岭澳二期汽轮发电机组技术不同点.doc

第三篇 TG专题岭澳二期汽轮发电机组（简称TG）采用半速汽轮发电机组，汽轮机本体结构和相关的辅助系统都有较大变化。本专题就专门对岭澳二期半速汽轮发电机组改进进行介绍。岭澳二期汽轮发电机组技术不同点岭澳二期汽轮发电机组技术不同点概况岭澳二期的汽轮发电机组采用半速汽轮发电机组，转速为1500rpm。从世界范围看，半速汽轮机是核电发展的方向，较全速汽轮机有一定的优势，但自主化、国产化的难度略有增加。岭澳二期汽轮发电机组的供货方为东方汽轮机厂、东方电机厂等。为了实现国产化、自主化，供货厂家与ALSTOM合作，主要设备由ALSTOM直接生产供货，然后再逐渐将技术转移给东方汽轮机厂、东方电机厂等，最后实现设备国产化、自主化的要求。岭澳二期的汽轮发电机组与岭澳一期的全速机相比，主要技术不同点如下表所示：一、 改进原因岭澳一期采用的是转速为3000转/分的汽轮发电机组，在这样高的转速下，对于汽轮机本体和相关的辅助系统和配套系统都有较高的要求。目前，半速汽轮机已经是世界各国的发展的方向，它较全速汽轮机在性能上一定的优势，在辅助系统和设施上都有一定的简化。由于核电汽轮机本身循环的特点，即饱和蒸汽循环，随着用户要求单机功率的增加，其低压缸的数目和排汽面积也相应增大，这对汽轮机组设计而言存在以下难点：1、 应力问题要增大机组的排汽面积，就要求末级叶片变得很长，从而叶片根部受到的应力也会变得很大。这对于材料的选择提出了很高的要求，也使安全性受到影响。目前，解决这个问题的方法就是降低汽轮机的转速，以减小叶片根部受到的应力。2、 极限功率的瓶颈问题由于末级叶片的高度直接影响机组能发出的功率，要提高机组的极限功率，需提高末级叶片高度，或是采用更多的轴数。但轴数的增多又会影响机组的稳定性，对设备的要求更高。因此，采用半速汽轮机方案来增加末级叶片高度是解决这个问题的很好的方法。3、 安全性，超速风险由于相应的部件尺寸增加，其储能水平明显提高，在湿蒸汽运行条件下，汽水分离再热器蒸汽管道和机组通流部分的内部表面必然滞留大量的水膜，一旦工况变化，蒸汽压力急剧下降，将导致闪蒸，造成转子超速。因此，转速较低的半速机方案将是电站的很好的选择。另外，根据目前的技术水平，岭澳二期的汽轮发电机组采用半速机相比于全速机而言，还有以下优势： 采用半速汽轮发电机组，岭澳二期机组效率将由34%提高到36%，实际出力将比岭澳一期增加7%。 半速机转子数量少，整个轴系分段少（7段以下），振动明显小。 岭澳二期采用半速汽轮发电机组后，给水系统采用3台*50%负荷的电动给水泵，这将使得机组更安全可靠，也减少了设备的维修工作量。 半速机的经济性好。以广东地区为例，设全速机为15亿美元/百万千瓦，则半速机单位造价14.6亿，即是说采用半速机的单位造价将比全速机下降很多。基于以上原因，再反馈国内外众多大功率机组的设计经验，岭澳二期选用了半速汽轮机组。这也是国家对CPR1000堆型和配套汽轮机实现国产化、自主化的要求。二、 改进方案：岭澳二期的汽轮发电机组采用半速汽轮发电机组，转速为1500rpm，供货方为东方汽轮机厂、东方电机厂等。为了实现设备国产化、自主化要求，供货厂家与ALSTOM合作，采用主要设备由ALSTOM直接生产供货，然后再逐渐将技术转移给东方汽轮机厂、东方电机厂等，最后实现设备的国产化、自主化。岭澳二期采用半速汽轮发电机组以后，汽轮机本体结构和相关的辅助系统主要有以下变化： 采用三缸四排汽的结构，即：高中压缸合缸，低压缸由岭澳一期的三个变为两个。 高中压缸为单层缸，无隔板套。 MSR的出口蒸汽经过四根管道接入中压缸，中压缸排汽直接和低压缸相连。 低压缸采用“独立低压排汽”： 外缸与冷凝器焊接，没有了岭澳一期低压缸与凝汽器之间的狗骨。内外缸之间采用柔性连接；整个低压缸模块重量由低压内缸承担。 整个汽机的滑销系统与一期不同，高中轴承箱落地、LP都是坐在内缸上； 高中压转子为整锻焊接，高压锻整锻部分和三个中压段的整锻部分焊接成一个高中压转子，低压转子为十段焊接到一起的焊接转子。岭澳一期高压转子为整锻转子，低压转子为锻造转子。 低压转子末级/次末级静叶为空心叶片，岭澳一期的末级叶片是锻造后直接进行加工。 汽轮机的排汽设计背压5.6kPa（CEX凝汽器面积增大了），岭澳一期排汽设计背压7.5kPa。 机组流动效率提高了，从岭澳一期的33-34%提升至37%，热耗降至9612.5KJ/KWh， 比一期降低约5。 汽轮机盘车装置设在机头前箱内（1轴承箱内），手动也在电机上；岭澳一期电动盘车设在励磁机后部； 前箱内取消机械保护装置，没有机械飞锤，机组的超速保护靠前1轴承箱内测速探头，3取2跳机；岭澳一期采用了两个超速飞锤的机械保护。 轴承采用可倾瓦式（3块），岭澳一期采用的是圆筒瓦结构； 汽轮机汽封系统正常运行时，来自高压段的自供汽（高、中及阀杆漏汽）已不能满足低压缸汽封用汽量，需要投入辅助蒸汽；而岭澳一期为自供汽结构。 