汽轮发电机产品技术介绍

汽轮发电机产品技术介绍第1页/共52页一、企业简介二、产品系列三、300MW级发电机介绍目录第2页/共52页一、企业简介企业发展历程1产品技术构成2先进研发技术3第3页/共52页1999年2008年1995年上海电机厂有限公司60%

+美国西屋公司

40%西门子并购西屋股权，转为与德国西门子的合资企业

上海电气电站设备有限公司发电机厂上海汽轮发电机有限公司成为上海电气集团股份有限公司电站集团与西门子大合资公司—上海电气电站设备有限公司中的一员上海汽轮发电机有限公司从1952年起研制发电机约1500台发电机已投运具有大型核电发电机研制经验1企业发展历程第4页/共52页两极

空冷：40-300MW全氢冷：200-600MW水氢冷：300-1000MW四极全氢冷：700MW水氢冷：1100MW1300MW两极双水内冷：50-300MW四极空冷系列：3-125MW两极水氢冷：400-1200MW四极水氢冷：1000-1800MW双水内冷QFS系列:50-350MW空冷QF系列:3-180MW全氢冷QFN系列：300MW水氢冷QFSN系列：200-220MWQFSN系列：300-350MWQFSN系列：600-680MWQFSN系列：900-1000MW四极水氢冷：1100MW上海电气电站设备有限公司发电机厂上海电机厂西门子公司西屋公司自有技术和引进技术的有效融合2产品技术构成第5页/共52页

3.5CFD流体计算分析

3.3发电机绝缘技术

3.4发电机振动分析系统3.2机械计算程序3.1电磁、通风计算程序

3.6发电机转子轴系计算

3.7有限元分析技术

3.8三维设计技术♦发电机参数计算程序♦

短路衰减曲线计算程序♦

发电机磁路计算程序♦

损耗和效率计算程序♦定子线圈水量计算程序♦

定子并联环水量计算程序♦转子线圈水量计算程序(水冷)♦发电机整体通风计算程序♦

定子线圈温升计算程序♦

转子线圈温升计算程序♦转子线圈端部通风和温升计算3先进研发技术第6页/共52页

3.2机械计算程序

3.3发电机绝缘技术

3.4发电机振动分析系统

3.1电磁、通风计算程序♦定子铁心谐响应计算程序♦

定子铁心和机座模态计算程序♦

齿压板强度和刚度计算程序♦

弹簧板强度计算程序♦

转子护环、中心环强度计算程序♦联轴器强度计算程序

♦转子齿和槽楔强度计算程序

♦转子横振计算程序

♦转子扭振计算程序

3.5CFD流体计算分析

3.6发电机转子轴系计算

3.7有限元分析技术

3.8三维设计技术3先进研发技术第7页/共52页3.2机械计算程序

3.4发电机振动分析系统

3.1电磁、通风计算程序

♦国内率先采用27kVSVPI绝缘和防晕技术，并通过西门子认证。

3.3发电机绝缘技术

3.5CFD流体计算分析

3.6发电机转子轴系计算

3.7有限元分析技术

3.8三维设计技术3先进研发技术第8页/共52页

3.3发电机绝缘技术3.2机械计算程序♦最早推进发电机小轴系动平衡技术，减少现场平衡工作量

3.1电磁、通风计算程序

3.4发电机振动分析系统

3.5CFD流体计算分析

3.6发电机转子轴系计算

3.7有限元分析技术

3.8三维设计技术3先进研发技术第9页/共52页

3.3发电机绝缘技术3.2机械计算程序♦用于SID方法上输入计算♦用于获得对流体领域的了解♦用于减少通风试验♦用于增加发电机容量

3.1电磁、通风计算程序

3.4发电机振动分析系统

3.6发电机转子轴系计算

3.7有限元分析技术

3.8三维设计技术

3.5CFD流体计算分析3先进研发技术第10页/共52页

3.5

CFD流体动力的计算分析3先进研发技术第11页/共52页3.6发电机转子轴系计算

3.3发电机绝缘技术3.2机械计算程序♦轴系扭振计算♦轴系横振计算

3.1电磁、通风计算程序

3.4发电机振动分析系统

3.5CFD流体计算分析

3.7有限元分析技术

3.8三维设计技术PHS程序计算扭振IRAP程序用于横振计算3先进研发技术第12页/共52页

3.7有限元分析技术

3.3发电机绝缘技术3.2机械计算程序♦电磁分析♦机械强度分析♦流体分析

3.1电磁、通风计算程序

3.4发电机振动分析系统

3.5CFD流体计算分析

3.6发电机转子轴系计算

3.8三维设计技术3先进研发技术第13页/共52页定子铁心谐响应分析汽轮发电机端部铁心CFD分析定子绕组电场有限元分析转子齿强度分析3先进研发技术

3.7有限元分析技术第14页/共52页

3.8三维设计技术

3.3发电机绝缘技术3.2机械计算程序

3.1电磁、通风计算程序

3.4发电机振动分析系统

3.5CFD流体计算分析

3.6发电机转子轴系计算

3.7有限元分析技术3.先进的发电机设计技术♦定子装配♦转子装配第15页/共52页定子机座定子绕组装配转子装配定子设计

3.8三维设计技术3.先进的发电机设计技术第16页/共52页二、汽轮发电机产品系列产品类型1产品业绩2第17页/共52页1产品类型第18页/共52页截止目前,已生产的产品总容量逾232,700MW，约1500台2产品业绩第19页/共52页已投运机组有：水氢氢1000MW级

