随着社会清洁能源的发展需要,核能发电占据市场优势。近年来高参数、大容量的汽轮机组由于具备较高的经济价值和长远效益,发展势头非常迅猛。于此同时,如何缩短停机时间减少机组检修工期增加发电效益,成为亟需解决的问题。本文从核电厂汽轮机工作原理、结构特性等方面出发,结合目前国内外电力行业常用的冷却方式,分析核电站汽轮机系统技术不同点,提出了适用于该电厂的快速冷却方案,并从冷却介质的选择、介质流动方向、重要控制参数等方面加以论证。分析高压缸转子的结构特点、能量传递过程、边界条件,简化几何结构,对传热途径进行合理假设。建立热力分析有限元模型,计算重要安全准则参数及转子各部位的重要边界条件参数,利用三维建模和有限元分析软件进行了数值计算,将汽轮机转子温度和应力变化作为结果输出。通过对结果分析,高压缸转子温度在预期时间范围内降到100℃以下,应力峰值处最大约为108 MPa,达到快速冷却的目的。同时,分析该过程中转子寿命损耗,通过评估,只要合理选择参数,快冷过程不会对汽轮机高压缸转子寿命造成影响。结合核电站特有的运行模式,提出了几种优化调整方案,计算了温度和应力变化,通过分析,优化方案既可以保证机组安全稳定运行,也能达到预期目的。最后搭建试验平台,成功地将快冷技术投入实践环节。通过试验验证结果分析得出,在试验过程中有效控制各项重要参数,既可以达到快速冷却的目的,也确保高压缸转子各项重要监测参数处于可控范围。同时还将试验数据与理论计算数据进行对比,分析了偏差原因并评估该偏差对汽轮机的影响。