润滑油系统采用套装油管，即进油管在回油管内，而岭澳一期采用的是分开布置的形式。 高压截止阀和调节阀采用水平垂直布置形式，岭澳一期为水平同轴布置。 给水系统采用3台电动给水泵，而岭澳一期为两台汽动给水泵和一台电动给水泵的形式。采用半速汽轮发电机组以后，受影响的系统主要有：u 汽轮机部分 GPV 汽机蒸汽和疏水系统 GGR 汽机润滑、顶轴和盘车系统 CET 汽机轴封系统 GRE 汽机调节系统 GSE 汽机保护系统 GME 汽机监视系统 GFR 汽机调节油系统 GTH 汽机润滑油处理系统u 发电机部分 GEX 发电机励磁和电压调节系统 GHE 发电机密封油系统 GST 发电机定子冷却水系统 GRH 发电机气冷却系统 GRV 发电机气供应系统u 关联系统 ABP 低压给水加热器系统 CEX 凝结水抽取系统 GCT 汽机旁路系统 GSS 汽水分离再热器系统下面将按系统对岭澳二期采用半速机后的影响进行描述。第01章 汽轮机部分第01节 GPV汽机蒸汽和疏水系统第02节 GGR汽机润滑、顶轴和盘车系统第03节 CET汽机轴封系统第04节 GFR汽机调节油系统第05节 GTH汽机润滑油处理系统第02章 发电机部分第01节 GEX 发电机励磁和电压调节系统第02节 GHE 发电机密封油系统第03节 GST 发电机定子冷却水系统第04节 GRH/GRV 发电机氢气冷却和供应系统第03章 仪控部分第01节 总体介绍第02节 GRE/GSE汽机调节、保护系统第03节 GME汽机监视系统第04章 关联系统第01节 ABP 低压给水加热器系统第02节 CEX 凝结水抽取系统第03节 GCT 汽机旁路系统第04节 GSS汽水分离再热器系统第01章 汽轮机部分岭澳二期半速机设计为单轴、三缸（高中压合缸）、四排汽、冲动凝汽式半转速汽轮机，旋转方向：逆时针(从汽机向电机方向看)，额定转速：1500rpm，最大额定净功率：1086.94 MWe，其它主要参数见表1.1.1所示：表1.1.1 岭澳二期半速机主要参数表第01节 GPV汽机蒸汽和疏水系统岭澳二期GPV系统与岭澳一期的GPV系统相比，主要不同点在于：汽轮机转速不同、功率不同、制造厂家不同、各部件的尺寸重量不同、蒸汽参数不同、汽缸数量不同（岭澳二期为HIP合缸）、支持轴承数量和形式不同、LP内外缸软连接/内缸支撑不同、转子制造工艺不同（岭澳二期为分段焊接）、LP缸第4/5级叶片结构不同（岭澳二期为空心叶片，末级动叶片加长为57”，增大了通流面积）。附图1.1.1是岭澳二期GPV系统示意图，附图1.1.2是GPV系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图供参考）。岭澳二期GPV每台机组的额定功率为1086.94MWe，属于三缸再热汽轮机，2个LP缸4排汽至CEX凝汽器。根据目前所掌握的资料，对该主汽轮机的部件大致介绍如下： 1个：高中压联合冲动式汽缸，HP/IP焊接转子，HP转子整体锻造，IP部分为焊接。一个水平中分的外缸，内装持环和隔板。 2个：双流式LP缸，转子为焊接，十段九焊逢。内部结构是，内缸为水平中分，内装LP隔板，与排汽环/轴承一体，排汽罩为焊接结构，法兰螺栓连接，通过O-RING密封软连接在端部的排汽环上。 1个：前端的HP轴承座，内装HP前轴承、测速系统、主电盘车及SSS型自动离合器、辅助盘车、同轴驱动的主油泵。 1个：后端的IP轴承座，内装推力轴承和IP后端的径向轴承。 22个：LP轴承座，与LP缸的排汽环、径向轴承一体。 4个：主蒸汽入口阀室，每组包含1个截止阀和1个开关型控制阀，及高压部分的管路，带有永久的粗滤网，与阀一体。 4个：翻板型再热蒸汽阀室，每组包含1个截止阀和1个控制阀，及IP部分的管路。 1套：液压驱动机构，用于每一个截止阀和控制阀， 2个：IP与LP汽缸的连接管道及支撑件。 4+4个：汽缸与进汽阀门之间的管道和支撑件。 1套：抽蒸汽的出口连接（包括抽出的逆止阀和附件，蒸汽抽出管道至LP加热器，在CEX凝汽器的喉部）。 22个：防护LP缸的爆破膜 2个：真空破坏阀，AC电机驱动 1套：基础台板，及顶丝和基础固定螺栓对于各个部件更详细的介绍，将在制造厂家提供完整的图纸和资料后，在下一版（2009年初出版）中进行补充。岭澳二期GPV系统的设计还有以下变化：1. 蒸汽流程变化 岭澳一期汽机的蒸汽流程及其参数如下：新蒸汽(64.3bar,280,1613.4kg/s)高压缸(7.8bar,169,1208.9kg/s) 汽水分离再热器(7.53bar,265.1,1008.9kg/s) 低压缸(0.075bar,40.3,826.4kg/s) 岭澳二期汽机的蒸汽流程及其参数如下：新蒸汽(64.3bar,280.1,1613.4kg/s) 高压缸(9.733bar,178,1242.36kg/s) 汽水分离再热器(9.356bar,268.8,1069.9kg/s) 中压缸(3.098bar,152.6,962.03kg/s) 低压缸(0.056bar,34.9,823.54kg/s)。