半缸沿水平中心线对分，通过水平结合面法兰用螺栓连接在一起内缸在其水平结合面法兰的每一端，支持在两个刚度很大的全高度纵向梁上，此纵向梁构成外缸的侧翼部分侧梁的端部支承在基座上，为整个低压缸提供一种简单的四点支承方式这就使支持在轴承中的转子与支持在内缸中隔板的隔板汽封间的中心变化差异减至最小内缸用前爪在水平结合面法兰和支持梁顶部之间的键进行轴向固定，后爪自由滑动，与在内缸底部中心线上的键组成了内缸相对于外缸的死点及滑销系统低压缸隔板和高压隔板相似，但低压缸隔板直接装在内缸体的圆周形槽内正常运行时，蒸汽压力确保隔板外缘的下游侧贴紧在槽壁上一系列键插入外缘的上游侧面，与槽壁留有一定间隙，以保持轴向位置每一低压缸上部有两根进汽管二根进汽管垂直向下通过外缸体以法兰接头用螺栓连接于内缸体横向中心线上的进口管上在内缸与外缸之间有挠性钢波纹管，可允许内、外缸间作差动辐向膨胀通过接在下缸的抽汽管道，从内缸的环形汽室中抽出蒸汽以供给低压加热器低压缸的排汽，经螺旋管形导流板被送入凝汽器这种导流板既保证良好的能量回收，又使圆周方向的压力变化减至最小，以避免动叶片的振动。

用螺栓将大直径的导流板刚性地紧固连接在内缸上，而中等直径导流板则通过多个支撑杆牢固地固定在外缸的曲弧形内壁上，导流板有足够的厚度使其不至于因受到汽流振动而损伤在每一低压缸的排汽流道内设有冷却水喷水母管，母管装在排汽导流板的外围边上喷淋水母管穿过低压缸下半缸体连接到喷淋水供水总管上，如图 11.12在每个低压缸上半缸体的纵向中心线两侧各装有两个压力释放爆破盘，在冷凝器运行异常失去真空时，给汽机蒸汽提供紧急排放通路，以防止低压缸和冷凝器超压每一爆破盘为复合组件，用聚四氟乙烯密封层夹在真空支持板和爆破板之间如图 11.13 所示293图 11.12 低压缸排汽喷水冷却母管 图 11.13 压力释放组件11.2.4 汽轮机低压转子结构汽轮机低压转子结构三个低压转子都是整体锻造结构，如图 11.14 所示每个转子的各级叶轮、联轴器、轴封台、轴颈、仪表监测面等都是从整体锻件中经机加工成型低压转子的每一流道中有 5 级叶轮，。