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1、1200MW 、1000MW、800MW級級汽輪發(fā)電機介紹汽輪發(fā)電機介紹上海電氣電站集團上海電氣電站集團介紹內容介紹內容 1200MW1200MW、1000MW1000MW級發(fā)電機介紹級發(fā)電機介紹 800MW800MW級發(fā)電機介紹級發(fā)電機介紹 3.3.總結總結1.1 1.1 1. 1. 1200MW1200MW、1000MW1000MW級發(fā)電機介紹級發(fā)電機介紹 1200MW級:級: THDF125/78型型 1000MW級:級: THDF125/67型型 2003年上海電氣引進西門子百萬級發(fā)電機技術上海電氣完全掌握西門子THDF125/67型百萬級發(fā)電機設計、制造技術 THDF125/67型發(fā)

2、電機已在玉環(huán)(4臺)、外高橋電廠(1臺)成功投運 THDF 125/67型為基礎,采用西門子技術,結合客戶的需要, 設計開發(fā)了1200MW發(fā)電機 SIEMENS公司公司1000MW級單軸、全速發(fā)電機業(yè)績表級單軸、全速發(fā)電機業(yè)績表 型號電 廠地點容量MVA轉 速r/min投運年份THDF 115/78Goesgen瑞士114130001978THDF 115/67Bergkamen德國91130001981THDF 115/67Heyden德國95030001987THDF 115/78Trillo西班牙114730001988THDF 125/78Boxberg德國114430002000TH

3、DF 125/78Niederaussem德國122330002002THDF 125/67外高橋 1#上海100030002003THDF 125/67外高橋 2#上海100030002004注:外高橋注:外高橋2# 為上海電氣與為上海電氣與SIEMENS合作生產合作生產 上海電氣上海電氣 1000MW級發(fā)電機投運業(yè)績表級發(fā)電機投運業(yè)績表電廠電廠地點地點投運年份投運年份華能玉環(huán)電廠#1浙江2006華能玉環(huán)電廠#2浙江2006華能玉環(huán)電廠#3浙江2007華能玉環(huán)電廠#4浙江2007上海外高橋電廠三期1上海2008冷卻器罩定子機座出線盒多級軸向風扇軸承座定子繞組轉子軸承座1200MW1200MW

4、、1000MW1000MW級發(fā)電機結構示意圖級發(fā)電機結構示意圖 1000MW發(fā)電機發(fā)電機1200MW發(fā)電機發(fā)電機冷卻方式定子繞組水內冷,轉子氫內冷,鐵心氫冷定子繞組水內冷,轉子氫內冷,鐵心氫冷容量(MVA)11121333額定定子電壓(kV)2727額定定子電流(A)2377828510功率因數(shù)0.90.9額定氫壓(表壓) (MPa)0.50.5短路比0.480.45勵磁電流 (A)58875971勵磁電壓 (V) 80 437505直軸暫態(tài)電抗xd (%)23.823.1直軸次暫態(tài)電抗xd”%)18.217.81000MW與與1200MW發(fā)電機主要技術數(shù)據(jù)發(fā)電機主要技術數(shù)據(jù) 勵磁方式:勵磁方

5、式: - 可配無刷勵磁或靜態(tài)勵磁系統(tǒng) 無刷勵磁機無刷勵磁機 無刷勵磁機轉子和整流盤無刷勵磁機轉子和整流盤THDF 125/67THDF 125/67型百萬級發(fā)電機外形圖(無刷勵磁)THDF 125/67THDF 125/67型百萬級發(fā)電機外形圖(靜態(tài)勵磁) 1000MW1000MW及及1200MW1200MW發(fā)電機的優(yōu)點發(fā)電機的優(yōu)點q 定子電壓高,定子電流和電磁力小,定子絕緣可靠定子電壓高,定子電流和電磁力小,定子絕緣可靠 - 發(fā)電機定子電壓均選擇27kV,目前世界上投運發(fā)電機中定子線圈最高電壓, 定子電流和電磁力小,發(fā)電機出水溫升低 - 線棒采用可靠的VPI絕緣系統(tǒng),上海電氣已有多年制造經(jīng)驗

