HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组的设计

doi:10.16568/j.0254-6086.2021s2001

核聚变与等离子体物理 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (s2): 443-448.DOI: 10.16568/j.0254-6086.2021s2001

HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组的设计

彭建飞1，宣伟民1，将宝钢2，魏玉国2，李华俊1，王海兵1，王英翘1

(1. 核工业西南物理研究院，成都 610041；2. 哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨 150040)

收稿日期:2021-05-28 修回日期:2021-07-30 出版日期:2021-11-15 发布日期:2022-01-05
作者简介:彭建飞(1975‒)，男，湖南岳阳人，博士，研究员级高级工程师，研究方向为核聚变装置大型飞轮储能脉冲发电机技术研究及其运行控制。

Design of 300MVA motor generator on HL-2M tokamak

PENG Jian-fei1, XUAN Wei-min1, JIANG Bao-gang2, WEI Yu-guo2, LI Hua-jun1, WANG Hai-bing1, WANG Ying-qiao1#br#

(1. Southwestern Institute of Physics, Chengdu 610041;
2. Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040)

Received:2021-05-28 Revised:2021-07-30 Online:2021-11-15 Published:2022-01-05

摘要/Abstract

摘要： 为了满足 HL-2M 装置的供电需求，建造了一套额定功率 300MVA、额定释能 1350MJ 的脉冲发电机
组。通过对机组卧式和立式两种方案的前期设计和对比分析，确定机组采取轴系稳定性更高的立式无单独飞轮方
案。机组由六相凸极同步发电机和同轴的 8500kW 异步电动机组成，为国内首台采取立式结构的大功率脉冲发电
机组。其技术设计主要包括机组结构设计和发电机电磁设计等内容，并通过机组等效模型对其启动和放电动态过
程进行了模拟仿真研究。研究结果显示，设计的机组在 15min 内能启机到额定转速 498rpm，发电机电磁参数能
满足 HL-2M 装置的特殊负载放电要求。机组的前期设计和技术设计为机组成功研制打下了良好基础，建立的仿
真模型可以作为后期机组运行控制策略研究的辅助工具。

关键词: HL-2M 装置, 脉冲发电机组, 六相发电机, 立式结构

Abstract: In order to meet the required power capability and energy of HL-2M tokamak, a new 300 MVA,
1350 MJ motor generator (MG) has been built. The vertical and horizontal types of the MG have all been
designed and compared firstly. The vertical MG without flywheel was selected finally because it had enough
mechanical stability. The MG consists of a vertical-shaft salient pole 6-phase synchronous generator and a coaxial
8500 kW induction motor and is the first high power one with vertical structure in China. The MG technical
design mainly includes the mechanical and electromagnetic design. The equivalent models of the designed MG
were used to simulate the MG start-up and discharge dynamic processes. The results show that the designed MG
can start-up to rated rotational speed 498rpm in 15min and its electromagnetic parameters can satisfy the
discharge requirement of the HL-2M special load. The MG pre-design and technical design laid a good foundation
for the MG successful development and the constructed models can be the auxiliary tools to study the MG work
control strategy.

Key words: HL-2M tokamak, Motor generator, Six-phase generator, Vertical-structure

中图分类号:

TM302

彭建飞, 宣伟民, 将宝钢, 魏玉国, 李华俊, 王海兵, 王英翘 . HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组的设计[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(s2): 443-448.

PENG Jian-fei, XUAN Wei-min, JIANG Bao-gang, WEI Yu-guo, LI Hua-jun, WANG Hai-bing, WANG Ying-qiao. Design of 300MVA motor generator on HL-2M tokamak[J]. Nuclear Fusion and Plasma Physics, 2021, 41(s2): 443-448.

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Design of 300MVA motor generator on HL-2M tokamak

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