2. 疏水管线的变更汽机疏水由原来的高压进汽环管与汽室疏水；冷再热管道疏水；汽缸本体疏水变为永久疏水和启动疏水两部分。其中永久疏水包括：高压进汽环管疏水（301BA）；高压缸本体疏水（006/007DI）；冷再热管道疏水(通过U型管排往GSS103/203BA)。启动疏水包括：高压进汽阀阀体疏水（101VL）；301BA的疏水（启动期间通过111VL排往CEX）；中压进汽管道疏水（121VL）；低压缸进汽联通管疏水（131VL）。3. 疏水阀设计的变更（1） 高压汽室与高压环管疏水一期疏水管线上有疏水器和电动疏水阀，启动期间打开电动疏水阀，正常运行期间关闭疏水阀，由疏水器疏水。二期是作为永久疏水，疏水管线上没有阀门，当疏水量小时，疏水箱GPV301BA的液位不能保持时，可能会导致主蒸汽经301BA泄漏至GSS203BA。（2） 疏水管线设置一期：所有疏水管线上均设有电动疏水阀和旁路疏水器。所有电动疏水阀两端均设有手动隔离阀。二期：对于永久疏水，未设置疏水阀。对于启动疏水，仅设置有气动疏水阀，未设置旁路疏水器。启动期间，打开气动疏水阀，负荷高于30%时，关闭疏水阀。对于抽汽管道疏水，考虑到3抽与4抽是过热蒸汽，管道逆止阀前仅设有气疏水阀，未设置旁路疏水器。启动期间，打开气动疏水阀，负荷高于30%时，关闭疏水阀。所有气动疏水阀两端均未设手动隔离阀，无法在线检修。4. 取消CAR系统岭澳二期的设计取消了岭澳一期的CAR系统，将原CAR系统的低压缸喷淋冷却功能加入GPV系统，以完成在汽机低负荷情况下,提供来自CEX的喷淋冷却水，避免蒸汽流量不足导致的低压缸末级叶片通风冷却不足和低压缸缸体温度过高的功能。5. 增加真空破坏设计岭澳二期的设计增加了紧急情况下，快速破坏冷凝器真空的功能：开启GPV098/099VA迅速破坏真空，实现快速停机。真空破坏阀可由操纵员在主控室手动开启和关闭。附图1.1.1 岭澳二期GPV系统示意图附图1.1.2 GPV系统流程图第02节 GGR汽机润滑、顶轴和盘车系统岭澳二期GGR系统与岭澳一期的GGR系统相比差异很大，主要反映在：主油箱容量不同，主油泵类型不同，盘车装置不同，油管道布置形式不同，下面分别做一简单介绍：1. 主油箱设计不同岭澳二期GGR主油箱由东汽厂自行设计和制造，总容积约为114m3（岭澳一期为86.4m3），当在最高液位时，容纳的润滑油约为82m3（岭澳一期为64m3）。2. 主油泵类型不同岭澳二期的主油泵为容积式齿轮泵（由转子带动齿轮变速装置变速传给主油泵后，由两个转轮挤压做功达到升压的目的），达到额定工况时的转速为1350rpm，其设计流量为170 l/s。3. 盘车装置布置不同盘车装置由主盘车装置和辅助盘车装置组成，主盘车装置中又包括了手动盘车，盘车装置设在机头前箱内（1轴承箱内），手动也在电机上（岭澳一期电动盘车设在励磁机后部）。主盘车的转速为8rpm；辅助盘车为事故状态下的液压点动，转速为5转/小时。4. 油管道布置形式不同岭澳二期的油管道采用套管形式，供油管道在穿行在回油管道中。这种布置方式简化了管道走向，节省了管道布置空间。图1.2.1、图1.2.2分别是GGR系统轴承润滑、顶轴油部分的系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图供参考）。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期整个GGR系统的设备做如下的介绍： 主润滑油泵为100%负荷，汽轮机轴驱动，安装在HP前箱内 1套油箱装置 1套就地消防喷淋装置 一台100%负荷的辅助润滑油泵（AC电机驱动） 一台40%负荷的应急润滑油泵（DC电机驱动） 一套顶轴油系统，包括2台100%负荷的顶轴油泵（AC电机驱动） 2台100%负荷的油汽排除风机（AC电机驱动） 2台100%负荷润滑油过滤器，及手动操作切换阀 2台100%负荷的管式润滑油冷却器，及手动操作切换阀 一个润滑油温度控制阀 一个润滑油压力控制阀 1套在线的润滑油净化装置图1.2.1 GGR系统流程图（轴承润滑部分）图1.2.2 GGR系统流程图（顶轴油部分）第03节 CET汽机轴封系统岭澳二期CET系统与岭澳一期的CET系统相比差异很大，主要反映在：1. 岭澳二期没有溢流站（设计的最大漏汽量也不能满足低压轴封的 用汽，低压轴封还需要辅助汽源）； 2. 二期没有安全阀（供汽阀门全开时都能满足供汽母管内的汽压不超压）； 疏水通过U形管由供汽母管接到回汽母管（U形管高度要保证供汽与回汽间的压差）。 3. LA II高压缸后汽封由三个密封腔室构成，高压主汽调节阀杆由一个密封腔室构成，其余的轴端密封均由两个密封腔室构成；4. LA II供汽压力为0.115Mpa(a); 高、中压缸之间为了防止蒸汽高压蒸汽泄漏到中压缸中，也设计了一个汽封装置，将回汽分别引到高压抽汽中。5. 