（山东核电有限公司 山东烟台 2651000）
摘要：随着核电的广泛研究与应用，在电力方面建设了核电厂，不仅满足了人们生活与生产对电力的需求，同时还促进了电力企业的稳步发展。核电厂汽轮机具有工艺与力学特性，其中转子应力技术是最为重要的，其是确保汽轮机的可靠性与安全性的保障。本文将研究核电厂汽轮机热应力控制技术，旨在保障核电厂的可持续运行，促进汽轮机控制系统的完善。
关键词：核电厂；汽轮机；热应力；控制技术
前言
随着我国电力企业的快速发展，我国对核电事业的研究不断深入，核电在我国的应用越来越广泛。核电厂的建设对我国有着重要的作用，不仅能够满足人们生活和生产用电需求，同时大大加速了我国电力事业的发展步伐。而核电厂的建设离不开汽轮机的应用，要想让核电厂的汽轮机稳定、安全地运行，就必须足够了解汽轮机的工艺特性与力学特性，了解转应子应力技术的各个方面，只有这样才能有效利用汽轮机进行发电，才能够保证核电厂健康稳定地发展。
1 核电厂汽轮机概述
1.1 工艺特性
受火电厂汽轮机的影响，核电厂汽轮机的构造、设计、系统应用等方面都存在共同性与差异性，核电厂在建设的时候需要按照规定的设计准则进行建造，根据其建造的工艺性，可知其影响因素有热能、气压、流量等，而这些影响因素将会使核电厂汽轮机的设计、结构等产生特殊性。核电厂汽轮机与火电厂汽轮机两者之间运行方式存在差异主要是因为主蒸汽造成的。核电厂机组在运行的过程中，饱和蒸汽中的湿度相对较高，且核电厂汽轮机还拥有汽水分离再热系统，正因如此，核电厂的电机才会发生变化，导致核电厂机组在运行的过程中会受到设计、结构等因素的影响。
1.2 力学特性
核电厂汽轮机根据速度可以划分为全速与半速两种类型，其中，全速汽轮是我国最为主要的使用类型。汽轮机的力学特性主要是通过影响因素、应力等方面表现出来的，无法单独地将其特性展现。应力方面的力学特性主要体现在汽轮机的运转零件上，全速汽轮机运转时的热应力比半速汽轮机运转时的热应力要小很多，所以全速汽轮机的适应力与气动能力都高于半速汽轮机；影响因素方面的力学特性主要通过温度、压力等外界环境表现出来，因为汽轮机的通气效果与排汽效果存在着差异，所以汽轮机的温度、热度等外界环境就会发生变化。
1.3 安全性
核电厂要想更好地发展下去，就必须保证汽轮机的稳定性与安全性，这是核电厂汽轮机正常运转的前提条件。核电厂汽轮机的安全性与高效性会受到诸多因素的影响，其中最主要的原因就是热应力控制系统。根据物理学角度来看，任何运动的物体都会有热能量传递出来，汽轮机也不例外。汽轮机在运行状态下，会受到蒸汽的影响，逐渐产生热量，逐渐增多的热量将会使汽轮机产生热应力。而这些热应力就会汽轮机的安全性造成一定的影响，当热量到达一定程度的时候，汽轮机内部的温度就会不断升高，当温度失去掌控之后，热应力就会对转子设备造成严重的破坏，导致蒸汽机出现故障，无法安全运转。
2核电厂汽轮机运行特性
基于核电汽轮机当中的主蒸汽自带0.25% ～ 0.5% 湿度的饱和蒸汽。一般情况下，通流部分各级大多数位于湿蒸汽区。核电汽轮机和常规火电机组比较，核电汽轮机有汽水分离再热系统增加。由此可见，对于核电汽轮机，其启动、停止及运行特性不但和本身结构、系统设计及相关布置有关，而且还与汽水分离再热器的结构存在联系。
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对于核电汽轮机的启动与停机，通常使用额定参数启动，调门则起到控制汽轮机加负荷与升速的目的。因所采用的是低参数饱和蒸汽，因此汽轮机在启动暖机时间方面，要比火电机组汽轮机的启动时间低，大概可降低1/3。另外，由于核电汽轮机的温度较低，且汽轮机本体各部件的热膨胀值较小，所以汽轮机在启动及运行过程中，所受到的热膨胀差均要小于火电机组受到的热膨胀差。
