Атомная энергетика была и будет востребованной во все времена, так как ее значение для общества велико [1].
Всем известно, к каким бедствиям может привести авария на АЭС. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что создание надежных энергетических установок на ядерном топливе сегодня вполне реально. И поэтому разработка электрических машин с наибольшей степенью надежности является актуальной задачей, так как выход из строя генератора большой мощности во время эксплуатации на АЭС оборачивается значительными экономическими потерями для народного хозяйства.
Преимущественное применение тихоходных турбогенераторов на АЭС обусловлено тем, что на АЭС вырабатывается пар с относительно низкими параметрами. Поэтому во всем мире и в нашей стране чаще всего применяют на этих станциях тихоходные (четырехполюсные) турбогенераторы.
Рассмотрим особенности проектирования и конструкции таких турбогенераторов на примере четырехполюсного турбогенератора мощностью 1000 МВт серии ТВВ, в сравнении с двухполюсным равной мощности и такой же системой охлаждения.
Обычно стремятся активную длину машины l 1 в четырех- и двухполюсном исполнении сохранить достаточно близкой [2], и тогда при том же коэффициенте использования машины, диаметр расточки статора четырехполюсного турбогенератора должен быть в √2 раза больше, чем у двухполюсного,
где: D1 – диаметр расточки статора.
Их этих же соображений принимается и соотношение диаметров роторов:
где: D2 – диаметр ротора.
Механические напряжения от центробежных сил в роторе и бандажных кольцах пропорциональны квадрату его окружной скорости h:
При принятых соотношениях (2) и (3), механические напряжения от центробежных сил в четырехполюсных роторах:
т. е. существенно снижаются.
Если предельная мощность турбогенератора будет определяться механическими свойствами поковок, а не их весом, то при одной и той же длине и одних тех же механических свойствах предельная мощность четырехполюсных турбогенераторов будет в два раза выше, чем двухполюсных.