核电汽轮机安装工艺与关键问题研究

别国泰

【摘要】哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计制造的汽轮机是常规的关键设备。其安装工序复杂，安装工艺要求严格。在安装过程中各种工艺的应用和安装质量的高低直接影响核电厂运行安全和效益。本文通过借鉴国内大型汽轮机厂的核电汽轮机对它们安装及运行的经验进行了反馈，分析哈尔滨核电汽轮机在安装和安装过程中会出现的关键问题，并对它们提出了改进汽轮机的措施。在一定程度上提高了核电汽轮机安装质量，也为保证核电厂能安全和长期的运行奠定了稳定的基础。

【关键词】核电汽轮机；大功率；安装

1、引言

核电汽轮机的安装是一项大型而复杂的工作，其安装的质量和手法直接影响后期核电汽轮机的运行状况，因此，工作人员在安装过程中都有非常严格的要求，并且对汽轮机进行细致的检查，以确保是正确安装。因为汽轮机的安装步骤及其复杂，所以不可避免会出现这样或那样的问题，只有提高汽轮机安装质量并解决安装上的关键问题，汽轮机才能顺利进行安装，从而降低汽轮机工作中出现的故障的几率。本文介绍是我国自行研制核电汽轮机，拥有自主知识产权的成熟机型。该核电汽轮机的性能参数，结构尺寸，主要材料以及制造厂和主要加工工艺等均与参考电厂类似。有所不同的就是参考电厂的安装单位和哈尔滨核电厂的设备安装单位不同，因此在设备安装工艺等方面会存在一些差异。本文通过对哈尔滨汽轮机结构与安装特点，及其安装中遇到的关键性问题进行分析，找出了产生诸多问题的根本原因，并提出相应的处理办法与改进措施，以期为核电汽轮机和同类大型机械的技术和安装的提高提供良好的宝贵经验。

2、核电汽轮机结构特点和安装工艺

汽轮机是单轴转动、六排汽四缸、带中间汽水分离再热器的反动凝汽式核电汽轮机。核电汽轮机包括了高压低压两缸，都是使用双层缸结构，双分流，对称的布置，正反向各都是7级。在结构上与常规火电汽轮机大部分都是相同的，都是采用积木块的方式设计。核电汽轮机体积较常规火电大，采用多层缸结构，通流部分级数少轴向间隙大，径向间隙小，具有效率高，及较好的热负荷和变负荷适应性，叶片采用枞树型叶根，其特点是尺寸小、强度高、安全性好、拆卸方便。要有多个零部件才能组成一部核电汽轮机、部件组为部套而形成一个结构复杂，工艺与精度、制造难度要求高的功能性设备。其体积庞大，如低压外缸外形尺寸为8120×7824×6810mm，分别由三段六件组成。核电汽轮机的结构特点及其复杂，导致零件的组成部件、和组合成部套的公差叠加的消除难度高，安装技术指标难以达到，进而加大了汽轮机安装的难度。

2.1核电汽轮机的工艺流程图

图2.1 核电汽轮机的工艺流程

3、安装关键问题的分析及解决措施

在安裝核电汽轮机的过程中，最关键的就是汽轮机的性能和安装技术。汽轮机安装的步骤繁多，要顺利安装完成核电汽轮机需要每一道工序的严格执行操作而完成的。如果操作质量问题得不到解决，汽轮机就不能顺利进行顺利的安装。本人借鉴了国内核大型电站安装及运行经验，对汽轮机安装中遇到的关键问题进行具体分析并提出解决措施。这些方法和措施都是经过与设备安装单位讨论和研究后，得到了认可并进行过施工，主要内容包括以下几点。

3.1轴承箱及其半汽缸与轴承座的就位和初步找中

相对于火电而言， 同功率的核电汽轮机的汽缸数目多、体积巨大、轴系长等，存在下列诸多难点（1）使用常规的抬钢丝找中及分段接力法找中，既浪费时间，精度又差（2）低压外缸下半中分面拼接难度大，要求水平接合面与垂直接合面处台肩高低差小于等于0.02mm。

解决以上问题的措施：1细心操作与精确地将汽缸中分面找平。当遇基础不均匀沉陷， 致使汽轮机汽缸找平，找正和找中心工作的隔日测量记录有明显变化时不得进行设备的安装除加强沉陷观测外，并应研究处理。按规定力矩值紧固地脚螺栓，以消除轴承箱（座）与基础台板之间的间隙，使所有垫铁受力， 并作好记录。

3.2轴封及通流部分间隙测量与调整

当汽轮机转子就位于轴承中，并与汽缸上的基准孔找准中心后，要确保汽轮机转子在运行过程中转子与轴封（指前后汽封）及径向汽封（指隔板及持环）之间间隙均匀，并符合图纸要求。若轴封或汽封间隙调整不当，则会造成转子在高速旋转时与汽封尖齿摩擦，严重时会引起转子弯曲，继而强烈振动而强迫停机。

解决问题的措施：以最有效检查轴封与径向汽封间隙的方法是压软铅以测量顶部与底部汽封间隙，以及沿周分段贴胶带检查。若遇个别汽封弧段需修刮以增大间隙，则最好采用专用汽封修刮机，它尤其适用于不同类型的高低齿汽封的修刮。全部汽封间隙（包括转子轴封、隔板汽封、转子围带汽封等的径向和轴向间隙）调整好后，必须逐个进行测量，并再次作安装记录，不得只作抽查。

3.3汽轮机转子的联轴器找中心

一般转子联轴器均设计成刚性，从而对两转子联轴器之间的找中精度提出了更高的要求。例中：日本东芝公司所生产的功率等级为175 ～ 1000MW 的机组，其刚性联轴器找中偏差允许值为：1.两联轴器圆周的上下左右中心偏差为设计值的±0.025mm2.两联轴器之间的平面偏差；（1） 上下平面偏差为设计值的±0.03mm（2）左右平面偏差为±0.03mm（此公差值指联轴器外圆直径为1.0m 情况下）。如此高的找中要求，在轴系找中过程中必须满足。

解决问题的措施：1.对自带轴承座的低压外缸的这种结构而言，藉调整其基础台板下的垫铁高低，以及移动下半外缸的横向位置，来找准两转子联轴器中心（此种结构为美国西屋公司的）。2.对转子支承于独立轴承座的结构而言，仅需调整轴承座台板下的垫铁高低， 以及移动轴承座横向位置来找中心（此种结构为瑞士ABB 公司的）。3.为缩短调整时间，于适当位置用百分表监测移动量是必要的。

4、结语

随着当今世界对社会环境保护日益重视、煤炭资源逐步缺乏及核电机组优越经济特性的情况下，中国核电机组的建设正以快速、稳健的步伐发展着，半速汽轮机的机组安装越来越多.以上是笔者的工作实践，同时借鉴参考电厂以及常规电厂的成熟经验，从多方位和多角度分析汽轮机安装过程遇到的各种难题，提出了针对性较强的工程解决方案，这些解决方案和改进措施均被采纳。实践证明，基于核电汽轮机结构特点，其安装工作也是非常复杂庞大的，对于安装工程过程中的每一步，安装技术工作人员都需要进行严格的检查，以保证其正确的安装和后期稳定运行。

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