灵活性运行对核电发电机组的影响及应对措施

灵活性运行对核电发电机组的影响及应对措施

杨妍

( 国家电投集团电能核电设备有限公司 264000)

摘要:现阶段，我国电力系统的发展趋于成熟。在新能源高速发展背景下，新能源特别是核电站灵活运行能力的提升开始成为社会各界关注的焦点，核电发电机组的灵活性运行也开始发挥巨大作用，其肩负着调峰等工作任务。基于此，本文将就灵活性运行对核电发电机的影响展开详细探究，并针对性分析其灵活性运行应对措施，为相关单位提供参考。

关键词：发电机；灵活性运行；应对措施

引言

为规范发电机的制造运行，国家相关部门出台了相应的标准规范。而作为发电机的主要使用者，各电厂用户也会在综合考量自身技术需求的基础上，选择相对应的产品。为有效提高企业竞争力，产品制造技术及工艺的进步开始成为各发电机制造厂家关注的重点。近年来，灵活性运行对各发电厂机组的影响逐渐被大众关注，而在发电机组的运行过程中，发电机定子线棒的松动及损坏问题仍相对常见，这些问题的存在，不仅直接关乎发电机的运行安全，甚至会直接影响发电机组的使用年限寿命。加大发电机灵活性运行的研究探索，也具有极强的现实及理论意义。

1.发电机灵活性运行操作管理的基本原则

1.1整体性原则

对于发电机组来说，其灵活性运行依托于多个设备专业的共同协作如汽轮机、仪控设备、核电蒸汽发生器以及电气系统等。简单来说，发电机组的灵活运行这一项兼具全面性和整体性的方案，其运行必须严格遵守国家现有的灵活性能源政策法规，且需立足于各项技术标准。在将机组正式投入运行前，对机组运行控制及限制因素进行充分明确，落实发电机灵活性运行的过程及状态分析，加强关键性因素的合理控制。

1.2安全性原则

发电机组的灵活运行操作必须与电力行业相关规程相符，相关单位需在遵循国家规定以及选择科学实验方法的基础上，编制更完善的操作方案，以此推动发电机组设备的稳定运行，提高其运行安全性。而在操作发电机组运行阶段，也需高度关注其最低允许值，保证其处于合理范围内，同时还需加强停机值，报警值等主要控制参数的监测。在保证仪控设备实现自动运行和在实现设备投入自动化的基础上，减少或防止操作偏差。

2.灵活性运行对发电机的主要影响

通常情况下，发电机组投入运行超出一定年限后，定子线棒端部及槽内固定部分便会因为各类原因出现松动、损坏和磨损问题。因此，相关单位也必须密切关注发电机组运行的时间，必须在核电机组投产之后，首个大修期间落实其大修检查工作。在首次大修检查工作的帮助下，工作人员需关注定子铁芯的松动问题，通过打紧槽楔等方式，有效解决定子线棒槽部松动问题。与此同时，相关单位还需高度重视定子线棒端部绑扎以及拉紧螺栓出现松动的现象，并针对此类问题做好紧固工作，若发现其松动情况过于严重，则可通过固定结构的形式，保证发电机组的顺利运行。

而对于核电机组来说，其各部件工作运行状态也往往与发电机组灵活性运行的过程息息相关，在热胀冷缩的温度变化，发电机负荷等因素影响下，定子线圈端部、槽内部分以及引线都极易出现松动现象。而随着定子线圈端部磨损情况的加剧，线圈的老化及绝缘劣化速度也会因此增加。与此同时，转子线圈磨损、匝间短路等现象也会更为常见。而随着发电机组运行时间的增加，发电机各部密封件的老化速度会不断加快，因此而产生的漏氢增加问题（发电机氢压下降）频率将大大增加。而在发电机组灵活性运行调峰任务的影响下，会进一步增大发电机铁芯磁通量，为定子线棒端部带来更多的发热损伤。因此，为充分保障发电机组运行的安全性和稳定性，大部分电厂往往会落实发电机检查工作，这样才能及时发现发电机运行问题，避免应灵活性运行对发电机组造成的负面影响。

