半速機

目前，世界上核電汽輪機組有全速和半速之分。半速機是相對全速機而言的，是指汽輪機組正常運行時的轉速是全速機的一半。在50Hz的電網頻率下，全速機轉速為3000轉/分鐘，半速機轉速為1500轉/分鐘，在60Hz電網頻率下，全速機和半速機轉速分別為3600轉/分鐘和1800轉/分鐘。

基本介紹

• 中文名：半速機
• 全速機轉速：3000轉/分鐘，
• 半速機轉速：1500轉/分鐘
• 電網頻率：60Hz

特點

可靠性

對於大型汽輪機組，採用半速機可提高葉片的可靠性。

熱效率

半速機葉片較長相對全速機可以提高通流部分效率、降低排汽損失，又由於轉速的降低可以減少濕蒸汽對葉片的侵蝕，改善了蒸汽的流動特性，從而提高了熱效率。根據世界上各大核電汽輪機製造商的介紹，百萬千瓦級核電半速汽輪機熱效率比全速汽輪機平均高出2%，最多的高出3.3%。如果反應堆熱輸出功率為2905MW，即相當於出力提高9.6%。

機組的振動特性

半速機由於轉速較全速機低、轉子重量、重轉動慣量大，因此其對激振力的敏感程度比全速機低，抗振性能比全速機好。

運行的靈活性

半速機由於轉子直徑大、重量重，高壓缸的汽缸壁較厚，導致熱應力增大，在快速起動和變負荷適應性方面比全速機稍微差些。

材料消耗

一般在相同功率等級的情況下，半速汽輪機由於體積大，單個部件的重量要比全速機重，因此半速機的材料消耗量要比全速機多，一般要超過2倍。採用半速機後由於末級通流面積增加，低壓缸的數量比全速機減少，因此對於整台機組來說半速機的重量是全速機的1.2～2.4倍。

鍛造

半速機與全速機相比，在相同的容量下汽輪機轉子重量是全速機的兩倍，這就給鍛造帶來一定的難度，但是由於其轉速降低，轉子的機械性能要求比全速機低。另一方面，發電機的極數增加了一對，即極對數為2，這又是與全速機不同的地方，勵磁系統也稍有不同。因此發電機的變化較大，需要增加磁極對數才能滿足電網頻率的要求。

功率

採用半速機可以提高機組的極限功率：由於核電站選址要求嚴格，而且投資成本比較高。為了降低單位千瓦（kW）造價，在同樣的廠址面積範圍內，增大單機的功率是降低造價的發展趨勢

適應性

從我國持續發展核電工業的政策出發，我國核電的本地化製造，不僅是百萬千瓦級核電機組，而且要向1200MW、1300MW、1500MW、1700MW甚至更高等系列發展。從這一方面來講，半速機有更好的適應性，機組的安全可靠性更容易得到保證，有利於核電機組向大功率化不斷發展。

套用

根據對世界上400多台核電機組統計，使用全速機的核電機組約為1/4，其單機容量多在400MW以下，而世界上已投運的單軸百萬千瓦級及以上的核電機組大約共有219台（包括大亞灣及嶺澳核電站4台1000MW等級機組），其中半速機209台，全速機10台。在電網頻率是60Hz的國家中，幾乎全部採用半速機組，在電網頻率為50Hz的國家中，全速機和半速機都有使用，但絕大多數為半速機。我國大陸已投運的核電機組中，只有秦山三期的汽輪發電機組為半速機，其餘全部為全速機。另外中廣核在建的CPR1000中的汽輪發電機組為半速機。從各大核電汽輪發電機組製造商製造的產品來看，西門子、三菱、日立、東芝生產的百萬千瓦級以上的核電汽輪發電機組全部為半速機，ABB和ALSTOM既生產半速機又生產全速機。俄羅斯生產全速機。從當前核電機組的發展趨勢來看，對於1000MW及其以上等級的汽輪發電機組，大多採用半速機。半速機的設計、製造、運行經驗遠比全速機豐富