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cpr1000机组半速汽轮机安装经验总结
三代核电半速汽轮机组与弹簧基础应用 摘要:本文论述了半速汽轮机组的优点,是三代核电发展选择。简述弹簧隔振装置的隔振原理,计算并分析三代核电汽轮机组的弹簧隔振装置的隔振效果;文章又简述弹簧基础的其他优点。最后总结采用半速机和弹簧基础可满足三代核电发展需求。 关键词:三代核电;半速汽轮机组;弹簧隔振装置;常规基础;弹簧基础;系统固有频率;隔振效率桃花江核电 ApplicationofSpringFoundationSemi-speedTurbine-generatorin 3rdGenerationNPP (TianjinUniversityScienceandTechnology,TianjinCity,China) Abstract:ThepaperdiscussestheSemi-speedTurbine-generatoradvantages,itisthechoiceof3rdgenerationNPPdevelopment.Thepaperexplainstheoperatingprinciplesofspringvibration-isolationmountings,calculatesandanalysesthevibration-isolationresultofspringfoundationin3rdgenerationnuclearpower(TaohuajiangNPP),thepaperalsointroducesitsadditionaladvantages.ThesummarypointsouttheSemi-speedunitsandspringfoundationcansatisfythedemandof3rdgenerationNPPdevelopment. Keywords:3rdgenerationNPP;Semi-speedTurbine-generatorunits;conventionalfoundation;Springvibration-isolationmountings;springfoundation;naturalfrequency;vibrationisolationefficiency;Taohuajiang 1概述 汽轮发电机基础分为常规框架式基础和弹簧隔振基础两种;常规框架式基础(以下简称常规基础)其主要缺点在于对基础条件要求高,仅适用于地震烈度小的硬地基,基础造价大;振动传递系数大,动力计算复杂,对长轴系、超大、超重的汽轮机组不适应。弹簧隔振基础(简称弹簧基础)隔振效果好,对地基的要求条件低,可以自动消除基础的不均匀沉降;设备安装调整方便,可在不停机的情况下实现机组的快速调平对中,经济效果明显;弹簧隔振系统解除了台板与下部结构之间耦合,使汽机基础的下部结构与汽机厂房的基础框架连接成整体,可以很好抵抗高烈度的地震,可简化厂房设计。 三代核电是当前核电发展的趋势。机组容量提升、寿命延长是三代核电的特点,汽轮机容量从目前的1100MW提高到1250-1900MW。汽轮机组从全速(50Hz)转向半速(25Hz)可以解决汽轮发电机组容量提升问题,是未来核电汽轮机组的发展的方向。 半速汽轮机机组的工作扰频与用常规基础的基频接近,产生了调频和隔振问题。弹簧基础具有很多优点,是否可以有效解决半速机调频和隔振问题,同时降低启动、正常运行时传递到设备与基础的扰力,实现核电汽轮机组功率提升及设备寿命延长,是我们考虑的方向。 2大容量核电机组采用半速机的原因 核电机组蒸汽特性决定低压缸末级叶片超大超长 核电汽轮机的最大出力和大容量常规火电不同,核电站核岛产生的蒸汽是饱和蒸汽,其单位蒸汽的做功能力低于常规火电的过热或超临界蒸汽。功率输出相同时,核电汽轮机的蒸汽流量比常规 电站大得多,见表1。汽机蒸汽流量和汽机通流面积成正比,在低压缸配置数量相同时,核电汽轮机末级叶片的比常规火电长得多。 表1:百万千瓦汽轮机组蒸汽参数情况 叶片材料强度限制全速机的叶片加长 由离心力引起的动叶片拉伸应力[σ]由下式表达, [σ]=MRω2式中: M—动叶片质量R—平均旋转半径ω—角速度 从式子可以看出,动叶片的应力和转速的平方成正比,当全速机末级叶片应力强度达到极限值时,半速机的叶片应力才到限制的1/4,当然这是理论值,实际情况全速机的应力比半速机高倍。在不超过叶片材料强度的限值时,半速机组容量有倍的提升空间。 我国典型百万kW全速机组和半速机组的参数见下表2: 表2:全速机组和半速机组长叶片参数 以田湾WWER1000为例,叶片高度为1200mm,材料为钛合金
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