我国百万千瓦级以上核电汽轮机组现状及发展
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摘 要：近年来，我国能源短缺的情况越来越严重，已经制约了我国经济的发展，为了实现经济及社会的可持续发展，我国通过相应的政策对能源进行了适当的调整，由此，更好的促进了我国核电建设的发展。当前，我国已经具备一些百万千瓦级以上的核电汽轮机组，为我国核电事业的发展做出了巨大的贡献。在本文中，阐述了百万千瓦级核电机组的开发，并分析了百万千万级以上核电汽轮机组的特点，以便于更好的促进核电建设的发展。
关键词：百万千瓦级；核电汽轮机组；发展；现状
前言：我国在发展核电建设的过程中，制定的发展目标为导2020年实现核电运行装机容量4.0×107kW，核电年发电量达到（2.6～2.8）×1011kW・h。不过，从目前我国的核电建设现状来看，还远远达不到预计的发展目标，因此，我国必须要建设一定数量的百万千瓦级以上的核电汽轮机组，并且还要投入运行使用，这样才能实现最终目标。
一、百万千瓦级以上的核电汽轮机组开发
在建设百万千瓦级以上的核电汽轮机组时，所涉及到的技术问题比较多，比如转速问题、转子结构形式问题、特大型长叶片问题等，同时，在建设的过程中，还要符合容量方面的要求，并且满足高效率低热耗。当前，我国所具备的百万千瓦级以上的核电汽轮机组具备很多的特点，比如热力性能好、热耗低、耐腐蚀性能好、运行范围宽等。高压缸有两种形式，一种为内缸，一种为外缸，不过两种形式所采用的都是铬钼钢铸件，而且通流的形式为双向反流，经过一系列的处理之后，最终进入低压缸。反应堆具有不同的形式，在核电汽轮机组中，一般单机的容量都会在1000MW～1900MW之间。在确定长叶片时，确定的依据为机组功率的大小，同时，还要考虑低压缸的长叶片高度和排气面积因素，当前，经常采用的长叶片长度为1250mm～1800mm之间。在汽轮机中，按尺寸来看，最大的部件就是低压缸，因此，在开发低压缸时要十分的注意。
二、百万千瓦级以上的核电汽轮机组特点
（一）核电机组的热力系统
在压水堆蒸发器中，出口所排出的蒸汽基本都是饱和蒸汽，进入高压缸之后，湿度发生了相应的改变。在高压缸中，蒸汽会进行做功，而在汽水分离再热器中，蒸汽的做功能力可以得到有效的提高，随后，蒸汽会进入到低压缸中，这个过程中，蒸汽会持续做功，最终，蒸汽进入到凝汽器中。一般来说，在核电汽轮机组中，为了达到一定的给水温度，设置了7级回热系统。
（二）汽轮机转速
在我国的百万千瓦级以下的核电机组中，所采用的汽轮机为全转速，这种型式的汽轮器尺寸比较小，因此重量比较小，在进行运输及安装时，具有较强的便捷性。不过，随着社会及经济的发展，我国开始建设百万千瓦级以上的核电组织，由此，大量的增加了功率等级以及流量，为了获得更大的排汽面积，就需要增加低压缸的数量或者增加末级叶片的高度，然而这种做法使得核电机组的设计和建设存在很多的问题。通过对比全转速汽轮机和半速汽轮机的主要特性，可以发现半速汽轮机具有更大的通流面积，从而使得排汽面积大幅度的增加，因此，我国在建设百万千瓦级以上的核电机组时，采用的均为半转速汽轮机。
（三）气缸形式
在高压缸中，采取的流通方式为双向流通，当前，我国主要生产气缸的公司有两家，一家为上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，另一家为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，这两家公司的配置基本都是1个双流高压缸、2个或3个双流低压缸。
（四）转子结构形式
汽轮机的转子结构形式主要有三种，分别为整锻转子、焊接转子、套装转子，不同的形式所具备的的加工、装配方式也不相同，不过三种形式在百万千瓦级以上的核电机组中均有应用。整锻转子结构的汽轮机比较有代表性的为哈汽生产的高压转子及低压转子，在进行加工时，使用的为整根锻件，这使得汽轮机的安全性和抗腐蚀能力都比较高，不过，半速汽轮机本身的尺寸就比较大，而整根锻件的重要有非常大，因此在进行生产时，会存在一定的限制性。焊接转子结构汽轮机比较有代表性的是东汽生产的低压转子，在进行生产的过程中，材料的选择比较容易，而且焊接转子的质量比较轻，不过在进行焊接时，对焊接工艺的要求比较高。套装转子结构是西门子核电机组所特有的，此种结构形式的转子生产材料比较容易获得，而且抗腐蚀性能也比较高。
（五）末级长叶片
在整个核电机组中，很多方面都会受到末级长叶片的影响，比如低压缸的配置、厂房的投资、机组的经济性等。对于核电机组来说，排汽面积越大，机组所获得的经济利益就越大，因此，在选择末级长叶片时，要合理的选择尺寸，当前，世界上最长的半速叶片在西门子公司，叶片长度为1829mm，而上汽的半速叶片长度为1396mm和1710mm两种，这两种半速叶片所产生的排汽面积都比较大。不过，我国的核电机组一直处于发展当中，因此，半速叶片也需要不断地进行开发，并需要适当的加快开发的速度。
结论：随着我国能源短缺问题的加剧，百万千瓦级以上核电机组的建设能够有效地实现能源调整。当前，我国已经具有多座百万千瓦级以上的核电机组，不过，还不能真正的实现2020年预计目标，必须要加快核电机组的建设，以便于促进我国核电的发展。■
参考文献
[1] 周涛，张明，张蕾等.中国核电汽轮机的参数及其发展趋势研究[J].中国电业（技术版），2012，（02）：43-47.
[2] 竺亦泓，王敏，刘波.百万千瓦汽轮机高压外缸加工工艺优化[J].上海电气技术，2014，（01）：26-31.
[3] 周一工.百万千瓦等级半速核电汽轮发电机组选型及设计原则[J].电器工业，2014，（05）：68-72.
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