最新公告:

哈电电机:研制我国最大立式脉冲机组达到国际先进水平

来源:特约通讯员供稿   发布时间:2019-03-27   阅读量:63

阅读提示:

  “核聚变能”被视为人类最理想的“神级能源”。正在建设中的“中国环流器二号M”是中国最大的托卡马克装置,是我国研究核聚变能的“神器”。哈电电机研制的我国首台30万千伏安立式脉冲发电机组,完全满足“中国环流器二号M”装置的大功率、高储能电源需求,堪称“神级动力”装备。

  哈电电机为能源“神器”提供“神级动力”

  ----研制我国最大立式脉冲机组达到国际先进水平

300MVA脉冲发电机组  供图  胡今奇

  前不久,我国核聚变能研究装备制造领域传出喜讯,哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司(简称哈电电机)研制的我国首台大型立式脉冲发电机组,主要指标达到国际先进水平。该机组瞬时发电功率可高达30万千伏安,是国内最大的脉冲发电机组。它将驱动我国能源“神器”--“中国环流器二号M”装置,使其等离子体电流达到我国现有装置的2倍以上,等离子体温度超过1.5亿度,从而为相关研究提供保障。这标志着我国核聚变能科研装备制造取得重大突破,哈电电机完成了我国能源装备制造史上的一次创举。

  实力斩获脉冲合同

  能源是支撑人类文明发展的重要支撑,如果能够实现对核聚变能的有效控制和应用,人类就将获得足够使用数亿年的清洁能源。哈电电机30万千伏安脉冲发电机组的业主单位--中核集团核工业西南物理研究院(简称核西物院),是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院。核西物院2008年左右在开展一个国家级课题的研究中发现,原有的卧式脉冲发电机设备不能满足科研需求,需要功率更大的脉冲发电机组做电源。

  哈电电机得悉核西物院这一需求后,全力以赴配合开发。在项目前期开展了大量工作,为核西物院提供了两套全面、深入、内容丰富的论证方案并获得认可。随后,哈电电机几任领导班子成员均与核西物院领导多次互访,并初步组织开展了针对脉冲发电机的立项和研发工作,为担当推进我国核聚变能研究装置升级这一神圣使命做好了准备。

  2011年,核西物院大功率立式脉冲发电机组研制项目招标后,哈电电机凭借充分准备和强大实力,最终以技术标和商务标两个第一的成绩中标该项目,正式踏上了研发制造我国首台大型立式脉冲发电机组的新征程。

  创新破解科研难题

  研发制造,意味着摸索探求、创新优化,然而这并非易事;大型立式脉冲发电机的研制也是如此。由于“中国环流器二号M”装置的特殊需求,哈电电机研制的脉冲发电机组为六相电机,虽具有输出功率大、可靠性高、控制性好等优点,但也面临着电磁计算、通风冷却等方面前所未有的研发挑战。

  “为攻克研发难题,哈电电机成立了脉冲发电机研发团队,组建了电磁研究、通风冷却研究、产品设计等课题组,创新编制了六相电机计算程序,与哈尔滨理工大学联合开展了相关研究,在成千上万次仿真实验中,‘搜索’到了合理的电磁方案。”哈电电机水发产品总专业师蒋宝钢介绍。科研团队全面分析机组温升变化和相关要素的匹配情况,经过3次复杂的仿真计算、一次系统验证和7次仿真优化,最终设计出了密闭无风扇双路径自循环通风系统。同时,团队还在转子磁轭设计、组合轴承冷却方式等方面进行了结构创新,满足了机组大转动惯量、高速稳定运转的需求。

  2013年12月,哈电电机成功设计出了能够满足“中国环流器二号M”装置特殊需求的大功率立式脉冲发电机组。

  匠心打造脉冲精品

  作为特种电机,脉冲发电机的推力头镜板等诸多部件,在结构、尺寸等方面均存在特殊之处,加工难度也远高于一般产品。为此,哈电电机从生产管理、操作流程、工艺技术等方面综合施策,全面突破了脉冲发电机组所有部件的制造难题,不但制造完成的所有部件均符合设计、标准及合同的技术要求,而且机座、转轴等主要部件的实物质量高于合同和标准的相关要求。

  2014年4月,该机组进入安装调试阶段后,哈电电机人员秉持“精细过程 精品结果”的质量文化理念,努力打造脉冲精品;编制了《脉冲发电机定子机座工地装焊工艺守则》《脉冲发电机调试方案》等文件并获得业主认可;在关键的定子铁心装压环节,哈电电机人员每叠装几张冲片就进行一次“敲片”,并及时进行调整、预压,最终使数万硅钢片叠装成的定子铁心,表面顺滑、形态美观,紧量完全满足国家标准要求;相继完成了机械性能试验、损耗试验、空载特性试验等20余项试验,彻底解决了遇到的振动值、温度和风路异常等问题。

  2019年1月,我国首台同时也是功率最大脉冲机组在成都核西物院顺利通过了专项验收。由唐任远和邓建军两位中国工程院院士牵头组成的9人专家组一致认为,哈电电机研制的30万千伏安立式脉冲发电机组总体性能参数达到国际先进水平。至此,我国开发“神级能源”的“中国环流器二号M”装置正式拥有了“神级动力”,向实现和平应用核聚变能这一目标又迈进了一大步。

脉冲发电机验收数据检测现场

----哈尔滨电机厂有限责任公司 王学善 供稿



   请扫描二维码对我们进行关注,我们将及时发布协会活动,行业信息,标准贯彻,技术交流,企业访谈,电子杂志等资讯,也欢迎会员朋友提供素材,让我们之间的沟通更顺畅,工作更和谐。


   声明:此资讯系转载自会员网站或其他媒体平台及协会特约通讯员供稿,中国水力发电设备网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。




分享到: