660MW等級發(fā)電機介紹(水冷+水氫冷)

1、660MW雙水內冷發(fā)電機發(fā)電機介紹1、概述QFS-660-2型汽輪發(fā)電機是在總結135MW、300MW等級雙水內冷發(fā)電機制造運行經(jīng)驗基礎上，結合600MW級水氫冷發(fā)電機設計技術，以及擁有穩(wěn)定運行經(jīng)驗的1000MW火電發(fā)電機成熟結構，吸取了近年來國內外大型汽輪發(fā)電機的先進成熟技術，進行的優(yōu)化設計的產(chǎn)品。產(chǎn)品開發(fā)方案于2014年7月8日國內行業(yè)資深專家評審會一致通過評審。雙水內冷發(fā)電機具有運輸重量輕，成本低，價格便宜，交貨進度快等特點，對電廠安裝、運行、維修、廠房投資也均具有獨特的優(yōu)越性。2、性能參數(shù)660MW雙水內冷發(fā)電機設計風格參考有穩(wěn)定生產(chǎn)、運行經(jīng)驗的660MW水氫氫發(fā)電機，性能參數(shù)與660

2、MW水氫冷發(fā)電機相當。序號名稱單位雙水內冷發(fā)電機水氫冷發(fā)電機1)額定容量MVA7337332)額定功率MW6606603)額定電壓kV20204)額定電流A21170211695)額定功率因數(shù)0.9(滯后)0.9(滯后)6)發(fā)電機的冷卻方式雙水內冷（定子線圈和轉子線圈直接水內冷，定子鐵心空冷）水氫氫（定子線圈水冷，轉子、鐵心氫內冷）7)發(fā)電機滿負荷效率%98.9599.008)短路比0.480.59)滿載勵磁電流A4310453410)直軸瞬態(tài)電抗（飽和值）Xd%29.429.611)直軸超瞬態(tài)電抗（飽和值）Xd%2323.112)定子運輸重量t3003253、可靠性660MW雙水內冷發(fā)電機采

3、用660MW級水氫冷發(fā)電機和百萬千瓦級水氫冷發(fā)電機相同的先進技術進一步提高性能和可靠性。包括：定子：Ø 全補償、抗蠕變定子鐵心防松技術采用無機涂層的硅鋼片、激光點焊風道板結構，內傾式齒壓板結構、階梯段沖片偏小槽結構等全新結構，避免鐵心局部松動。Ø 定子端部整體灌膠技術降低端部線棒應力，提高抗突然短路能力；提高整機防暈性能；防油、防水、防異物。 Ø 定子槽內彈性防松技術定子槽內緊固采用高強度槽楔、楔下雙層波紋板，槽底和上、下層線棒之間墊有適形墊條，并采用了漲管熱壓工藝，使槽內線棒固定更加牢固，直線段端部采用魚尾形關門槽楔就地鎖緊，防止軸向位移。Ø 球形接頭

4、機械式水電連接技術既確保100%電接觸，且抗沖擊能力強，防止松動，可適應定子嵌線過程中鼻端六個方向的裝配誤差，減少線圈所受應力。轉子：Ø 轉子線圈采用水直接冷卻，冷卻效果好，利于提高絕緣壽命；采用連續(xù)絕緣，無轉子匝間短路問題。4、經(jīng)濟性由于660MW雙水內冷轉子采用水冷卻方式，與傳統(tǒng)水氫冷發(fā)電機相比，沒有與氫氣相關的防護及輔助系統(tǒng)，經(jīng)濟性上相較于傳統(tǒng)水氫冷發(fā)電機有較大優(yōu)勢。Ø 一次性投資制造成本與相同容量的水氫冷發(fā)電機相比價格低。Ø 運行維護 投運后運行維護較水氫冷發(fā)電機維護工作簡單，維護成本低。5、結論雙水內冷發(fā)電機有許多成功的運營業(yè)績，技術是成熟可靠的，不存在

5、技術風險?？傮w經(jīng)濟效益由于水氫冷機組，因無氫氣重大危險源，雙水內冷發(fā)電機在安全方面也占明顯優(yōu)勢，并且具有安裝、運行、維護方便等優(yōu)點。660MW級QFSN型水氫冷汽輪發(fā)電機的技術特點介紹QFSN型水氫氫660MW級汽輪發(fā)電機是在上海電氣和西門子合資公司的技術基礎上進行自主開發(fā)的產(chǎn)品。上海發(fā)電機廠通過不斷的自我研發(fā)，并對西門子引進技術進行有效融合，實現(xiàn)了產(chǎn)品的升級。1. 發(fā)電機主要性能參數(shù)參數(shù)單位QFSN-600-2QFSN-660-2QFSN-660-2額定容量MVA667733776額定功率MW600660660功率因數(shù)-0.90.90.85短路比-0.530.50.51額定電壓kV20202

6、2額定電流A192452116920377氫壓MPa(g)0.40.50.45勵磁電壓V409445491勵磁電流A416345344669勵磁方式-靜態(tài)無刷勵磁靜態(tài)效率%99.099.098.9絕緣等級-F 級F 級F 級最大運輸重量t325325365定子運輸尺寸m10.52×4.02×4.3510.52×4.02×4.3510.99×4.02×4.35轉子運輸尺寸m12.42×2.14×2.1712.42×2.14×2.1712.97×2.14×2.17使用壽命年302

