华龙一号首堆汽轮机可靠性提升关键技术研究与应用
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完成单位:福建福清核电有限公司、中核运维技术有限公司、东方汽轮机有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-1-088
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
罗贤龙、李祥奎、闵济东、杨汝贞、于新娜、宋秀臣、胡文盛、刘竹鹏、李春秋、邱 健
1、项目背景:华龙一号是我国自主研发、拥有完全自主知识产权的第三代核电机组,福清核电厂5、6号机组作为华龙一号全球首堆示范工程,首次采用国内自主研发、制造的1200MW级大型核电汽轮机。本项目针对华龙一号首堆汽轮机在首次工程应用阶段,先后出现的轴向位移高报警、刚性联轴器配装精度低、长叶片状态监测及评价方法不足、高中压缸转子振动高报警、低压胀差高报警等工程应用问题,结合华龙一号汽轮机本体结构的特点,采取建模分析与工程试验相结合,开展可靠性提升关键技术研究与应用。
2、技术难点:本成果技术难点在于结合设备详细结构,对轴向推力、油膜压力、弹性垫环变形量、低压转子膨胀量等内容的理论计算分析,尤其是试验状态瞬时工况的计算。
3、创新性:(1)本项目首次实现了全球首堆华龙一号汽轮机轴向位移零点定位测量可视化目标,零点标定精度达到0.01mm,彻底解决了汽轮机瞬态工况下轴瓦损伤或停机等问题;(2)研发了华龙一号汽轮机刚性联轴器配装工艺,解决了大型汽轮机刚性联轴器的螺栓联接跳动量(超0.04mm)对机组振动高的影响;(3)建立了核电厂汽轮机叶片动态水蚀实验平台,验证叶片动态防水蚀性能,能够准确还原水蚀冲击发生时叶片高温、高压、高温的工作环境,实现长叶片运行的健康管理;(4)解决了轴位移高、高中压缸振动、低压转子膨胀大等工程应用阶段重大技术难点。
4、先进性:本项目形成了一套设计、施工、应用、改进、再设计的一套循环优化提升体系,累计已获得3项发明专利、7项实用新型专利授权,达到了国际先进水平,具有良好的经济、社会效益和推广应用价值。
5、应用推广情况:本项目依托福清核电华龙一号机组,已先后推广至宁德核电5-6号机组、太平岭核电1-2号机组、苍南核电1-2号机组以及国和一号示范工程等10台自主核电汽轮机。
6、经济社会效益:汽轮机故障调停检修,每次检修时间平均约15天,经测算,本项目可避免停机损失+检修时间损失+返修成本共计约38922.78万元。本项目实现汽轮机运维技术一体化,经济、社会效益十分显著,大力推动中国核电产业健康持续发展和中国自主核电技术"华龙一号"走向全球。
7、推动行业进步意义:本项目填补国内自主大型半速核电汽轮机技术领域的空白,对国产大型核电汽轮机的安全性、可靠性管理水平提升具有重大里程碑意义,为中国自主三代核电技术“华龙一号”走向全球提供重要支撑。