宣伟民-2M装置飞轮储能发电机系统（提交）-solarbe文库

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HL－ 2M装置 5GJ/600MVA 飞轮储能发电机系统 5GJ/600MVA Flywheel Energy Storage Generator System for HL-2M Device 2019-05-18 Version 0.1 HL－ 2M装置 5GJ/600MVA 飞轮储能发电机系统 引言 HL-2M装置飞轮发电机系统介绍 300MVA储能发电机组及关键技术 结论中核集团核工业西南物理研究院宣伟民 1979年北冰洋冰边界北极 ITER计划七方引言 500MW 中国环流器二号 M（ HL-2M）装置是我国大型常规磁体托卡马克聚变研究装置。它规模大、参数高，有望将等离子体电流提高到 3兆安培，等离子体离子温度将超过 1亿摄氏度，等离子体参数将大幅度提高到近堆芯水平，为我国参与国际热核聚变实验堆（ ITER）实验与运行以及自主设计建造未来聚变堆提供重要技术支撑。引言系统由四套脉冲发电机组组成，总容量 600MVA，总储能 5GJ，额定脉冲释能约 2.6GJ，构成国内最大飞轮储能发电机系统。 HL-2M装置飞轮储能发电机系统介绍 1号（或 2号）总长 20.5m，同步转速 1500r/min，超同步调速到 1650r/min。 2500kW电动机驱动、 1GJ、 90MVA同步发电机。 3号总长 22.5m，同步转速 3600r/min。 2500kW电动机驱动、 0.7GJ、 125MVA同步发电机。 HL-2M装置飞轮储能发电机系统介绍 4号机组针对 HL-2M装置需求近几年研制的大型立式脉冲发电机组， 2019年 1 月成功通过专家组验收。额定容量 300MVA、额定释能储能） 1.42.6GJ，额定转速 500r/min,飞轮力矩 7550tm2 总重约 800t，转子重约 400t，总高约 15.5m，直径约 10.6m。 300 MVA 机组电动机） 300MVA储能发电机组及关键技术 300MVA储能发电机组及关键技术  短时重复工作制 10s/10min  负荷变化大，大电感整流型负载  发电机电流大， 29kA，六相双 Y移 30  发电机频率为 100-67Hz  机组起动及升降速频繁 0.67-1.08 满足不同负载供电 CS 750V/240kA， TF 1660V/140kA等。降低直轴超瞬变电抗有利于整流器逆变深度，但增大短路冲击。电抗选择与电源工况的匹配性。发电机定子电流达到 29kA，超过百万千瓦水轮发电机，且为六相，定子引线层数达到 29层。电磁和结构设计解决诸多技术难题。 498 r/min定子线棒下端部绕组受力柱形图发电机故障最大冲击电流 300MVA储能发电机组及关键技术转子总重量约 390T、外径 φ 5290mm，磁轭高度 3030mm。转子转动惯量大，比常规机组高，转速高等，提高发电机转子设计标准。 300MVA储能发电机组及关键技术转子支架综合应力分布图和径向变形 300MVA储能发电机组及关键技术磁极线圈一阶临界 820r/min  脉冲机组的快速制动，大功率液冷电阻器；  满足负载功率快速变化的发电机励磁系统；  国际领先的开断 400kA短路电流能力的发电机保护开关；  具有适应宽频率变化的机组控保系统 ,采用归一化设计；  12000kW高压变频器调速，大功率滑差调速；  脉冲大电流下母线工艺设计。 300MVA储能发电机组及关键技术 540r/min机械考核试验试验数据显示机组振动、摆度、温度数据满足设计要求，可以满足长期运行要求。 300MVA储能发电机组及关键技术 29kA额定电流考核试验 5.5秒短路放电，定子电流基本上达到额定定子电流 29kA，初步验证发电机具备输出额定电流能力。 29kA额定电流考核试验波形 300MVA储能发电机组及关键技术 解决了诸多关键技术，建成 5GJ/600MVA的飞轮储能发电机系统，满足了 HL－ 2M装置对大功率、高储能的特定供电需求； “四号机”总体参数达到国际先进水平，是具有自主知识产权的国内首台大型立轴脉冲发电机组。结论唐任远院士、邓建军院士等专家谢谢 Thanks for Your Time