核电汽轮机碰缸试验方法

徐理焕

摘 要：文章以采用上海汽轮机的阳江核电站为代表，介绍核电汽轮机安装过程中的碰缸试验操作方法，碰缸试验（也称间隙检查）是为了检查确定转子与静叶间的最小间隙。阳江核电汽机采用西门子技术，其通流间隙已在制造厂内精加工，现场无需精测通流；另外由于缸体尺寸较大，变形也大，无法用常规压铅丝的方法进行测量。所以，碰缸试验也就成了唯一的精测通流间隙方法。文章重点阐述了汽轮机碰缸试验的施工方法及过程注意事项及控制点，可作为后续同类型机组碰缸试验参考。

关键词：碰缸；通流间隙；测量

1 碰缸试验前准备

前期工作检查

高压缸、低压缸猫爪负荷分配完成；顶轴油系统具备投运条件；凝汽器弹簧及基础弹簧释放完成；轴系精找中完成，且轴系已经最终连接完成。

2 碰缸试验方案

2.1 碰缸试验的标准

碰缸试验检查的是静叶与转子的最小间隙，所以碰缸试验的结果应该与通流间隙的最小间隙相符合。如不符合则将结果告知制造厂，由其给出处理方案与意见。如符合，对于径向间隙需重新进行调整：垂直方向，根据《轴系找中图》的说明，汽缸中心要比转子中心高0.20mm（即顶部间隙比底部间隙大0.40mm），根据所测读数计算出猫爪处所加/减垫片厚度，然后重新安装猫爪垫片（注意考虑顶轴油顶起量）；水平方向，对比左右两侧数据是否相等，如不相等则通过重新配准对中装置垫片来进行调整，保证左右两侧数据相等。

2.2 高压缸碰缸试验步骤

2.2.1 高压缸碰缸试验

高压缸碰缸试验的径向间隙检查是通过液压千斤顶及顶缸螺栓在水平及垂直方向上移动汽缸（同时手动盘动转子）来实现的，轴向间隙检查是通过轴向移动转子来实现的；而低压缸碰缸试验的径向间隙检查和轴向间隙检查都是通过移动汽缸（同时手动盘动转子）来实现的。

2.2.2 径向间隙检查

放置液压千斤顶，用以移动汽缸。

在汽缸猫爪和台板间架设百分表监测猫爪的移动量。

在汽缸和转子的垂直和水平方向上架设百分表监测汽缸相对于转子的移动量。

确认顶轴油可正常启动。

拆除汽缸径向导向装置的锁紧键。

2.2.3 垂直方向上的径向间隙确定

开启顶轴油，手动盘动转子；用4个猫爪上的液压千斤顶将汽缸每次以0.10mm的增量平行抬起，直到汽缸接触转子而难以用手盘动转子；读出并记录汽缸与转子间百分表所示抬高量；液压千斤顶泄压，平行缓慢的下降汽缸，同时试盘转子，汽缸下降约0.20mm时应能盘动转子，此时分别缓慢的单独抬高汽缸的电机端与调阀端，使转子无法盘动，记录各数据以确定最小径向间隙位于哪一端。

将液压千斤顶缓慢泄压，降下汽缸，直至其落到猫爪上，整个下降过程要保持平行；检查猫爪上4个百分表读数是否回零，如4个表读数偏差小于0.03mm，则将其重新置零；如果偏差大于0.03mm，则检查、调整，直至偏差小于0.03mm；用液压千斤顶将汽缸猫爪顶起0.30mm；装入顶缸螺栓后拔出猫爪垫片；将液压千斤顶缓慢泄压，同时拧入顶缸螺栓，将汽缸以每次0.10mm增量降低，直到汽缸与转子接触导致难以用手工盘动转子，整个下降过程要保持平行，且顶缸螺栓要一直保持有一定的顶起负荷；读出并记录汽缸与转子间百分表所示下降量；用液压千斤顶平行缓慢的抬起汽缸，同时试盘转子，汽缸抬起约0.20mm时应能盘动转子，此时分别缓慢的单独降低汽缸的电机端与调阀端，使转子无法盘动，记录各数据以确定最小径向间隙位于哪一端；重新将汽缸抬起到其原始位置，然后安装猫爪垫片。

2.2.4 水平方向上的径向间隙确定

开启顶轴油，手动盘动转子；用液压千斤顶将汽缸以每次0.10mm的增量横向平行移动，直到汽缸与转子接触而难以用手盘动；读出并记录汽缸与转子间百分表所示移动量；用液压千斤顶平行缓慢的反方向顶汽缸，同时试盘转子，移动量约0.20mm时应能盘动转子，此时分别缓慢的单独顶汽缸的电机端与调阀端，使转子无法盘动，记录各数据以确定最小径向间隙位于哪一端；用液压千斤顶将汽缸平行的顶回原始位置。然后在另一个方向上以每次0.10mm增量横向平行移动汽缸，直到汽缸與转子接触而难以用手盘动；读出并记录汽缸与转子间百分表所示移动量；用液压千斤顶平行缓慢的反方向顶汽缸，同时试盘转子，移动量约0.20mm时应能盘动转子，此时分别缓慢的单独顶汽缸的电机端与调阀端，使转子无法盘动，记录各数据以确定最小径向间隙位于哪一端；将汽缸恢复到原始位置，安装导向装置的配合键。