3核电厂汽轮机热应力控制技术
在汽轮机中最为关键的部件便是转子，但转子受一系列因素的影响，同时其自身又具有脆弱性，因此，需要不断提高保护转子的能力。转子在运行过程中受温度、压力与湿度等因素的共同作用，致使其具有一定的温度梯度，如果其中的热应力过大，将给转子造成严重的损坏，从而制约转子的运作，影响汽轮机的使用。汽轮机的转子热应力保证着核电厂的安全性，影响着汽轮机的启动。
3.1 转子应力特性
转子应力说通俗一点就是汽轮机在启动或停止的那一时刻，将其内部的所有蒸汽温度进行转变，从而对转子的温度产生影响。因为转子是受到周围温度影响才产生的转子应力，所以转子应力不是拉伸力就是压缩力。除此之外，转子的热应力还会根据环境的转变而发生变化，导致在不同阶段产生不同的特性。汽轮机在启动那一刻转子具有对称性，启动阶段的压缩力大于拉伸力等。
转子应力控制将对高压转子应力的有效性进行计算，如果其具有无效性，自启动程序将不能对汽轮机进行控制，而是要通过人员对其进行控制；如果其具有有效性，自启动程序将发挥自身的作用，对转子应力极限进行确定。同时，在有效的基础上，自启动程序也将对高压转子应力进行监视，将这一应力和应力极限进行对比，二者的差值将成为第一级蒸汽温度变化的允许数值。在转子应力控制中最为重要的环节便是声速率与升负荷率的转变。
3.2 控制转子应力
核电厂汽轮机的安全性与稳定性与转子应力的控制有着紧密的联系，控制好转子应力就能有效掌控机组的启动与负荷情况，保证两者始终处于规定范围内。实现转子应力控制的主要依据是汽轮机自启动程序的控制，这一程序能够在汽轮机自启动的过程中自动控制转速，能够改变速率与负荷，所以能够有效地控制转子应力。
4 改进汽轮机的进汽控制
4.1 主蒸汽改进
核电厂汽轮机热应力的控制会受到一系列因素的影响，其中就有汽轮机进气这一因素，因为进气效果会直接对应力控制造成干扰，所以需要对进气进行改进。首先需要改进的是主蒸汽，主蒸汽改进包括目标、修正、跟踪。主蒸汽的改进目标主要是针对高压转子与壳体，通过逻辑运算，求出两者温度之和，然后将此作为本次改进的目标值；修正功能主要是针对目标值进行改进，为了寻找出更合适的目标值，需要对目标值进行改进，不断增加，从而获得所需的修正值；跟踪功能主要是将跟踪改进后的主蒸汽温度，从而获得跟踪目标值。
4.2 再热蒸汽改进
再热蒸汽的改进与主蒸汽的改进基本上程序是相同的，不同的是目标值主要是根据转子的平均温度与最大允许温度；修正值主要是根据函数进行，跟踪是依靠速率，通过相同的程序就可将再热蒸汽进行改进。
5 结束语
总之，根据以上对核电厂汽轮机热应力控制技术的研究，可以看出，热应力控制技术不仅能够影响到汽轮机的安全性与稳定性，还能对核电站的稳定发展产生重要的影响。本文对核电厂汽轮机进行了简单的介绍，对核电厂的热应力控制技术、转应子等进行了研究，同时还针对核电厂汽轮机的不足提出改进措施。当代社会的发展离不开核电事业，离不开汽轮机热应力控制技术。所以在今后的日子里，需要对核电厂汽轮机热应力控制技术不断的研究，不断提高控制水平，只有这样才能够满足我国人们用电需求，才能满足社会发展的需求。
参考文献：
[1]候国顺.核电厂汽轮机热应力控制技术的研究[J].江苏核电有限公司，2014（22）.
[2]石丽国，郝军红，樊向松.海阳核电厂汽轮机垫铁安装与质量控制技术[J].电力建设，2013，11（12）：71-72.
论文作者:孙飞岳
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/1
标签：汽轮机论文; 核电厂论文; 转子论文; 应力论文; 蒸汽论文; 核电论文; 热应力论文; 《电力设备》2016年第18期论文;