一、任务来源：大亚湾核电站汽轮机高压缸效率较低，对比目前主流的汽轮机设计理念及制造工艺，存在出力提升空间；高压缸转子为老式的铆接围带形式，存在铆钉头脱落、围带开裂的安全隐患。为了提升机组效率并提高设备运行可靠性，大亚湾核电运营管理有限责任公司委托项目组对大亚湾核电站汽轮机高压缸进行通流改造：采用可控涡、弯扭叶型等先进通流技术，更换高压缸转子、隔板、隔板套、分流环等缸内通流部件，保留外缸、轴封、轴承及保护装置。
   二、应用领域和技术原理：本项目为国内核电站首次实施汽轮机高压缸全通流改造，其技术成果可推广应用于核电站汽轮机重大技术改造领域。主要技术原理包含：
  a) 分析核电汽轮机效率低的主要原因为叶型损失、二次流损失和漏汽损失，针对性制定通流改造方案。
  b) 采用全三维弯扭叶片结合可控涡技术，改善流道内沿叶高的压力分布，提高级的做功能力。
  c) 动叶顶部密封采用预应力围带整体加工汽封，蒸汽泄漏少，消除铆接围带断裂的安全隐患。
  d) 隔板静叶自带冠一次成型、叶片两端光滑无间隙，相比原焊接式隔板蒸汽在叶顶和叶根处的二次流损失小。
  e) 分析改造对常规岛、核岛系统运行参数变化影响，控制核安全风险。
  三、性能指标：
  a) 预期技术性能指标：改造后每台汽轮发电机组增加发电出力5-10MW。改造后汽轮机进汽压力值60.8±0.6bar。
  b) 实际已达到的情况：改造后机组冲转、并网一次成功。改造后两台机组在核功率不变的前提下，分别增加净出力8.6/8.8MW。
   四、与国内外同类技术比较：本项目是国内首次成功完成核电汽轮机高压缸全通流改造，处于国内领先的地位。本项目通过分析核岛热功率与汽轮机功率的对应关系，在保证反应堆安全和汽轮机调节裕度的前提下实现汽轮机出力最大化，其复杂程度大于常规火电厂汽轮机的通流改造。
  五、成果的创造性、先进性：
  a) 自主分析核电站汽轮机高压缸效率偏低的根本原因，通过计算叶型损失、二次流损失和漏汽损失等数据，确定适用于大亚湾全速汽轮机通流改造的最佳方案：在国内百万千瓦核电全速机组上应用弯扭叶型结合可控涡技术，改善流道内沿叶高的压力分布，提高级的做功能力。
  b) 自主确定改造后汽轮机进汽压力60.8±0.6bar，选用相对成熟的先进叶型，使汽轮机一级隔板的通流面积和核反应堆蒸汽流量达到最佳匹配，通过一级隔板通流面积精确控制汽轮机进汽压力，减少蒸汽节流损失，在保证反应堆安全和汽轮机调节裕度的前提下实现汽轮机出力最大化。
  c) 开发了对轮间隔板及汽封块加工的专用工具，在核电站首次应用汽封整圈偏置加工方法，提高检修水平。
六、作用意义：本项目是国内首次成功完成核电汽轮机高压缸全通流改造，不仅显著提高了企业发电效益，而且掌握了国内核电汽轮机通流改造核心技术，对我国其他核电机组的改造提供借鉴和指导意义。改造后机组运行稳定，两台机组发电出力比改造前净提升17.4兆瓦以上，每年多发电约1.3亿度，约2年即可收回投资成本。
  七、取得的成果和获得的推广应用：本项目掌握并建立了国内核电站汽轮机高压缸全通流改造的核心技术，在国内第一次成功完成核电汽轮机的全通流改造，改造后两台机组增加净出力8.6/8.8MW，经济效益明显。
   本项目针对核电全速汽轮机高压缸特点进行方案设计，其技术原理也可推广应用于半速汽轮机高压缸及低压缸改造。本项目的成功实施，给即将启动的大亚湾核电站低压缸改造提供了技术指导，积累了改造经验，提供了人才储备。