2.2.5 轴向间隙检查

在靠背轮处架设百分表监测转子的轴向移动量；拆除推力瓦块；确认顶轴油可正常启动。

2.2.6 轴向间隙确定

开启顶轴油，用一根木棒将转子往电端移动，直到转子与汽缸接触；关闭顶轴油，读出并记录百分表所示读数；开启顶轴油，用一根木棒将转子往汽端移动，直到转子与汽缸接触；关闭顶轴油，读出并记录百分表所示读数；开启顶轴油，将转子恢复到原始位置。

2.3 低压缸碰缸试验

2.3.1 准备工作

在内缸周围工作区域搭建脚手架；安装专用工具，并在内外缸间布置千斤顶用以移动汽缸；在猫爪和外缸间布置百分表监测汽缸移动量；在内外缸对中装置与内缸间布置百分表监测内缸相对转子的移动量量；确认顶轴油可正常启动；拆除内外缸对中装置配合键。

（1）垂直方向上的径向间隙确定

开启顶轴油，手动盘动转子；用4个猫爪上的液压千斤顶将汽缸每次以0.10mm的增量平行抬起，直到汽缸接触转子而难以用手盘动转子；读出并记录内外缸对中装置与内缸间百分表所示抬高量；将液压千斤顶缓慢泄压，降下汽缸，直至其落到猫爪上，整个下降过程要保持平行；检查猫爪上4个百分表读数是否回零，如4个表读数偏差小于0.03mm，则将其重新置零；如果偏差大于0.03mm，则检查、调整，直至偏差小于0.03mm；用液压千斤顶将汽缸猫爪顶起0.30mm；装入顶缸螺栓后拔出猫爪垫片；将液压千斤顶缓慢泄压，同时拧入顶缸螺栓，将汽缸以每次0.10mm增量降低，直到汽缸与转子接触导致难以用手工盘动转子，整个下降过程要保持平行，且顶缸螺栓要一直保持有一定的顶起负荷；读出并记录内外缸对中装置与内缸间百分表所示下降量；重新将汽缸抬起到其原始位置，然后安装猫爪垫片。

（2）水平方向上的径向间隙确定

开启顶轴油，手动盘动转子；用液压千斤顶将汽缸以每次0.10mm的增量横向平行移动，直到汽缸与转子接触而难以用手盘动；读出并记录内外缸对中装置与内缸间百分表所示移动量；用液压千斤顶将汽缸平行的顶回原始位置。然后在另一个方向上以每次0.10mm增量横向平行移动汽缸，直到汽缸与转子接触而难以用手盘动；读出并记录内外缸对中装置与内缸间百分表所示移动量；将汽缸恢复到原始位置，安装内外缸对中装置的配合键。

（3）轴向间隙确定

开启顶轴油，手动盘动转子；用液压千斤顶将汽缸以每次0.50mm的增量沿轴向平行移动，当轴向间隙小于0.50mm时再以每次0.10mm的增量沿轴向平行移动汽缸，直到汽缸与转子接触而难以用手盘动；读出并记录内外缸对中装置与内缸间百分表所示移动量；用液压千斤顶将汽缸平行的顶回原始位置。然后在另一个方向上以每次0.50mm增量沿轴向平行移动汽缸，当轴向间隙小于0.50mm时再以每次0.10mm增量平行移动汽缸，直到汽缸与转子接触而难以用手盘动。

读出并记录内外缸对中装置与内缸间百分表所示移动量；将汽缸恢复到原始位置，安装内外缸对中装置的配合键。

2.3.2 调整与验证

根据碰缸试验所得数据，并对照《轴系找中图》及《转子装配图》中相关间隙要求，分析数据的准确性并由制造厂进行确认；然后根据相关图纸要求对猫爪垫片和对中垫片进行调整，调整完成后，需对高压缸及低压缸进行径向跳动检查，以验证碰缸试验结果的准确性。

3 结束语

阳江核电汽轮机为上海汽轮机引进西门子技术，汽轮机安装过程不同于嶺澳二期机组（东方汽轮机引进Alstom技术），无法用压铅丝或者贴胶布等常规的方法进行间隙测量，低压缸和高压缸内部通流间隙都需要用碰缸试验进行验证，以保证动静间隙符合设计要求，碰缸试验前需要提前投用顶轴油盘动转子，因此，需要提前优化施工工序，以确保碰缸试验顺利进行，根据施工的逻辑安排和碰缸步骤，保证碰缸试验结果的准确性，文章介绍的安装方法可为后续同类型核电百万机组汽机安装提供借鉴。

参考文献

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[3]大型火电机组检修适用技术丛书（汽轮机分册）[Z].

[4]高压缸及低压缸设计厂家设计图纸及说明书[Z].