由于汽封在转子中部挠曲最大处，因此可能给检修带来更高的要求。图1.3.1是CET系统原理图。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期整个CET系统的设备做如下的介绍： CET轴封系统部分 一台轴封冷凝器，带有2个100%的排出风机（AC电机驱动） 1个气动轴封蒸汽进入阀（主蒸汽） 1个气动轴封蒸汽进入阀（辅助蒸汽） 1个气动轴封蒸汽压力控制阀（主蒸汽） 1个气动轴封蒸汽压力控制阀（辅助蒸汽） 1个气动轴封蒸汽排放控制阀 1个卸压阀 1个冷凝器排放储存箱 1台蒸汽过滤器 其它辅助系统： 一套LP汽缸排放喷淋系统（岭澳一期CAR系统的功能合并到GPV内） 1套汽机内部疏放系统，有一个气动排放阀和一个闪蒸箱 1套抽汽管线，有气动排放阀 1套蒸汽回流保护，包括安装在给水加热器排放管线A3到A7（另外一个自由翻板逆止阀，也可从蒸汽排放管线供给除氧器）上的气动逆止阀，排放管线A1和A2上没有逆止阀。 附件 1套热隔热设施，用于汽轮机、汽室与下部管线、再热管线的冷段与热段。 1套声学保护屏障和控制板 1套专用工具用于运输、安装、调试和维修，通用于2台机组 1套嵌入部件 1套平台和过道，以供支撑框架用于主截阀、主控制阀、再热截阀、再热控制阀、对轮组件等通过图1.3.1 CET系统原理图第04节 GFR汽机调节油系统岭澳二期GFR系统与岭澳一期的GFR系统相比差异很大，主要反映在：制造厂家不同，主油箱容量不同，系统压力不同，流量不同，油管道布置形式不同，蓄能器结构数量不同，冷却/净化回路设计不同。汽机调节油系统向汽轮机高、低压缸的截止阀和调节阀供油，还向汽轮机保护系统提供动力油，经保护系统后变为保护油作为截止阀和调节阀脱扣时的操作手段。压力油系统配有2台高压柱塞变量泵（2泵冗余配置，一台运行，一台备用），电机额定功率30KW，泵最大流量100l/min，压力油从高压油泵排出后经过滤网和一个共用的蓄能器，再进入各个阀门实现控制功能，控制油压为120bar，控制油箱的容积为1200升。图1.5.1是GFR系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图供参考）。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期GFR系统的设备做如下的介绍： 一个油箱装置，包括： 2台100%的动力油泵（AC电机驱动） 2台100%的控制油过滤器 1个闭式回路温度控制与过滤系统 1个闭式回路油化学处理系统 1个控制油压力蓄能器 1台冷却器 1个取样接头 1台传输泵（AC电机驱动） 1个电液安全系统，三取二跳机组件 1组配套的仪表设备图1.5.1 GFR系统流程图第05节 GTH汽机润滑油处理系统岭澳一期GTH系统使用的是离心式过滤装置，其附属设备多，启、停操作复杂，导致设备的故障率高。另外，由于离心式工艺流程要求将润滑油加热至70度，极易导致油的污染和提前老化失去作用。因此，岭澳一期在商运几年后在L204/105大修中对该套汽轮机油过滤系统进行了改造，采用一种新的过滤方式：精密过滤加高效脱水装置（为白色集成装置，北京成天倍达配套设备。该公司老板为中国过滤协会会员，博士，自主开发，与PALL公司生产的相同）。岭澳二期GTH系统设计时借鉴岭澳一期GTH系统的经验反馈和改造实践，也采用精密过滤加高效脱水装置，是由ALSTOM配套选型，供货厂家为PALL公司，其工作原理参见图1.6.1。图1.6.1 GTH过滤脱水装置工作原理图图1.6.2是岭澳一期改造后的GTH过滤脱水装置现场布置图，在此附上以作参考。该套精密过滤加高效脱水装置的特点是： 结构合理、造型美观，过滤精度高，通过更换滤芯过滤精度可达1m 脱水能力强，经本装置处理的油，油品中的自由水含量可小于100ppm 处理能力为400L/min；本装置既可以单独过滤，也可以过滤、脱水同时进行 设备设有进出口取样口，可随时对进出口油品进行取样分析图1.6.2 岭澳一期改造后GTH过滤脱水装置现场布置图第02章 发电机部分岭澳二期发电机与岭澳一期一样均是百万千瓦机组，整体发电机大小和特性与岭澳一期基本相同，最大的技术不同点是发电机转子励磁由二级改成四级励磁。转速与励磁级数的公式：n=60f/P，其中n表示转速，f表示频率，P表示级对数。根据该公式可知，二级励磁改成四级励磁后，转速就由3000转/分改成1500转/分（3000转我们称为全速，1500转就叫半速）。第01节 GEX发电机励磁和电压调节系统岭澳二期GEX系统与岭澳一期的GEX系统相比差异很大，最大的技术不同点是由二个磁极改成四个磁极，转速由3000转/分改成1500转/分。另外，发电机制造方式也由ASLTOM国外制造，改成东方电气集团（DFEM）总包，转子在法国BELFORT制造，内定子在北京制造，外定子在东方电机厂制造。