核电半速汽轮机安装技术研究

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摘 要：提高核电站汽轮机组发电能力是响应国家号召积极进行节能减排，同时还是立足于企业经济效益，尤其是在技术日益进步，核电工程和核电技术大发展的时期，对已有核电机组（技术相对落后）进行安全性和经济性改进更有其必要性。本文以岭澳核电二期半速汽轮机安装为例，对曾出现的技术问题进行技术分析及解决，为后续核电半速汽轮机的安装提供借鉴，避免相类似的问题重复发生或减少处理类似问题的时间，节约成本，提高安装质量，保障核电汽轮机组运行的可靠性和安全性。

关键词：半速；描述；处理；反馈

中图分类号：TL48 文献标识码：A

1 概述

岭澳核电二期是CPR1000WM机组，其采用单轴、三缸（高中压合缸）、四排汽、冲动凝汽式半转速汽轮机，逆时针额定转速为1500rpm/min，最大额定净功率1086.94MWe，高压主汽阀进口蒸汽压力6.43MPa(a)、温度280.1℃和含水量0.47%，主蒸汽流量1613.4kg/s，设计背压5.6kPa(a)，LP轴向排汽总面积74.2m2。核电半速汽轮机组的饱和蒸汽通过4个阀室进入HP高压汽缸，每个阀室由1个主汽阀和1个调节阀组成。蒸汽流在汽轮机HP高压汽缸中膨胀做功后经过2个MSR汽水分离再热器，在MSR中除湿并随后被再热。经过再热后，蒸汽流经过再热主汽阀和调节阀，然后逐步进入IP中压汽缸、LP低压汽缸膨胀做功。蒸汽进入每个LP低压汽缸后，都被分成2个均等的蒸汽流扩展至冷凝器(见图1)。

2 核电半速汽轮机安装时出现的问题及处理

岭澳核电二期半速汽轮机的安装采用单缸轴系找中、扣盖，其他汽缸以此汽缸出轴中心为基准逐一进行轴系找中、组合安装、扣盖。在汽轮机安装过程中出现了高中压内缸垂直面错口和轴承瓦的油压异常的问题，按照核电蓝色透明的文化和4个凡事的要求：凡事有据可查，凡事有章可循，凡事有人监督，凡事有人负责，对此2个问题进行了原因分析、处理和经验反馈。

2.1 高中压内缸垂直面错口

2.1.1 问题描述

岭澳核电二期3号机组半速汽轮机高中压内缸上下半试扣盖检查后发现两端汽封体处下半垂直面存在错口，后来进入高中压缸内部检查各级隔板，发现上下半垂直均存在不同程度的轴向、径向错口，最大值约1.30mm。由于ALSTOM厂家没有对定位销的安装顺序以及安装深度进行相应要求，因此安装现场针对定位销的不同安装顺序进行了多种尝试，但始终发现隔板上下半、汽封体上下半的凹槽存在不同程度的垂直错口。

2.1.2 原因分析

经研究分析，东方汽轮机厂有限公司在厂内对高中压缸上下半已经进行扣盖检查垂直面错口，但厂内组装状态与现场组装状态有较大的差别：

厂内扣合高中压缸上下半时，下缸的支撑为8点支撑，除了前后端猫爪处支撑处，汽缸中部还对称地增加了4个支撑点。

考虑高中压缸全长约95000mm，汽缸厚度较常规机组有所减小，总重约250t，初步判断引起垂直面错口的主因在于高中压缸缸体下挠度较大，现场安装状态与厂内组装加工状态不一致，厂内加工凹槽时没有考虑此因素，最终导致现场安装时凹槽存在较大错口。

2.1.3 处理措施

经各方讨论决定，现场根据ALSTOM、东方汽轮机厂有限公司制定的最新检查方案，重新对高中压缸上下产隔板和汽封体垂直面存在的错口进行检查，步骤如下：

调整高中压缸下半的纵横向水平，尽量保证符合制造厂规定；吊入高中压隔板下半，将下半隔板稍微向同一侧上旋；扣合高中压缸上半，打入中部4根定位销；测量此时的高中压缸中分面间隙，测量此时的各级汽封体上下半、隔板上下半的垂直面错口数据；冷紧高中压缸中分面螺栓，检查中分面间隙不大于0.04mm；重新测量各级汽封体上下半、隔板上下半的垂直面错口数据；重新吊开高中压缸上半，然后调整各级隔板下半的水平，与安装要求保持一致，但高压第九级隔板除外，高压第九级隔板继续保持向单侧稍微上旋的状态；扣合各级隔板上半（高压第九级隔板除外），并紧固隔板上下半螺栓，检查隔板中分面间隙不大于0.04mm； 扣合高中压缸上半，打入中部4根定位销；测量此时高压第九级隔板上下半凹槽的垂直面错口数据；冷紧高中压缸中分面螺栓，检查中分面间隙不大于0.04mm；再次测量此时高压第九级隔板上下半凹槽的垂直面错口数据；通过上述检查，向ALSTOM、东方汽轮机厂有限公司提供相关数据，最后ALSTOM、东方汽轮机厂有限公司经讨论后最终决定对某些错口较大的隔板和汽封体进行返修加工，从而解决隔板、汽封体上下半错口问题。

2.1.4 反馈改进措施

岭澳核电二期4号机组针对此缺陷，由东方汽轮机厂有限公司在厂内模拟现场实际安装状态，扣合高中压缸上下半，然后加工隔板、汽封体安装凹槽。现场在高中压缸到货后，提前扣合高中压缸检查（隔板上下半不安装），发现仅前后汽封体径向存在轻微错口，中间汽封体、隔板都没有发现错口。同时，4号机组还对低压内缸进行了检查，同样没有发现轴向、径向错口。

2.2 汽轮机轴承瓦块厚度检查

2.2.1 问题描述

岭澳核电二期4号机组进行轴系初次找中时，发现#2轴承底瓦、侧瓦均存在不同程度的油压异常现象：根据3号机组的经验，当每个轴承的顶轴油分配器流量控制阀开度控制在50%左右，顶轴油压力将会达到50bar，此时，底瓦的抬轴量约为0.10mm，符合设计要求。然而，4号机组#2轴承顶轴油分配器流量控制阀开度控制在60%左右，发现顶轴油压力已经达到280bar，底瓦的抬轴量仅为0.05mm，勉强达到设计要求的下限。

2.2.2 原因分析

抬轴量没法达到设计要求，说明进入轴瓦顶轴油道的顶轴油流量不够，但顶轴油压力已经超出正常数值，只有两个原因：

顶轴油分配器至轴瓦之间的顶轴油管内部有异物，堵塞顶轴油，造成一定程度的憋压；轴瓦与转子之间的间隙不当，造成一定程度的憋压。