29

台水氢氢600MW级

148

台

水氢氢400MW级

16 台水氢氢/双水300MW级

275/96

台水氢氢200MW级2

台2产品业绩第20页/共52页三、300MW级水氢氢发电机介绍产品发展1主要技术数据2产品特点3通风冷却系统4主要结构5辅助系统6大件运输7产品业绩8第21页/共52页产品发展1技术来源技术发展QFSN型水氢氢300MW级发电机是上世纪八十年代与美国西屋公司联合设计开发制造的水氢氢发电机，并在此基础上进行优化设计的产品上海发电机厂通过自有技术与西屋公司、西门子公司引进技术的有效融合，形成了先进、完整的技术研发平台，不仅使现有的产品得不到的升级，同时也满足各容量等级的发电机产品开发需要。第22页/共52页单位300MW330MW350MW容量MVA353388412功率MW300330350功率因数-0.850.850.85短路比-0.600.550.51额定电压kV202020额定电流A101891120711887冷却方式-水氢氢水氢氢水氢氢额定氢压MPa(g)0.310.310.41绝缘等级-FFF主要技术数据2第23页/共52页单位300MW330MW350MW额定励磁电流A251026962830额定励磁电压(90℃)V302324340励磁方式-静态或无刷效率(静态)

%99.0098.9798.95效率(无刷)

%98.9498.9298.90轴振μm≤50(厂内小轴系动平衡）主要技术数据2第24页/共52页产品特点3容量裕度大。发电机功率因数为0.85时，效率达到99%。（300MW）先进的转子阻尼结构，具有较高的负序电流承载能力。定子铁心端部采用磁屏蔽、铜屏蔽结构，附加损耗少、温度低。发电机转子动力特性好，轴瓦的轴振峰-峰值小于0.076mm适应调峰运行噪声小漏氢量小第25页/共52页通风冷却系统4转子副槽通风轴流式风扇定子铁心多路径向通风定子绕组、并连环、出线套管水内冷第26页/共52页通风冷却系统4副槽通风结构示意图转子本体端部副槽来自端部线圈开孔处的冷氢第27页/共52页

发电机部件300MW330MW350MW标准限值定子绕组出水平均温度(℃)647670≤90转子绕组平均温度(℃,电阻法)869490≤110定子铁芯温度(℃)768078≤120定子端部结构件（℃）≤150注：进风温度按46℃，定子冷却进水温度按50℃通风冷却系统4第28页/共52页主要结构5发电机结构示意图第29页/共52页5.1定子5.2转子主要结构5发电机主要结构5.1.1定子机座5.1.2定子铁心5.1.3定子线圈5.1.4定子线圈端部5.1.5定子出线和出线盒5.1.6氢气冷却器5.1.7端盖、轴承、油密封第30页/共52页定子机座由优质锅炉钢板装焊而成，具有足够的强度、刚度和气密性。定子机座设计为耐爆型压力容器机座与定子铁心间采用卧式隔振结构，以最大限度地隔离定子铁心的倍频振动，使其对基础的影响降到最小。分整体机座和三段式机座两种设计。5.1.1定子机座第31页/共52页低损耗、高导磁的冷轧扇形硅钢片硅钢片涂有F级绝缘漆端部设磁屏蔽、铜屏蔽，减少端部漏磁引起的损耗和发热，提高进相运行能力5.1.2定子铁心第32页/共52页三相双层绕组，2支路并联Y连接槽内固定采用高强度槽楔、楔下波纹板采用SIEMENS-WESTINGHOUSE公司成熟的刚-柔固定结构5.1.3定子线圈第33页/共52页定子线圈端部采用刚柔固定结构：端部绕组采用绝缘压板、氟橡胶板、线圈绝缘支架和反磁钢螺杆的紧固结构5.1.4定子线圈端部第34页/共52页定子出线盒由反磁钢板装焊构成，具有良好的强度、刚度和气密性能。定子出线套管为6个，每个套管的外面吊装4个电流互感器。5.1.5定子出线和出线盒第35页/共52页发电机的氢气冷却器对称布置在定子机座的汽、励端4个角上，每台分成二个独立的水支路。冷却管采用耐腐蚀能力好的镍铜或不锈钢管材。冷却器在结构上充分考虑了热膨胀，排污、密封、检修等问题。5.1.6氢气冷却器第36页/共52页发电机的轴承为端盖式轴承，具有良好的运行稳定性。密封瓦采用双流环结构，具有优异的密封性能。轴承、油密封均设有可靠的，能在运行中连续监测的对地绝缘，以防止轴电流5.1.7端盖、轴承、油密封第37页/共52页5.1定子5.2转子主要结构5发电机主要结构5.2.1转轴5.2.2转子线圈5.2.3转子护环5.2.4转子引线5.2.5转子风扇和联轴器第38页/共52页采用Nomex纸的标准槽绝缘结构。转子大齿上设阻尼槽5.2.1转轴转子大齿上设阻尼槽转轴第39页/共52页冷拉含银无氧铜线直线部分副槽通风槽内及端部滑移层结构5.2.2转子线圈第40页/共52页用于保护端部绕组悬挂式Mn18Cr185.2.3转子护环第41页/共52页高强度含银薄铜带构成柔性联接有利于转子两极的重量均衡良好的变形能力,减少应力5.2.4转子引线第42页/共52页风扇环、联轴器为合金钢锻件风扇叶片为铝合金锻件单级螺浆式风扇5.2.5转子风扇和联轴器第43页/共52页励磁系统氢油水系统辅助系统6发电机辅助系统氢系统密封油系统定子冷却水系统静态励磁系统无刷励磁系统第44页/共52页静态励磁属于