岭澳二期采用零序电压式及三次谐波式接地保护装置（大亚湾和岭澳一期均采用外部交流注入式发电机定子接地保护）；岭澳二期发电机采用无刷自动励磁系统，即主励磁机励磁电源取自发电机机端，由发电机机端经较小容量的励磁变、可控硅整流，供给主励机励磁（岭澳一期发电机采用他励自动励磁系统，即主励磁机励磁电源取自副励磁机和永磁机）。岭澳二期采用无刷励磁，其主要特点是：1. 无刷励磁的优点 无滑环、碳刷，无碳粉和铜沫污染,减少维护工作量 无滑环容量的限制，励磁机的容量可以作的很大 适合防爆环境 与静态励磁相比,控制功率大大减少,电机效率较高2. 无刷励磁的缺点 发电机转子电流、电压和温度的测量不方便 励磁系统的响应速度较低 不能直接对发电机磁场回路进行灭磁岭澳二期GEX发电机是一个高效全封闭的三相同步半速汽轮发电机（额定输出为1150MWe），型号为TA1100-78，法国ALSTOM制造4个磁极的核电发电机有成熟的经验。根据目前所掌握的资料，现对岭澳二期GEX系统的设备按发电机设备和励磁设备分别做如下的介绍：一、发电机设备1. 发电机主要特点 转子刚度大，4个磁极，纵向开槽，使圆周刚度均匀，减少径向旋转跳动 通过线棒间的水循环直接冷却定子绕组 绕组区域直接氢冷 使用2个叶片可拆卸的轴流风机，可对主要部件进行对称通风 通过旋转二极管励磁机进行励磁，悬装在发电机轴端，没有轴瓦支撑，紧凑布置，减小了轴系长度 额定运行参数： 海水温度 24 冷却水温度 29 再冷却氢气温度 37 定子绕组入口水温 37 岭澳二期技术规范 2004BH009A 基本参数： 有效功率 1150.00 MW 可视功率 1277.78 MW 功率因子 0.90 电压 24.00KV 电压范围 5.0% 转速 1500 rpm 频率 50 HZ 相数 3 相间连接 星形 绝缘等级 F 标准 IEC 定子/转子温度 IEC CLASS B 冷却水温度 29 运行参数： 短路比 0.55 电阻在95时 定子单相 0.00165欧 转子0.08013欧 转子额定电流 5791 A 转子额定电压 446 V 电抗：执行IEC 34-3 氢气在满功率的表压力 3.0bar 定子冷却水（去离子）流量 168.0立米/温度 59.8.0 氢气冷却水（去离子）流量 800.0立米/温度 29.0 氢气流量 56.0立米/温度 58.3 定子总重（运） 401T 转子总重 233 T2. 发电机及其相关系统、设备和附件 1套定子框架基座和螺栓 1套定子终板、轴承和油封衬套 4台氢冷器及配套的连接管道与阀门 1套定子铁芯、绕组、端子盒 1套高压套管和端子接头 1套转子和绕组、靠背轮 1套定子绕组和铁芯温度监测设备 1套中性点接地系统，包括变压器、机柜、连接电缆、中性端盖和附件等 1套发电机在线状况监测设备（安装在气控系统） 1套部分排放分析器 1套电流传感器，在出线和中性点的端子套管上：4个在出线侧（2个TPY型，2个0.2级），4个在中性点侧（2个TPY型，1个5P20型，1个0.2级）；另一侧的额定值为1安培，如果需要内置式电流传感器，则在供应商的范畴内会有的。 1套发电机和励磁机的隔音罩3. 发电机相关附图 图2.1.1是发电机纵向布置图 图2.1.2是定子端部绕组紧固支撑结构示意图 图2.1.3是发电机纵向剖面结构示意图 图2.1.4是发电机支持轴承（可倾瓦）结构示意图 图2.1.5是发电机定子大端盖结构图2.1.1 发电机纵向布置图图2.1.2 定子端部绕组紧固支撑结构示意图图2.1.3 发电机纵向剖面结构示意图 图2.1.4 发电机支持轴承（可倾瓦）结构示意图图2.1.5 发电机定子大端盖结构二、励磁机1. 励磁机主要参数 额定电流 161A 额定电压 97 V DC 最大电流（5秒）264A 最大电压 159 V DC 旋转二极管型号 SVU 27 SVD27 每个通道系列二极管数量 1个 每相最大电流 1275 A eff 可接受反电压 2700 V 熔丝的型号 700.CIG.URJ 950 额定电流 950 A 绝缘电压 700V 壳体型号 C1 旋转可用因子 G 运行曲线 UR 结构索引 J2. 励磁机及其相关设备和附件 1个交流主励磁机 1个旋转整流器，带有自动膨胀监测系统 1个励磁机台板 1个AVR机柜，带有自动励磁调节设备和电压稳定器 1个主励磁机的断路器及卸载电阻器 1个励磁机变压器及安装在高压侧的CTs 1个电源电缆（在变压器和励磁机柜之间的） 1个电源电缆（在励磁机柜和励磁机之间的）3. 励磁机相关附图 图2.1.6 发电机无刷励磁原理图 图2.1.7 励磁机单线原理图图2.1.6 发电机无刷励磁原理图图2.1.7 励磁机单线原理图第02节 GHE发电机密封油系统岭澳二期GHE系统与岭澳一期的GHE系统相比差异很大，主要反映在：设计厂家不同，制造厂家不同，介质参数和流程不同，部件数量不同。图2.2.1、图2.2.2分别是GHE系统 系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图），图2.2.3是发电机密封瓦结构示意图，在此附上作参考。