6、 - 定子鐵心支持筋有絕緣,進一步減少了定子鐵心短路的可能性 - 線棒的槽內部分通過防暈結構來減小絕緣與槽壁間的電暈放電27kV定子線棒采用優(yōu)良可靠的絕緣系統(tǒng),真空壓力浸漬VPI工藝,確保真正的無隙高壓絕緣,具有優(yōu)良的電、機械和熱性能,并且還能防水、防油。 定子電壓高,定子電流和電磁力小。定子電壓高,定子電流和電磁力小。可靠的防暈層設計。可靠的防暈層設計。1.換位墊條 - 云母板 2.成型墊條 - 云母板 3.冷卻管 - 奧氏體鋼 4.排間絕緣 - 環(huán)氧樹脂 5.MICALASTIC絕緣 - 真空環(huán)氧樹脂浸漬的云母帶 6.外防暈層 - 導電聚酯膠帶 7.內部電位控制 - 半導體帶 8.絕緣股線

7、 - 玻璃纖維編織絕緣 主要優(yōu)點(續(xù))主要優(yōu)點(續(xù)) q 定子繞組固定結構可靠(定子繞組固定結構可靠(SIEMENSSIEMENS公司大容量均采用此結構,效果好)公司大容量均采用此結構,效果好) - 采用西門子公司成熟的剛-柔固定結構,徑向、切向剛度很大,軸向能自由伸縮 - 定子線圈端部電連接采用機械連接,便于檢查和檢修 - 定子線圈端部固定采用大錐環(huán)、弧形壓板結構,整個端部線圈間澆墊成整體 - 定子端部線圈漸伸線采用變間距設計,增大線圈隔相距離 - 徑向采用具有自鎖彈性自調整支緊結構,軸向用定位件支撐加以軸向定位, 整個定子線圈端部在運行時能伸縮 - 定子線圈端部外包保護層,便于今后維修 線

8、圈端部繞組用壓板和高強度絕緣螺栓夾緊到剛性絕緣大錐環(huán)上,該大錐環(huán)由定子機座支撐并允許在機座內軸向移動,整個端部線圈間澆墊成整體,形成端部繞組 “剛-柔”結構,能夠承受突然短路、錯相合閘、過電流等沖擊。- 轉軸采用高質量的NiCrMoV合金鋼鍛件- 護環(huán)采用抗腐蝕性能良好的18Mn18Cr高強度反磁合金鋼主要優(yōu)點(續(xù))主要優(yōu)點(續(xù)) q 發(fā)電機冷卻方式發(fā)電機冷卻方式 - 冷卻風路設計均勻,各部分溫升低 - 定子線圈采用水內冷,鐵心采用軸向通風冷卻 - 轉子線圈槽部采用軸向徑向通風,端部采用兩路通風 - 轉子單側有多級壓氣機型高壓風扇,極心有4個阻尼槽 - 機內通風采用抽風式 - 發(fā)電機額定氫壓0

9、.5MPa(表壓) 熱風冷風發(fā)電機通風示意圖正視圖俯視圖主要優(yōu)點(續(xù))主要優(yōu)點(續(xù)) q 調峰能力強調峰能力強 - 可滿足調峰二班制運行 - 發(fā)電機運行壽命期間,允許機組開停機10000次 - 定子繞組端部固定中的絕緣支架系通過反磁彈簧板固定在定子鐵心端部結構件上,有效的減小繞組絕緣中產生的機械力。 - 轉子槽絕緣內表面、槽楔下墊條靠銅線側、轉子護環(huán)下絕緣筒內圓等與轉子繞組 相接觸部分皆貼有聚四氟乙烯滑移層,這樣在開停機和負荷變化時轉子繞組能較 自由的熱脹冷縮,防止繞組變形和絕緣損傷。主要優(yōu)點(續(xù))主要優(yōu)點(續(xù)) q 進相運行能力高進相運行能力高 - 鐵心端部采用齒壓板和壓圈壓緊,齒壓板、壓圈

