进入二十一世纪以来,我国核电产业进入较快发展阶段,新建并投产了多台百万千瓦级核电湿蒸汽汽轮发电机组。相较于常规火电的汽轮发电机组,核电湿蒸汽汽轮发电机组从结构尺寸、不平衡响应动力学特性及变负荷动态响应等方面均有明显区别,结合工程实践经验全面研究该类型机组不平衡响应特性及典型动静摩擦故障的控制策略具有重要工程应用价值。本文以目前国内在运数量最多的ARABELLE型百万千万级核电湿蒸汽汽轮发电机组为研究对象。分析了ARABELLE型湿蒸汽核电汽轮发电机组的结构特性、安装方式、运行工况等可能影响动静摩擦的主要因素及容易发生动静摩擦的部位;结合核电湿蒸汽汽轮机变工况运行特性及典型边界条件,定性分析了变工况时汽轮机缸体、转子及汽封等关键部件换热系数的变化规律,初步探索汽封与转子轴颈间动静间隙的变化规律;基于转子动力学理论构建ARABELLE型核电湿蒸汽汽轮机组的质量-基础-轴承-转子耦合的综合动力学模型;系统性地结合其转子动力学特性、运行工况和现场加配重块方式等,研究了弹簧减振基础上的高中压转子、低压转子的不平衡响应特性及高中压转子动静摩擦发生弯曲事故后的评估与处理,并建立了基于转子动力学模型的核电湿蒸汽汽轮机高中压转子弯曲故障评估及解决系统。结合一组典型案例实测了高中压转子的弯曲度并完成了现场不揭缸动平衡验证工作,试验数据表明提出的模型正确及构建的系统有效。本文提出的研究方法对于评估核电湿蒸汽汽轮发电机组高中压转子弯曲程度具有重要的工程应用价值,本文提出的转子弯曲度评估系统对于制定后续决策具有重要理论参考价值。应用转子不平衡响应特性研究成果分析了高中压转子、低压转子和发电机转子典型振动故障的原因并提出运行控制策略与处理措施。由于核电湿蒸汽汽轮机缸体体积大,刚度偏低,在变工况外界扰动下容易出现下凹变形,加上低压转子跨距长,端部汽封长度较长等影响,容易激发低压转子两端的动静摩擦。该类摩擦具有响应缓慢等特点,工程实践中往往通过磨合解决。提高低压转子动平衡精度有利于降低动静摩擦的幅度。该型机组的半转速发电机转子由于跨距长,质量大,容易因锻件材料不均匀产生热不平衡。对于热不平衡激发的冲转过程中振动高缺陷,端部加重效果对一阶振型的改善程度不明显,需要重点控制出厂动平衡精度予以解决。本文还对该机型轴系不规则振动波动故障可能的原因进行了分析及现场试验排查,总结了部分振动规律。该问题目前还处于摸索解决阶段,有待后续工作中继续研究。