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期整个GHE系统的设备做如下的介绍： GHE密封油系统 1台主密封油泵，AC电机驱动 1台应急密封油泵，AC电机驱动 1台应急密封油泵，DC电机驱动 1台主密封油箱 1台应急密封油箱 1台油净化油箱 1台真空油箱 2套油过滤器 1个油/气压差调节阀 3个液位指示器（密封油箱的，用于MCR的液位遥控） 1套互连管道和阀门，包括与润滑油箱的连接 1个液位控制阀 1个排气装置 2个浮子阀 3个密封油流量计 1套就地指示仪表 1套阀门 图2.2.1 发电机GHE系统流程图01图2.2.2 发电机GHE系统流程图02图2.2.3 发电机密封瓦结构示意图第03节 GST发电机定子冷却水系统岭澳二期GST系统与岭澳一期的GST系统相比差异很大，主要反映在：设计厂家不同，制造厂家不同，介质参数不同，流程不同。图2.3.1是发电机GST系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图），在此附上作参考。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期整个GST系统的设备做如下介绍： 2套100%负荷的交流泵 2台100%负荷的定子冷却器 1个水箱 2个水过滤器 1个除矿装置 2套导电仪和传感元件 1个定子绕组水加热器 1套互连管道和阀门 1套排气管线（油箱上的） 1套水温度调节装置 1套发电机保护装置（定子冷却器无水时） 1套H2流量计 1套阀门 1套就地仪表 1套反冲洗装置图2.3.1 发电机GST系统流程图第04节 GRH/GRV氢气冷却和供应系统岭澳二期GRH/GRV氢气冷却和供应系统与岭澳一期的GRH/GRV系统相比差异很大，主要反映在：设计厂家不同，制造厂家不同，介质参数不同，流程及部件组成不同。图2.4.1是发电机GRH/GRV系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图），在此附上作参考。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期整个GRH/GRV系统的设备做如下介绍： 4个减压阀 1个CO2防冻单元 1个气体干燥器 2个循环风机 4个液体泄漏检测器 1套气体系统控制柜，包括 1个纯度分析器 1个H2流量计 1套就地仪表 1套控制和隔离阀 1套发电机状态监测系统 1台气体系统电气柜，包括 1个露点指示仪 2个温度指示仪 1套氢气泄漏指示仪 1套互连管线和阀门，包括排气连接 1套阀门 1套氢冷器水侧调节阀图19 发电机GRH/GRV系统流程图第03章 仪控部分第01节 总体介绍岭澳二期汽轮发电机采用半速机，其供货厂家也发生变化。岭澳二期汽机保护和控制系统的配套设计由ALSOTM总包，在参考岭澳一期基础上，其系统的功能、逻辑、整定值等基本保持不变。但由于岭澳二期采用了全厂的数字化的分布式仪表控制系统，汽机保护和控制系统也相应在硬件和系统结构上有很大的改进，以满足全厂的数字化要求，使核电机组更安全经济地运行。岭澳二期汽机保护和控制系统采用ALSTOM Power数字式控制器系列的最新产品P320TGC数字式汽机保护和控制系统，它具有以下的主要功能和特点： 符合用户要求的高度的易操作性 冗余的模块化设计 易于与机组DCS接口的结构 根据机组运行条件自动选择控制模式 自动启动和加负荷 自动的转速/负荷控制 自动限制作用以防扰动 汽机辅助设备的控制 在各种运行条件下保护汽机下面将对岭澳二期汽机保护和控制系统做一总体介绍。1. 总体结构岭澳二期汽机保护和控制系统的总体结构具有过程控制分散和冗余水平高的特点。P320TGC包括以下主要软硬件系统： 闭环控制器，包括自动控制器和基本控制器； 保护装置，包括热应力计算 汽机监视设备（T.S.I） 开环控制 与DCS通讯的接口 就地的操作员站 工程师站2. 控制器硬件汽机保护和控制功能主要由以下部件执行： 用于开环和通讯控制的模块G80-75； 用于保护、和现场IO采集的模块C80-35； 用于自动控制、基本控制的调节闭环控制器(governor controller)RX3I（1） 闭环控制汽机闭环控制包括基本控制器和自动控制器： 基本控制器两个完全冗余的控制器（电源、CPU、通讯及IO卡）。单个或冗余的传感器都分别硬接线到两个控制器，并且控制器之间不断交换运行状态。当检测到故障时，从控制器请求投入并启动替换。 自动控制器自动控制器由双重冗余的机架（CPU、输入卡）构成。当主控制器故障，备用（从）控制器自动投入运行，且故障单元能在线更换。基本控制器直接面向汽机阀门，而自动控制器则综合机组运行状态，并结合转速/负荷设定进行计算，通过基本控制器处理、放大后控制汽阀开关，并接受阀位反馈，以使汽机运行在安全和经济的状态下。