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我國首臺大型立式脈沖發(fā)電機(jī)組研制成功

時間:2019-01-24 10:37:33來源:科技日報

導(dǎo)語:?近日,在位于成都的中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院內(nèi),我國首臺30萬千伏安立式脈沖發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)通過驗收,總體參數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平?!白鳛榱啻箅娏髅}沖發(fā)電機(jī)組,其在工作時約10秒內(nèi)的放電功率,相當(dāng)于裝機(jī)容量30萬千瓦的秦山一期核電站。

近日,在位于成都的中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院內(nèi),我國首臺30萬千伏安立式脈沖發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)通過驗收,總體參數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。“作為六相大電流脈沖發(fā)電機(jī)組,其在工作時約10秒內(nèi)的放電功率,相當(dāng)于裝機(jī)容量30萬千瓦的秦山一期核電站?!敝泻思瘓F(tuán)核工業(yè)西南物理研究院聚變科學(xué)所副所長李強(qiáng)說。

由中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院與哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司共同研制的該機(jī)組,總重約800噸、總高約15.5米,是為滿足我國先進(jìn)聚變研究裝置中國環(huán)流器二號M(HL-2M)大功率、高儲能供電需求研制的大型脈沖“能量驅(qū)動器”。

立式脈沖發(fā)電機(jī)

工作時,該機(jī)組發(fā)電機(jī)由電動機(jī)拖動15分鐘后,轉(zhuǎn)速可由0至每分鐘498轉(zhuǎn),隨后通過轉(zhuǎn)子加勵磁在15秒內(nèi)將轉(zhuǎn)速下降至每分鐘335轉(zhuǎn),同時釋放1350兆焦能量;發(fā)電機(jī)釋放能量后,轉(zhuǎn)速會再次提速到每分鐘498轉(zhuǎn),并在保持5分鐘后再次下降轉(zhuǎn)速放電,完成一個工作循環(huán)?!霸摍C(jī)組的額定轉(zhuǎn)速每分鐘500轉(zhuǎn),總儲能達(dá)到2600兆焦,額定電壓3千伏、額定電流29千安,也是目前國內(nèi)容量最大的立式六相脈沖發(fā)電機(jī)組?!崩顝?qiáng)說,比較原有“中國環(huán)流器二號(HL-2A)”使用的3臺脈沖發(fā)電機(jī)組,“僅這一臺新機(jī)組的釋能能力和電功率輸出均相當(dāng)于此前3臺的總和。”

脈沖發(fā)電機(jī)組分為立式、臥式兩種,傳統(tǒng)的臥式由于軸系受到轉(zhuǎn)子及飛輪自重的限制,不便于設(shè)計成大容量脈沖發(fā)電機(jī)組;而立式機(jī)組的軸系是豎直的則沒有這個問題?!白鳛閲鴥?nèi)首臺立軸式脈沖發(fā)電機(jī),該機(jī)組無論從電機(jī)結(jié)構(gòu)還是負(fù)載類型,都與常規(guī)的水輪發(fā)電機(jī)大不相同,此前甚至沒有成熟的計算方法和設(shè)計經(jīng)驗,需要進(jìn)行大幅度創(chuàng)新?!蔽魑镌壕圩兛茖W(xué)所副總工宣偉民說,巨大的脈沖發(fā)電機(jī)內(nèi),轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不斷變化,如何保持設(shè)備整體穩(wěn)定性、震動幅度如何控制、冷卻系統(tǒng)如何設(shè)計、六相電機(jī)程序如何編寫都是前所未有的挑戰(zhàn)。最終,研發(fā)團(tuán)隊首創(chuàng)了多項特有技術(shù),攻克了六相大電流發(fā)電機(jī)、大慣量高速轉(zhuǎn)子、寬頻變化控保系統(tǒng)等技術(shù)難題,在研制過程中形成了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果。

中國環(huán)流器二號M(HL-2M)是在我國首個具有偏濾器位形的大型托卡馬克裝置“中國環(huán)流器二號(HL-2A)”基礎(chǔ)上新研制的又一大型托卡馬克裝置,其科研目標(biāo)是探索可控核聚變研究,實現(xiàn)“人造太陽”的人類終極能源追求。該脈沖機(jī)組的成功研制,將驅(qū)動HL-2M裝置的等離子體電流達(dá)到此前現(xiàn)有裝置的2倍以上、等離子體溫度超過1.5億度,從而為在這個裝置上開展堆芯級參數(shù)下的等離子體物理實驗和關(guān)鍵技術(shù)研究提供有力保障。

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