7、. 主要結構特點2.1通風系統(tǒng)通風系統(tǒng)為整個發(fā)電機提供均勻冷卻。氫氣依靠安裝在轉子兩端的單極軸流式風扇進行循環(huán)。轉子線圈、定子鐵心、端部磁屏蔽和出線盒采用氫冷，其中，定子鐵心的風路為6進7出，轉子采用氣隙取氣斜流式通風的冷卻方式，風區(qū)和定子鐵心一一對應；定子繞組、并聯(lián)環(huán)和出現(xiàn)套管采用水內冷。圖1660MW等級發(fā)電機通風系統(tǒng)示意圖2.2定子機座660MW等級汽輪發(fā)電機采用整體式機座，這種結構可以減少安裝的費用和在運輸及安裝期間保護內部的零部件。機座采用優(yōu)質鋼板焊接而成，鐵心是通過彈簧板組成的高效隔振裝置固定在機座內的。2.3定子鐵心鐵心采用高導磁率、低損耗的無取向冷軋硅鋼片迭裝而成。在扇形硅鋼片

8、的兩側表面涂有F級環(huán)氧絕緣漆。定子鐵心軸向用支持筋螺桿和對地絕緣的高強度反磁鋼穿心螺桿，通過兩端的壓指、分塊壓板用螺母擰緊成為整體，經(jīng)過數(shù)次冷態(tài)和熱態(tài)加壓、并緊固螺母而成為一個結實的鐵心整體。磁屏蔽結構有效地減少了端部漏磁引起的附加損耗。圖2鐵心結構示意圖2.4定子線圈660MW級發(fā)電機定子線圈是由實心股線和絕緣空心導線交叉組成，包含多股單匝水內冷的線圈，并且有玻璃纖維環(huán)氧樹脂楔形條提供保護。定子繞組的端部采用成熟可靠的剛柔綁扎固定結構，它和一個絕緣大錐環(huán)由絕緣螺桿和支撐環(huán)固定形成一個牢固的整體，繞組端部所有的間隙都灌注環(huán)氧樹脂并且由壓板固定。圖3 定子線圈端部整體灌膠技術 圖4 定子線圈端部

9、示意圖2.5轉子轉子由轉軸、轉子繞組、轉子繞組的電氣連接件、護環(huán)、中心環(huán)、風扇、聯(lián)軸器和阻尼系統(tǒng)等部件構成。圓柱型轉子鍛件由25Cr2Ni4MoV合金鋼在真空狀態(tài)下澆鑄而成。轉子線圈由冷拉含銀無氧銅線加工而成，因此既抗蠕變，又防氫脆。轉子線圈端部由材料為Mn18Cr18的無磁性的轉子護環(huán)固定在轉子本體上。圖5 轉子線圈端部及磁極引線結構示意圖2.6端蓋、軸承、油密封發(fā)電機的軸承為端蓋式軸承，具有良好的運行穩(wěn)定性，采用單流環(huán)系統(tǒng)配超超臨界機組，采用雙流環(huán)系統(tǒng)配超臨界機組，具有優(yōu)異的密封性能。軸承、油密封均設有可靠的，能在運行中連續(xù)監(jiān)測的對地絕緣，以防止軸電流。3. 新技術、新材料、新工藝提高發(fā)電

10、機運行可靠性為提高發(fā)電機運行可靠性，結合引進型660MW級發(fā)電機運行中出現(xiàn)的質量問題，2009年上海發(fā)電機廠組織設計人員對該型發(fā)電機進行了設計優(yōu)化。在提高可靠性方面，采取了以下主要改進：3.1 通過采取多項措施優(yōu)化定子鐵心，防止定子鐵心局部松動：Ø 采用不銹鋼通風條激光點焊的風道板，控制風道板平整度；Ø 鐵心硅鋼片漆采用水溶性漆，可以減小鐵心的蠕變；Ø 按CrownTest對鐵心本體齒部、背部進行補償；Ø 根據(jù)齒壓板彎曲度，采用內傾式齒壓板對鐵心端部階梯進行過補償；Ø 階梯沖片采用Donuts結構，小槽交叉式布置，提高鐵心剛度；Ø 通

11、過合理分配支持筋和穿心螺桿的受力，保證鐵心齒部和背部的緊力。點焊式風道板階梯鐵心偏小槽結構內傾式齒壓板 圖6 鐵心主要結構優(yōu)化示意圖3.2 優(yōu)化過程中采取了多項改進措施，提高發(fā)電機防電暈能力和抗異常事故能力。Ø 線圈端部采用了整體灌膠固定結構n 使定子線圈端部結構件固定良好，提高了抗發(fā)電機短路沖擊能力；n 提高了定子線圈端部整體抗電暈能力；n 能有效防水、防油及防異物進入定子線圈端部。Ø 發(fā)電機定子線圈防暈結構改為一次成型防暈，提高了發(fā)電機防暈能力。Ø 定子線棒上下層連接采用球型接頭技術，并采用絕緣盒灌膠固化代替手包云母帶絕緣結構，絕緣可靠性更好，免去了端部電位外

12、移法測量絕緣表面電位。 圖7 定子線圈端部整體灌膠技術和鼻端的球形接頭結構3.3 我廠轉子繞組匝間無短路事故，但在制造上仍精益求精，不斷優(yōu)化工藝，確保轉子線圈防匝間短路技術可靠：Ø 合理的匝間絕緣結構(與銅排等寬)Ø 線圈彎形過程中采用銅排等高工藝技術 Ø 匝間絕緣與銅排間采用耐高溫的粘結材料 Ø 轉子嵌線過程中采用大電流加熱工藝 Ø 整體嵌線在清潔房內進行。 圖8 轉子線圈結構示意圖3.4 優(yōu)化過程采取了多項措施，防止并聯(lián)環(huán)氣堵的問題：Ø 增大發(fā)電機定子冷卻水的流量，提高了并聯(lián)環(huán)冷卻水流速；Ø 明確發(fā)電機外部水管的結構和尺寸要求，防止安裝時產(chǎn)生偏差；Ø 加強并聯(lián)環(huán)制造過程中的內部清潔度控制和檢查。