（2） 开环控制汽机辅助系统控制，都由相同结构的冗余的模块C80-75组成，运行在主/从模式下。主要实现以下功能： 润滑油供应 液压供应 顶轴油 盘车 汽机疏水 轴封 真空破坏 试验设备 顺序控制（3） 通讯通讯控制器采用双重冗余的模块C80-75，且运行在主/从模式下。（4） 保护汽机电子保护系统采用三重通道设计，每个通道都能触发跳闸保护和超速检测。传感器信息可通过内部总线，在各个控制器之间完全共享；重要的传感器信号应双重或三重冗余，采集通道物理上完全隔离，每一信号都可通过内部总线，在各个控制器之间共享；超速检测分别由三个经过验证的专用传感器SIL3执行高压遮断集成块是汽轮机保护遮断系统中最重要的部件，抗燃油系统压力油经高压遮断集成块节流孔形成系统安全油（120bar），并提供给每个油动机供其使用。3个遮断电磁阀并列布置，每个电磁阀控制着两个卸载阀，通过3取2逻辑失电跳机。其液压原理图见图3.1.1。图3.1.1 高压遮断集成块高压遮断集成块主要配置如下： 遮断电磁阀 3个 卸载阀6个 压力变送器3个 进油节流孔 1个 油路块1个正常工况下，3个遮断电磁阀均带电，每个电磁阀控制的2个卸载阀均关闭，切断了安全油回油箱的回路，120bar的安全油通过管道提供到每个油动机前。由于采用3取2失电跳机逻辑即只要3个遮断电磁阀中有2个失电，那么将有一组卸载阀通路将打开，将安全油泄掉而遮断机组。这样的设计既保证在出现危急机组安全的情况时能有效地遮断机组，又有效地防止了由于电磁阀故障而造成误跳机。高压遮断集成块上还配有必要的监视、测量元件如监视卸载阀动作的行程开关，这样可以在线做遮断电磁阀活动试验。ALSTOM公司采用了3个控制器分别对3个遮断电磁阀进行控制，所有遮断信号分3路分别进入3个控制器，电磁阀电源也3冗余配置，这样地设计大大地提高了整个保护系统地可靠性、安全性。（5） 超速超速检测由三个独立的超速模块FT3124完成，每一模块执行一个转速传感器的采集和监视。当检测到汽机超速时，超速模块直接使跳闸继电器失电，以触发汽机跳闸。MPM123保护模块：模拟量输入420mA，当达到动作阈值时，继电器输出跳闸开路。接受处理信号：冷凝器真空，润滑油压力，MSR压力。3. P320TGC人机接口就地的人机接口（HMI）是由一套PC操作员（运行在WINDOWS XP操作系统下）组成的，专用于调试和维护工作目的的，可布置在P320机柜附近。操作员站和CONTROCAD工程师站通过S8000-E以太网与通讯控制器连接。S8000-E网是一个冗余和冗错的以太环网，通讯速率10Mb/s。操作员站可通过友好的人机界面提供详细、准确和定期刷新的各汽机部件的数据，还可以几种形式（包括定期制表）获得历史记录。另外，操作员通过在显示器上显示（及时信息）或磁介质上记录（存档和事后回溯）及打印设备（永久记录）获得机组的运行数据。4. 工程师站CONTROCAD工程师站提供了专门为组态和维护而设计的高性能计算机辅助工具，运行在WINDOWS XP操作系统下，通过以太网（TCP/IP）与系统连接。CONTROCAD工程师站的主要功能： 下载应用程序到各控制器； 监测各控制器的状态； 在线修改调节参数； 获得修改内容的历史记录； 应用功能块图、逻辑和数字算子来组态逻辑或控制回路功能； 编辑控制和监视系统数据及期功能。5. 与DCS的通讯当机组DCS采用ALSTOM P320硬件时，两个系统通过公共的S8000-E以太网，由统一的通讯控制器控制，可方便地实现一体化。6. 时间同步P320TGC系统的时间同步可通过两种方法实现： 手动设定并接收P320HMI的同步逻辑脉冲，以避免P320TGC系统内部时钟的漂移； 使用ALSTOM专用的GPS主时钟，它能自动设置P320TGC系统的内部时钟。7. 相关图纸介绍相关图纸主要有： 图3.1.2 L A P320 TGC 设备接口 图3.1.3 L A P320 TGC 原理图 图3.1.4 L A P320 TGC保护图 图3.1.5 L A P320 TGC 调节功能图 图3.1.6 L A P320 TGC 调节逻辑图采用该套控制系统后，主要有以下优点： 设备可靠性提高，主机故障减少。 全部采用了标准部件。应用厂家可以方便的获得备件，而且具有很强的通用性。 实现了软件的通用，降低了人工编程的成本，减少了维护的困难程度，也便于操作者迅速熟悉软件界面。 符合用户要求的高度的易操作性. 操作员站可通过友好的人机界面提供详细、准确和定期刷新的各汽机部件的数据，还可以几种形式（包括定期制表）获得历史记录。 操作员通过在显示器上显示（及时信息）或磁介质上记录（存档和事后回溯）及打印设备（永久记录）获得机组的运行数据。