10、處有風道,通風效果好。 - 磁屏蔽上有多道徑向通風道以使冷風通過進行冷卻,內圓表面呈階梯形。 - 發(fā)電機端部附加損耗小,溫度低 q 負序能力高負序能力高 - 轉子槽楔為高導電率材料,并確保槽楔和轉子護環(huán)間良好的電接觸 - 轉子每個大齒上開有4個阻尼槽,阻尼槽楔材料為強度高、導電率好的銅合金槽楔 - 本系統(tǒng)經(jīng)長期運行驗證為非常好的阻尼繞組系統(tǒng)1.2 1.2 專題說明、對比及論證專題說明、對比及論證 1000MW、1200MW采用采用SIEMENS計算程序設計開發(fā)計算程序設計開發(fā) 從SIEMENS引進的SID程序 SIDSiemens Integrated Design Environment(

11、西門子西門子綜合設計環(huán)境綜合設計環(huán)境) 通過通過THDF 125/67型發(fā)電機引進和百萬級發(fā)電機培訓,已全面掌握型發(fā)電機引進和百萬級發(fā)電機培訓,已全面掌握q 電磁與通風計算電磁與通風計算 - 汽輪發(fā)電機參數(shù)計算程序 - 短路衰減曲線計算程序 - 汽輪發(fā)電機磁路計算程序 - 損耗和效率計算程序 - 定子線圈溫升計算程序 - 轉子線圈溫升計算程序 - 轉子線圈端部通風和溫升計算程序 轉子軸系計算轉子軸系計算IRAPIRAP程序用于橫振計算程序用于橫振計算PHSPHS程序計算扭振程序計算扭振定子端部模態(tài)分析 端部電磁場有限元分析 ANSYSANSYS有限元分析技術(有限元分析技術(FEAFEA) 轉

12、子轉子FEA有限元分析設計有限元分析設計v設計滿足設計滿足10,000次啟停機次啟停機v集中應力分析集中應力分析v裂紋增長分析裂紋增長分析 三維三維PRO-EPRO-E輔助設計輔助設計發(fā)電機定子嵌線三維設計(局部)發(fā)電機定子嵌線三維設計(局部)發(fā)電機定子機座裝配三維設計發(fā)電機定子機座裝配三維設計 流體動力的計算分析流體動力的計算分析CFD在發(fā)電機工程上:v用于GDE方法上輸入計算 v用于獲得對流體領域的了解 v用于減少通風試驗v用于增加發(fā)電機容量 與與1000MW發(fā)電機相比,發(fā)電機相比, 1200MW發(fā)電機的變化發(fā)電機的變化q 鐵心長度的變化鐵心長度的變化 - 定子電壓27kV保持不變,鐵心長

13、度變長約1.16倍1000MW級級1200MW級級鐵心長度(mm)67007800轉子本體長(mm)67307830q 定子槽數(shù)、定子外徑的變化定子槽數(shù)、定子外徑的變化 - 轉子外徑不變,氣隙寬不變 - 目標:磁密保持相近 - 定子槽數(shù)從42槽變?yōu)?6槽(約1/1.17),定子外徑從3280變?yōu)?2001000MW級級1200MW級級定子槽數(shù)4236氣隙磁密(Gs)1212712014定子軛部磁密(Gs)1356113866定子齒部磁密(Gs)2330923217定子線負荷(A/cm)22552317勵磁電流 (A)58875971勵磁電壓 (V) 80 437505q 定子線規(guī)的改進定子線規(guī)

14、的改進 - 槽數(shù)減小,槽寬變大 - 線規(guī)的變化,以控制定子電流密度 - 空心股線材料的變化,增加導電面積1000MW級級1200MW級級定子槽尺寸(mm)44.5234.552.3216.3定子銅線規(guī)格(mm)空心不銹鋼:144 壁厚0.9 實心銅線: 141.8空心銅線:8.54.4 壁厚1.2 實心銅線:8.52股數(shù)上層 空/實:2排,每排 5 /25下層 空/實:2排,每排 5/ 25上層 空/實:4排,每排 8 / 16下層 空/實:4排,每排 6/ 12定子電流密度(A/mm2)9.55上層/下層 :7.65/10.21000MW級發(fā)電機槽內布置級發(fā)電機槽內布置1200MW級發(fā)電機槽

