特點
可靠性
對於大型汽輪機組,採用半速機可提高葉片的可靠性。
熱效率
半速機葉片較長相對全速機可以提高通流部分效率、降低排汽損失,又由於轉速的降低可以減少濕蒸汽對葉片的侵蝕,改善了蒸汽的流動特性,從而提高了熱效率。根據世界上各大核電汽輪機製造商的介紹,百萬千瓦級核電半速汽輪機熱效率比全速汽輪機平均高出2%,最多的高出3.3%。如果反應堆熱輸出功率為2905MW,即相當於出力提高9.6%。
機組的振動特性
半速機由於轉速較全速機低、轉子重量、重轉動慣量大,因此其對激振力的敏感程度比全速機低,抗振性能比全速機好。
運行的靈活性
半速機由於轉子直徑大、重量重,高壓缸的汽缸壁較厚,導致熱應力增大,在快速起動和變負荷適應性方面比全速機稍微差些。
材料消耗
一般在相同功率等級的情況下,半速汽輪機由於體積大,單個部件的重量要比全速機重,因此半速機的材料消耗量要比全速機多,一般要超過2倍。採用半速機後由於末級通流面積增加,低壓缸的數量比全速機減少,因此對於整台機組來說半速機的重量是全速機的1.2~2.4倍。
鍛造
半速機與全速機相比,在相同的容量下汽輪機轉子重量是全速機的兩倍,這就給鍛造帶來一定的難度,但是由於其轉速降低,轉子的機械性能要求比全速機低。另一方面,發電機的極數增加了一對,即極對數為2,這又是與全速機不同的地方,勵磁系統也稍有不同。因此發電機的變化較大,需要增加磁極對數才能滿足電網頻率的要求。
功率
採用半速機可以提高機組的極限功率:由於核電站選址要求嚴格,而且投資成本比較高。為了降低單位千瓦(kW)造價,在同樣的廠址面積範圍內,增大單機的功率是降低造價的發展趨勢
適應性
從我國持續發展核電工業的政策出發,我國核電的本地化製造,不僅是百萬千瓦級核電機組,而且要向1200MW、1300MW、1500MW、1700MW甚至更高等系列發展。從這一方面來講,半速機有更好的適應性,機組的安全可靠性更容易得到保證,有利於核電機組向大功率化不斷發展。
套用
根據對世界上400多台核電機組統計,使用全速機的核電機組約為1/4,其單機容量多在400MW以下,而世界上已投運的單軸百萬千瓦級及以上的核電機組大約共有219台(包括大亞灣及嶺澳核電站4台1000MW等級機組),其中半速機209台,全速機10台。在電網頻率是60Hz的國家中,幾乎全部採用半速機組,在電網頻率為50Hz的國家中,全速機和半速機都有使用,但絕大多數為半速機。我國大陸已投運的核電機組中,只有秦山三期的汽輪發電機組為半速機,其餘全部為全速機。另外中廣核在建的CPR1000中的汽輪發電機組為半速機。從各大核電汽輪發電機組製造商製造的產品來看,西門子、三菱、日立、東芝生產的百萬千瓦級以上的核電汽輪發電機組全部為半速機,ABB和ALSTOM既生產半速機又生產全速機。俄羅斯生產全速機。從當前核電機組的發展趨勢來看,對於1000MW及其以上等級的汽輪發電機組,大多採用半速機。半速機的設計、製造、運行經驗遠比全速機豐富