图3.1.2 L A P320 TGC 设备接口图3.1.3 L A P320 TGC 原理图图3.1.4 L A P320 TGC保护图图3.1.5 L A P320 TGC 调节功能图图3.1.6 L A P320 TGC 调节逻辑图第02节 GRE/GSE汽机调节、保护系统岭澳二期GRE/GSE系统与岭澳一期的GRE/GSE系统相比差异很大，主要反映在：制造厂家不同，联合阀体结构形式不同，安装位置不同，动作参数不同，驱动机构不同（伺服电机），动力油结构不同，配套的仪控设备不同。图1.4.1是GRE/GSE高压联合汽门结构示意图，图1.4.2是GRE/GSE系统流程图（由于目前设计方未提供清晰度高的流程图，在此只能附上清晰度较差的流程图供参考）。根据目前所掌握的资料，对岭澳二期GRE/GSE两个系统的设备做如下的介绍： 岭澳二期共有8组蒸汽阀门，分别由4组高压进汽阀（GRE/GSE001004VV）及4组中压进汽阀（GRE/GSE011014VV）构成，低压缸无进汽控制阀门。每组高压进汽阀分别由1个高压主汽阀和1个调节阀构成，型式为截止阀；每组中压进汽阀分别由1个中压主汽阀和1个中压调节阀构成，型式为碟阀，并列布置。 高压主汽阀从0开到100的开度大约需要1分钟，中压主汽阀开启的速度约比高压主汽阀慢5s左右。 高中压主汽阀为开关两位阀，岭澳一期的高压截止阀具有调节功能。 高中压调节阀的开启时间为2S，关闭时间为0.5S左右。图3.2.1 GRE/GSE高压联合汽门结构示意图图3.2.2 GRE/GSE系统流程图下面将按GRE、GSE进行单独介绍（一）GRE：汽机调节系统岭澳二期微机调节器分为两个层次：基层调节器（BLG）和上控制层（UCL）。基层调节器简称下位机，主要包括下位机键盘和阀门模块。上控制层简称上位机，主要包括上位机键盘，单元处理机及外围设备。分级的目的在于兼顾先进性与可靠性。上位机完成诸如应力控制，自动负荷控制等先进功能。在上位机失效情况下，下位机仍然能对汽机实施增/减负荷和增/减转速的有效控制。上位机单元是PEP MODULAR COMPUTERS LTD公司的32位微型计算机，采用VME（VERSA MODULE EUROCARD）总线技术，软件是用运行在OS-9操作系统上的C语言编写，主要由VM62、CXMSC51、VSBC-4、CXM-IMOD、M2P101、VMOD2和M2P201等模块组成。VM62和CXMSC51是主处理器单元：VM62有一个MOTOROLA CPU和一个MOTOROLA MC68EN360集成通讯控制器.CXMSC51是一个接口模块，用来把3.5英寸软驱与VME-BUS连接起来，执行初始程序下载、数据备份和升级软件下载等任务；VSBC-4和CXM-IMOD是接口处理器，用来控制VM62与下位机的通讯；M2P101是下位机接口模块BLIM（BASE LEVEL INTERFACE MODULE），在接口处理器软件故障情况下保证同步通讯线路的运行，同时它提供一个MULDOG，如果上位机单元故障，则提供一个继电器输出信号去解除（DISENGAGE）上位机单元的运行；VMOD2和M2P201是上位机单元与其他设备，如阀门模块单元、工程师打印机、工程师键盘、主控操作员装置、PIU单元等的通讯模块。主控操作员装置包括TFT触模式操作屏和基层控制器和操作员可视单元VDU。TFT触模式操作屏是一台带微型处理器的12.14英寸的彩色触摸式显示器。工程师装置包括工程师键盘、工程师打印机、软驱单元和就地控制盘。 工程师键盘串行连接到上位机单元，用来改变机组调谐参数（TUNE PARAMETER）和设备故障诊断。 工程师打印机也是串行连接至上位机单元，它会自动打印出报警信息、上位机单元状态变化信息和操作员事务处理信息，也能执行工程师在工程师键盘的指令打印有关机组调谐参数。 软驱单元用来驱动工程师软盘，在机组停运或启动时执行程序装载或数据备份任务。 就地控制盘用于就地RAISE/LOWER汽机负荷(有钥匙闭锁)，同时还可以解除（DISENGAGE）上位机单元的运行。GRE系统共有14个阀门模块，每个阀门模块对应一个蒸汽阀门。每个都有一套完整的微处理机系统，装有整定值输入，转速计算，阀门控制，内部总线和监控器接口。阀门模块是一块装有面板的印刷电路组件，面板上装有状态指示灯和解列按钮。 转速探头及其放大器：在高压缸外侧1号轴承座的60齿转轴周围，安装有5个汽机转速探头，其中4个正常工作，另外1个备用。此外，每个转速探头都对应一个转速探头放大器。下面是GRE相关的图纸，供参考： 图3.2.3是L A P320 TGC 转速探头原理图 图3.2.4是GRE/GSE阀门模块的流程图01 图3.2.5是GRE/GSE阀门模块的流程图02图3.2.3 L A P320 TGC 转速探头原理图图3.2.4 GRE/GSE阀门模块的流程图01图3.2.5 GRE/GSE阀门模块的流程图02（二）GSE：汽机保护系统岭澳一期GSE：为确保汽机保护系统的安全性和可靠性，汽机保护系统设置了两个独立的保护通道，由独立的电源供电。所有的保护信号都重复