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立项报告
项目名称
220MW核电汽轮机用空气冷却器
项目编号
HQLQ-1104
承担部门
研发部
研发人数
13人
项目负责人
陆雪其
预算经费
160万元
计划起止时间
2011.02.10-2012.12.31
项目主要内容
研发目的
随着我国国民经济快速发展及人民生活水平的不断提高,以电力为主要形式的能源需求逐年增长。
为了加快电力行业的发展,自上世纪80年代起我国就进入了大机组、高参数、大电网的阶段。
电站汽轮发电机的单机容量的提高主要依靠增大发电机的线性尺寸和增加电磁负荷两种途径来实现。
提高电磁负荷必然会增加发电机绕组等部件的发热量,为此必须发展相应的冷却技术来解决汽轮发电机的温升问题。
这也是提高汽轮发电机单机容量的最有效、最现实途径。
目前,国内在超大功率核电与超超临界汽轮发电机气体冷却器的研发还处于起步阶段,受制于在薄壁钛材的焊接、大型高效换热结构的可靠性设计与制造、服役周期科学预测等方面的经验与理论技术相对贫乏,进展一直比较缓慢,产品进入商用并产业化的还未见报道。
本项目就是应此而生。
主要研发内容
1、钛管与钛钢复合管板连接工艺设计;
2、全充氩焊接技术;
3、基于“高效换热”理念的结构设计。
要达到的主要指标
总换热容量:
2766Kw,气体总流量:
47M3/s,
冷却器总水量:
590M3/H,进水温度:
33℃,
出风温度:
≤40℃,气体阻力:
≤660Pa,
工作水压:
0.33~0.47MPa
换热富裕度:
1、4组冷却器停用时能带80%负荷运行。
研发进度安排
2011.02.10-2011.05.31制定整体实施方案、图纸设计;
2011.06.01-2012.06.30工艺设计、实验,样机制作;
2012.07.01-2011.12.31样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2011.01.18
审核批准
审核批准时间
项目名称
6.0MW10极双馈发电机空水冷却器
项目编号
HQLQ-1105
承担部门
研发部
研发人数
19人
项目负责人
林建忠
预算经费
190万元
计划起止时间
2011.03.01-2013.03.01
项目主要内容
研发目的
随着传统化石能源数量的不断减少以及对环境形成的巨大压力,迫切需要对国内的能源供给进行结构性调整。
风能是一种清洁可再生能源,在中国的三北地区及东南沿海地区具有丰富的风能资源。
通过大力发展包括风力发电在内的新能源,来提高清洁能源在能源供给结构中的比例已成为国家能源战略的重要发展方向。
目前国内多家企业如东汽、哈电、北重相继研发生产了500KW、1500KW以及2000KW的双馈电机组以及直驱风电机组,但国内配套的冷却器制造企业由于缺乏对风能冷却系统制造工艺的深入研究与了解,导致国内风能冷却器在运转时电机内部循环空气温度降达不到工艺参数要求,易造成电机线圈、定子等热损耗加大,增加了能耗成本。
针对上述问题,公司对本项目进行立项研发。
主要研发内容
1、M型排管技术;
2、换热管与隔板的夹紧装置的设计技术;
3、薄壁管板夹紧技术。
要达到的主要指标
总换热容量:
250Kw,冷却风流量:
5.2M3/s
外部风量:
4.1M3/s,进风温度:
30℃
出风温度:
≤42℃,气体阻力:
≤250Pa,
产品油漆要求防盐雾、防海水腐蚀。
研发进度安排
2011.03.01-2011.08.31制定整体实施方案、图纸设计;
2011.09.01-2012.08.31工艺设计、实验,样机制作;
2012.09.01-2013.03.01样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2011.02.10
审核批准
审核批准时间
项目名称
大容量空水/空空双用电机冷却器
项目编号
HQLQ-1201
承担部门
研发部
研发人数
15人
项目负责人
黄建华
预算经费
38万元
计划起止时间
2012.03.01-2012.12.31
项目主要内容
研发目的
目前我国国内的石化、造船、海上平台工程发展方兴未艾,正迎来新一轮的成长高峰期,对包括大容量、高参数电机在内的上游装备形成巨大需求。
目前国内在大电机制造上已具备国际竞争优势,在国内市场中占据主导地位,但相应的配套产品电机冷却器,则在可靠性、使用寿命上还无法跟上市场需求步伐,在石化、造船、海上平台这些高端应用市场被国外公司所垄断,为此,本公司专门进行立项研发。
主要研发内容
1、便携式水空转换装置结构设计;
2、丝网低风阻过滤装置结构设计。
要达到的主要指标
换热容量:
45~230Kw,进出水温差:
5~8K,
过滤精度:
0.1mm,气体阻力:
≤250Pa,
空气出风温度45℃(在38℃进水温度下)。
研发进度安排
2012.03.01-2012.05.31制定整体实施方案、图纸设计;
2012.06.01-2012.10.31工艺设计、实验,样机制作;
2012.11.01-2012.12.31样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2012.1.09
审核批准
审核批准时间
项目名称
弹性防反弹凸缘散热片
项目编号
HQLQ-1202
承担部门
研发部
研发人数
18人
项目负责人
耿益明
预算经费
102万元
计划起止时间
2012.06.01-2013.12.31
项目主要内容
研发目的
目前国内套片式散热器生产厂家大部分采用φ19、φ16管径的散热片,其换热效果相对较差,单位水耗较大,在用水相对紧张的地区推广受到很大限制。
再者,目前厂家生产的散热片没有增加强制对流换热结构,即空气在流经散热片时呈平流状态,加之散热片与换热管扩胀以后的贴合率普遍偏低,造成换热效果较差。
尤其对于使用如钛合金等具有记忆性反弹的冷却管,其贴合率更低,换热效果更差。
针对上述问题,公司专门对本项目进行立项研发。
主要研发内容
1、弧形凸起层设计技术;
2、散热片侧向锯齿状结构的设计技术;
3、热传导系数提升技术。
要达到的主要指标
换热系数比同等国内翅片换热系数提高10~12%;
风阻系数降低5~8%;
在相同体积内,同等换热容量前提下,产品的材料成本降低8~10%。
研发进度安排
2012.06.01-2012.10.31制定整体实施方案、图纸设计;
2012.11.01-2013.07.31工艺设计、实验,样机制作;
2013.08.01-2013.12.31样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2012.04.13
审核批准
审核批准时间
项目名称
电机双冷却管双管板蒸发冷却器
项目编号
HQLQ-1203
承担部门
研发部
研发人数
18人
项目负责人
林建忠
预算经费
150万元
计划起止时间
2012.08.05-2013.12.31
项目主要内容
研发目的
当前,各类常用的换热器大多采用冷却水去冷却滑油、空气和水等介质,然后再用冷却后的滑油、空气和水去冷却其他发热设备。
如,电机的空气冷却器和氢气冷却器是用冷却后的空气和氢气去冷却电机的锭子和转子。
这种常用的换热器有不少缺点:
第一,采用冷却水去冷却滑油、空气和水等介质,不易控制冷却后的滑油、空气和水等介质的温度,介质温度过高或过低都会影响后续设备的正常工作;第二,介质的流动需消耗泵功率,浪费能源;第三,换热器的冷却元件绝大多数为单冷却管单管板结构。
冷却介质与被冷却介质仅靠单根冷却管的管壁隔开,如冷却管破裂,两种介质将混合,这种混合介质进入其他设备后将会引起设备的损坏。
另外,有的介质属高压、有毒、易燃流体,一旦渗漏会对环境造成污染,甚至伤及人身安全。
主要研发内容
1、基于双冷却管双管板的新型结构设计;
2、套片式换热器的散热片的设计技术。
要达到的主要指标
换热容量:
320Kw,进出水温差:
5~8K,
换热系数≥42w/km2,防F114等冷却剂的腐蚀
产品整体需要承压0.3Mpa。
研发进度安排
2012.08.05-2012.10.31制定整体实施方案、图纸设计;
2012.11.01-2013.06.30工艺设计、实验,样机制作;
2013.07.01-2013.12.31样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2012.05.10
审核批准
审核批准时间
项目名称
高压大功率变频器空水冷却器
项目编号
HQLQ-1301
承担部门
研发部
研发人数
21人
项目负责人
林建忠
预算经费
220万元
计划起止时间
2013.1.5-2014.12.20
项目主要内容
研发目的
高压大功率变频器广泛应用于线缆、陶瓷、印染、煤矿、火电等领域,由于多直接安装于现场,粉尘大、温度高是其常态环境,因此,解决好变频器的散热问题成为保障变频器安全稳定运行的重要因素。
国内高压大功率变频器普遍采用密闭空调冷却方式。
该办法主要为变频器提供一个固定的具有隔热保温的房间,依据变频器的发热量和面积大小计算出空调的制冷剂,从而配备一定数量的空调。
采用该种运行冷却模式的投资和运行费用非常高,空调设备的可靠性和运行安全系数直接影响变频器的稳定运行,因此,对冷却系统提出更高的要求。
本项目研发的用于冷却高压大功率变频器的空水冷却器系统可以节约大量的投资和运行费用,具有节能、环保等特点。
主要研发内容
1、套片式换热器的散热片设计技术;
2、密闭循环风系统设计技术;
3、冷却风机冗余结构设置设计技术。