15、內布置級發(fā)電機槽內布置1000MW、1200MW級發(fā)電機重量比較級發(fā)電機重量比較1000MW、1200MW發(fā)電機溫升比較發(fā)電機溫升比較1000MW發(fā)電機發(fā)電機1200MW發(fā)電機發(fā)電機轉子重量(t)88102定子運輸重量(t)4624901000MW發(fā)電機發(fā)電機1200MW發(fā)電機發(fā)電機國標要求國標要求定子繞組出水溫升 (K)2228.885 轉子繞組溫升 (K)3640110 定子鐵心溫升 (K)5162120 2. 800MW級汽輪發(fā)電機介紹級汽輪發(fā)電機介紹 推薦機型:推薦機型: QFSN-800-2型型 技術基礎:西門子技術基礎:西門子THDF118/56型發(fā)電機型發(fā)電機 與與SIEMENS

16、合作制造了合作制造了THDF118/56型型600MW級發(fā)電機級發(fā)電機 2006年年12月,首臺月,首臺THDF118/56型,鄂爾多斯電廠投運型,鄂爾多斯電廠投運 目前國內共有目前國內共有10 臺該型號汽輪發(fā)電機正式投運,性能良好臺該型號汽輪發(fā)電機正式投運,性能良好 上海電氣上海電氣 THDF 118/56型發(fā)電機業(yè)績表型發(fā)電機業(yè)績表電廠電廠地點地點容量容量轉速轉速投運年份投運年份鄂爾多斯電廠#1、/#2內蒙古600MW3000 r/min2006/2007黃金埠電廠#1、#2江西600MW3000 r/min2007襄樊電廠#1、#2湖北600MW3000 r/min2007費縣電廠#1、

17、#2山東600MW3000 r/min2007淮南田集電廠 #1、#2 安徽600MW3000 r/min2007 與與THDF118/56型發(fā)電機相比,型發(fā)電機相比, QFSN-800-2型的主要變化:型的主要變化:p 發(fā)電機定子鐵心加長(從5588mm增加到6150mm)p 定子電壓由20kV升至22kVp 相應提高定子槽對地雙邊絕緣厚度p 增加了空心導線的通水面積,降低定子繞組溫升THDF 118/56型型QFSN-800-2型型額定功率MW 600800功率因數(shù) 0.9(滯后)0.9 (滯后)定子電壓kV 2022額定氫壓MPa(g) 0.40.5勵磁電壓(90)V 382416勵磁電

18、流A 46385439定子線圈出水溫升K1721轉子線圈溫升(電阻法)K4248定子鐵心溫升K 5455臨界轉速 rpm(一階/二階) 762/2231 664/1927 轉子重量(t) 71.2 78 定子運輸重量(t) 293 322 定子運輸尺寸(mm) 1066140004188 1122340004188 THDF 118/56型和型和QFSN-800-2型發(fā)電機技術數(shù)據(jù)型發(fā)電機技術數(shù)據(jù) 800MW800MW發(fā)電機總體結構示意圖發(fā)電機總體結構示意圖汽端汽端 出線盒和磁套管出線盒和磁套管氫氣冷卻器氫氣冷卻器定子鐵心定子鐵心機座機座 端蓋軸承端蓋軸承雙流密封環(huán)雙流密封環(huán) 定子端部線圈定子端部線圈轉子轉子勵端勵端 定子端部線圈剛定子端部線圈剛- -柔固定結構柔固定結構 定子鐵心磁屏蔽支撐環(huán)大錐環(huán)并聯(lián)環(huán)定子總水管123456 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)定子鐵心通過鐵心軸向風道

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