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13大型蒸发冷却水轮发电机
中国科学院“十二五”重大科技成果及标志性进展
28 号机单机
13 大型蒸发冷却水轮发电机
现代社会对电能具有很强的依赖性,一旦电网故 技术为牵引,集成我国发电设备制造、电站建设和电力
障,损失将极为严重。电气设备自身安全是保障电网安 运营领域的核心企业协力攻关,旨在攻克我国发电设备
全的基础,而大型设备的绝缘损坏、结构变形大多为发 蒸发冷却技术的关键技术和系统集成,研制出大容量的
热问题造成。合理的冷却方式是保障电气设备安全运行 蒸发冷却发电机设备并投入实际运行。经过关键技术攻
的重要基础。电气和电子装备蒸发冷却技术是基于相变 关、设计、制造、安装、调试和运行等各项工作,圆满
换热原理,利用绝缘性能良好的液体冷却介质的汽化潜 实现了三峡地下电站两台 840 MVA 蒸发冷却水轮发电机
热来吸收传递热量,直接冷却发热部件,达到迅速、高 的商业运行。中科院电工所在蒸发冷却系统仿真计算、
效的冷却目的。中科院电工所顾国彪院士带领的科研团 优化设计方法、结构设计、新型冷却介质优选等方面做
队经过50余年持续不断的坚持研究,将这一自主创新技 了大量的工作;编制了蒸发冷却系统全周期的专用技术
术由实验室推进工业应用。 标准、质量控制规范、监造与监理细则以及紧急预案等
为了充分发挥蒸发冷却技术优势,促进我国大型发 指导性文件;同时完成了蒸发冷却系统的制造厂内监造
电机领域的自主创新和技术进步,在“十一五”期间, 和工地现场安装技术指导和监理工作。
科技部将“发电设备蒸发冷却技术”项目列为国家科技 两台三峡地下电站 840 MVA 蒸发冷却水轮发电机先
支撑计划项目,并予以重点支持。 后于 2011 年 12 月和 2012 年 7 月投入商业运行并完成全
该项目采取产学研用相结合的组织模式,以优势 部的型式试验,4 年来的运行表明:发电机各项技术指标
院刊 33
以“四个率先”引领科技创新跨越发展
满足合同要求,其定子绕组具有温升低、温度分布均匀
等特点,能显著延长绝缘寿命,避免热应力、热变形造
成的各种弊端。
2011 年 12 月至2014 年 12 月期间,28 号蒸发冷
却水轮发电机一台机组新增产值 14.09 亿元,新增利
税 4.227 亿元;最大输出负荷达到 704.5 MW ,一般所带
负荷在 600 MW—700 MW 之间;从监测和直接观测所得
数据,蒸发冷却系统压力一般在 1 kPa—47 kPa 之间,发
电机定子线棒温度一般在 60 o o
C—67 C 之间,最高温度不 28 号机转子吊装装配
超过 68.8 oC。 下电站 840 MVA 蒸发冷却水轮发电机的研制提供了技术
2015 年 1 月三峡地下电站 700 MW 通过电工技术学 支撑,其技术内涵属原创性,具有我国自主知识产权,
会组织的技术鉴定,其研究成果为国际首创,为三峡地 是冷却技术的重大突破,处于国际领先地位。
专家点评
冷却方式是大型水轮发电机的一个关键技术问题。不仅与其能否达到预期运行性能及技术经济指标有关,而
且往往是超大型发电机能否制成的瓶颈。中科院电工所将经多年努力研发的常温自循环蒸发冷却技术应用于三峡
电站两台 700 MW水轮发电机,经过 4 年的安全运行,充分表现其技术成熟性。与其他冷却方式(如全空气冷却
或水冷却)相比,具有下列
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