3.发电机灵活性运行应对措施

3.1定子铁芯部分应对措施

电压偏高，无功过剩是当下电网最常见的问题，为有效缓解解决电压波动，发电机的无功自动调节功能得到大规模应用。相比以往来说，现在的发电机组大多时候处于滞相运行状态，在此基础上，其机端电压往往较高，且端部负荷也相对较重。这在一定程度上增加了调节负荷，同时也让铁心松动现象产生的可能性大大提升。而针对这种情况，相关单位必须高度重视定子铁芯的全面检查以及改善工作。在发电机组进相运行过程中，需专业人员密切关注定子铁芯各部温度参数，详细进入其温度变化情况（存在专门的发电机参数检查程序）。而在开展检修工作时需全面检查结构件，铁芯端部状态以及铁芯的紧度情况。通过全方位检查和紧固操作，优化定子铁芯的工作效果，如需必要，还可进一步改善电子铁芯端部结构。

3.2定子部分应对措施

一般来说，定子线圈的轴向膨胀主要是由大电流发热状态导致，而定子铁芯的热膨胀则是因磁负荷的作用。通常情况下，线圈导体发热量和电流平方呈现正比例关系，而电流值的大幅变化通常会出现在发电机组深度调峰运行阶段，温度也会随之改变，而由此便会造成轴向膨胀伸缩。而在此过程中铁心的磁负荷却并不会出现过多变化，由此所产生的铜铁膨胀差便会增加。如果发电机组的运行经常处于此种状态下，则定子线圈的松动问题便更易出现，考虑到核安全，核电机组不建议参与深度调峰。还要注意的是，相间磁力的变化大多时候也是由电子线圈电流的变化而导致，这也是震动变化出现的主要原因，而这种变化则会导致定子线圈端部出现磨损和松动问题。针对以上情况，必须对定子线圈端部以及槽内固定的情况，进行全方位综合检查和检测。而对于一些使用年限较长的老旧传统机组，相关人员也可通过改善其槽内固定结构，提高其运行效率及水平。与此同时，还需做好电子线圈绝缘技术的改造，在更换线圈过程中，可利用“电场均压”技术进一步提升发电机组调峰运行的年限。而为减少定子铜耗，可选择绝缘厚度较小且放铜量较大的新线圈。最后，必须落实定子线圈引线及端部的固定工作，而通常情况下，包括灌注式固定结构、绑扎式固定结构以及压板式固定结构在内的三大固定方式是发电机定子线棒端部固定的常见手段。这些固定方式适用于不同位置的固定，相关单位可依据实际情况，合理选择固定方法。

3.3转子部分应对措施

针对转子部分，电站需在制定完善计划方案的基础上，落实发电机组的全面检修工作，对定子线圈磨损，松动以及绝缘情况进行针对性的检查，并对其进行全面清理。而针对盘车频率较高的机组，则需加大其线圈槽内径向间隙大小的科学分析。与此同时，转轴及风扇等部位的无损检查工作也不容忽视。最后，加强端部线圈变形的检查，若转子运行周期较长，相关人员则可对其进行护环检查，及时更换变形线圈。为实现端部垫块固定结构的充分优化，可加大线圈端部整体弹性滑移技术的应用，有效防止线圈变形。而调峰发电机的转子端部支撑整块设计应以全支撑结构为主，这样不仅能合理支撑垫块，同时还能保证其固定部件受力，维持发电机组的正常安全运行。

结语

随着新能源的快速发展，灵活性运行对核电发电机组产生了巨大影响。而纵观当下在役核电发电机组以及电力市场发展情况来看，必须加大发电机运行操作管理原则，灵活性运行方法，发电机技术路线以及运行内容等领域的研究，以此保障发电机组灵活性运行的稳定性，可靠性以及可操控性。这不仅能为核电机组灵活性运行项目的应用奠定强有力的基础，同时也能助力发电厂实现产品升级，推动其长效发展。

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