要达到的主要指标
变频器容量:
2×1400KW,额定散热功率:
112KW
冷却功率:
130KW,设计余量系数:
1.17
空间尺寸:
11000mm×3600mm,滤网清洗周期:
30~45天
旁路处理方式:
可开放式通风冷却
平均无故障运行时间:
50000h
研发进度安排
2013.01.05-2013.05.31制定整体实施方案、图纸设计;
2013.06.01-2014.03.31工艺设计、实验,样机制作;
2014.04.01-2014.12.20样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2012.10.20
审核批准
审核批准时间
项目名称
核电汽轮发电机用薄壁钛管钛板高效空冷器
项目编号
HQLQ-1302
承担部门
研发部
研发人数
17人
项目负责人
林建忠
预算经费
150万元
计划起止时间
2013.1.20-2015.7.1
项目主要内容
研发目的
空气冷却器是核电站中汽轮发电机的关键设备,其性能优劣直接影响到发电机组的安全、稳定和换热效率。
基于安全、节水、节能等综合因素考量,我国在用或新建的核电站都建在滨海地区,并以海水为介质,通过热交换方式冷却核岛、常规岛系统的汽轮发电机内部循环的氢气和空气,以及定子、转子的绕芯组件。
高盐分的海水含沙量大,腐蚀性极强,传统的空气冷却器采用CuNi30换热管和CuZn38Sn管板来达到防腐的效果,但在海水中也会发生不同程度的腐蚀,维护成本高,对于使用寿命要求长达50年以上的第三代核电站来说更是如此。
本项目旨在通过对核电汽轮机空冷器的腐蚀特征等关键环节入手进行深入研究与探讨,以获得钛制空冷器综合防腐技术以及高效换热技术,实现核电用薄壁钛管钛板高效空冷器的国产化。
主要研发内容
1、两步法分级胀管技术;
2、综合立体式防腐方案设计;
3、散热片管孔的周围弧形凸起层的设计。
要达到的主要指标
换热容量:
≥5285KW;工作水压:
0.2MPa;
冷却空气量:
≥95m3/s;冷却水流量:
≥360m3/h;
冷却水路连接:
并联;冷却水进水温度:
≤33℃;
冷却后空气温度:
≤40℃;气体压力损失:
≤691Pa;
水压降:
≤0.057MPa;单个冷却器水路数:
4;
冷却富余量:
23.3%;冷却器净重:
约1400kg×6组。
研发进度安排
2013.01.20-2013.05.31制定整体实施方案、图纸设计;
2013.06.01-2014.06.30工艺设计、实验,样机制作;
2014.07.01-2015.07.01样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2012.11.05
审核批准
审核批准时间
项目名称
节能型内燃机高效换热器
项目编号
HQLQ-1303
承担部门
研发部
研发人数
19人
项目负责人
陆雪其
预算经费
40万元
计划起止时间
2013.01.20-2015.04.30
项目主要内容
研发目的
内燃机换热器俗称中冷器,是内燃机设备中不可缺少的关键部件,也是提高内燃机效率,实现内燃机节能减排的重要部件。
内燃机或柴油机在气缸阀门全打开时,来自涡轮增压的压缩热空气大约在120~175℃,这取决于涡轮增压器、增压压力、外面空气温度等因素。
把热空气冷却的目的是减少它的体积,使更多空气进入气缸,避免因发动机燃烧温度过高而造成的发动机爆震故障的出现,同时降低发动机废气中NOx的含量,减小大气污染。
目前国内外船用柴油机冷却器都已把圆管结构定为唯一的冷却原件。
其他类型柴油机冷却器则仍采用扁管结构,其加工工艺复杂、成本高,可靠程度低。
为此,公司专门成立研发小组对本项目立项研发。
主要研发内容
1、管套部上连的部位圆环状凸缘结构设计
2、新型翅片结构设计技术;
3、新型胀接方案设计。
要达到的主要指标
换热系数比同等国内翅片换热系数提高8~10%
风阻系数降低12~15%
产品振动试验需要以40m/s2的加速度,在20Hz\30Hz\40Hz\50Hz的频率下振动3小时,共振时间为12小时,不允许出现泄漏与零件的损坏。
研发进度安排
2013.01.20-2013.10.31制定整体实施方案、图纸设计;
2013.11.01-2014.07.31工艺设计、实验,样机制作;
2014.08.01-2015.04.30样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2013.03.25
审核批准
审核批准时间
项目名称
低风阻高效换热器
项目编号
HQLQ-1401
承担部门
研发部
研发人数
14人
项目负责人
耿益明
预算经费
19万元
计划起止时间
2014.2.1-2014.10.1
项目主要内容
研发目的
目前常用的电机内的空冷器罩壳的结构中,均采用的是矩形的箱式结构,当气体流动在箱体角落时,由于电机内部的循环气流速度达到3-8m/s,容易在罩壳的顶部角落区域内发生涡流现象,经过相应的检测可知,仅涡流阻力就已经到达了100pa左右,面对于电机空冷器仅允许气流阻力达到350-400pa而言,也达到相当高的水平,而气流阻力增大,那么单位时间内进入到空冷器内部的气流量就减小,从而降低了空冷器的热交换效率。
为此,公司专门成立研发小组对本项目进行立项研发。
主要研发内容
1、独特倾斜结构的导流面板的设计;
2、散热片管孔周围弧形凸起层的结构设计;
3、防泄漏槽设计技术。
要达到的主要指标
换热容量:
45~230KW;工作水压:
0.9MPa;
进出水温差:
≤8K;空气出风温度:
38℃
进水温度:
25℃;气体压力损失:
≤250Pa;
水压降:
≤0.027MPa;冷却器的循环空气相对湿度75%,
需要加热器装置:
功率120W。
研发进度安排
2014.02.01-2014.03.31制定整体实施方案、图纸设计;
2014.04.01-2014.08.31工艺设计、实验,样机制作;
2014.09.01-2014.10.01样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2013.12.21
审核批准
审核批准时间
项目名称
便携式通用型空水冷却器
项目编号
HQLQ-1402
承担部门
研发部
研发人数
12人
项目负责人
曹国俊
预算经费
15万元
计划起止时间
2014.03.05-2014.10.31
项目主要内容
研发目的
目前国内电机行业中,为了提高市场竞争力,在有限的电机中心高的范围内,通过改变电磁密度设计可以使得电机的功率在同一中心高下最低和最高功率相差相近300KVA,而配套的电机冷却器的规格都是按照电机的发热功率定制,这样就会造成同一尺寸范围的电机由于其功率的不同,其配套的同尺寸的冷却器会有多种不同功率规格。
这样对冷却器厂图纸和工艺的标准化提出了很高的挑战,设计和制造工作成倍增加,而电机生产厂家也难选用适应不同规格的冷却器。
针对上述问题,公司对本项目进行立项研发。
主要研发内容
1、空冷器本体的罩壳结构设计技术;
2、M型排管技术;
3、换热管与隔板的夹紧装置的设计技术。
要达到的主要指标
换热容量:
50~400Kw,进出水温差:
5~8K;
出风温度:
40℃,风阻压降:
不大于300Pa,
冷却剂工作压力:
0.6~1.5Mpa
乙二醇防冻液流量:
5.3~70M3/H(乙二醇含量10~50%),
产品需要适用于换热功率范围,便于更换(大小功率之间的转换),产品内部承压0.5MPa,模块化安装模式。
研发进度安排
2014.03.05-2014.04.30制定整体实施方案、图纸设计;
2014.05.01-2014.08.31工艺设计、实验,样机制作;
2014.09.01-2014.10.31样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2014.01.12
审核批准
审核批准时间
项目名称
大容量正压通风型防爆同步电机冷却器
项目编号
HQLQ-1201
承担部门
研发部
研发人数
19人
项目负责人
林建忠
预算经费
155万元
计划起止时间
2014.08.01-2016.12.31
项目主要内容
研发目的
大功率压缩机组所用的大容量防爆同步电动机,其中一次电机功率范围为5000~7000KW,二次电机功率范围可达17000~28000KW,功率高,主机及其配套冷却器成套装备长期依赖进口。
随着我国煤制油、煤化工项目的快速推进,该类装备的缺口进一步加大。
本项目结合国内已经建成及在建项目的实际情况,对20000-27000KW正风通风型无刷励磁同步电动机冷却器进行研发。
主要研发内容
1、散热片结构设计技术;
2、胀接方案的设计;
3、智能在线监测、智能控制系统。
要达到的主要指标
换热容量:
1000Kw,空气流量:
30M3/s;
冷却水量:
165M3/h,进出水温差:
5K;
出风温度:
40K,换热富裕度:
20%
产品按照AD2000进行强度设计,焊接要求按照ASME要求,、
产品需要进行抗震飞分析设计与应力,热场能量分布ANSYS校核。
研发进度安排
2014.08.01-2014.12.31制定整体实施方案、图纸设计;
2015.01.01-2015.12.31工艺设计、实验,样机制作;
2016.01.01-2016.12.31样机优化,产品检测、测试。
编制
林建忠
编制时间
2014.4.10
审核批准
审核批准时间
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