核電汽輪機(jī)碰缸試驗(yàn)方法

徐理煥

摘 要：文章以采用上海汽輪機(jī)的陽江核電站為代表，介紹核電汽輪機(jī)安裝過程中的碰缸試驗(yàn)操作方法，碰缸試驗(yàn)（也稱間隙檢查）是為了檢查確定轉(zhuǎn)子與靜葉間的最小間隙。陽江核電汽機(jī)采用西門子技術(shù)，其通流間隙已在制造廠內(nèi)精加工，現(xiàn)場(chǎng)無需精測(cè)通流；另外由于缸體尺寸較大，變形也大，無法用常規(guī)壓鉛絲的方法進(jìn)行測(cè)量。所以，碰缸試驗(yàn)也就成了唯一的精測(cè)通流間隙方法。文章重點(diǎn)闡述了汽輪機(jī)碰缸試驗(yàn)的施工方法及過程注意事項(xiàng)及控制點(diǎn)，可作為后續(xù)同類型機(jī)組碰缸試驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：碰缸；通流間隙；測(cè)量

1 碰缸試驗(yàn)前準(zhǔn)備

前期工作檢查

高壓缸、低壓缸貓爪負(fù)荷分配完成；頂軸油系統(tǒng)具備投運(yùn)條件；凝汽器彈簧及基礎(chǔ)彈簧釋放完成；軸系精找中完成，且軸系已經(jīng)最終連接完成。

2 碰缸試驗(yàn)方案

2.1 碰缸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)

碰缸試驗(yàn)檢查的是靜葉與轉(zhuǎn)子的最小間隙，所以碰缸試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該與通流間隙的最小間隙相符合。如不符合則將結(jié)果告知制造廠，由其給出處理方案與意見。如符合，對(duì)于徑向間隙需重新進(jìn)行調(diào)整：垂直方向，根據(jù)《軸系找中圖》的說明，汽缸中心要比轉(zhuǎn)子中心高0.20mm（即頂部間隙比底部間隙大0.40mm），根據(jù)所測(cè)讀數(shù)計(jì)算出貓爪處所加/減墊片厚度，然后重新安裝貓爪墊片（注意考慮頂軸油頂起量）；水平方向，對(duì)比左右兩側(cè)數(shù)據(jù)是否相等，如不相等則通過重新配準(zhǔn)對(duì)中裝置墊片來進(jìn)行調(diào)整，保證左右兩側(cè)數(shù)據(jù)相等。

2.2 高壓缸碰缸試驗(yàn)步驟

2.2.1 高壓缸碰缸試驗(yàn)

高壓缸碰缸試驗(yàn)的徑向間隙檢查是通過液壓千斤頂及頂缸螺栓在水平及垂直方向上移動(dòng)汽缸（同時(shí)手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子）來實(shí)現(xiàn)的，軸向間隙檢查是通過軸向移動(dòng)轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)的；而低壓缸碰缸試驗(yàn)的徑向間隙檢查和軸向間隙檢查都是通過移動(dòng)汽缸（同時(shí)手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子）來實(shí)現(xiàn)的。

2.2.2 徑向間隙檢查

放置液壓千斤頂，用以移動(dòng)汽缸。

在汽缸貓爪和臺(tái)板間架設(shè)百分表監(jiān)測(cè)貓爪的移動(dòng)量。

在汽缸和轉(zhuǎn)子的垂直和水平方向上架設(shè)百分表監(jiān)測(cè)汽缸相對(duì)于轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量。

確認(rèn)頂軸油可正常啟動(dòng)。

拆除汽缸徑向?qū)蜓b置的鎖緊鍵。

2.2.3 垂直方向上的徑向間隙確定

開啟頂軸油，手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；用4個(gè)貓爪上的液壓千斤頂將汽缸每次以0.10mm的增量平行抬起，直到汽缸接觸轉(zhuǎn)子而難以用手盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；讀出并記錄汽缸與轉(zhuǎn)子間百分表所示抬高量；液壓千斤頂泄壓，平行緩慢的下降汽缸，同時(shí)試盤轉(zhuǎn)子，汽缸下降約0.20mm時(shí)應(yīng)能盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，此時(shí)分別緩慢的單獨(dú)抬高汽缸的電機(jī)端與調(diào)閥端，使轉(zhuǎn)子無法盤動(dòng)，記錄各數(shù)據(jù)以確定最小徑向間隙位于哪一端。

將液壓千斤頂緩慢泄壓，降下汽缸，直至其落到貓爪上，整個(gè)下降過程要保持平行；檢查貓爪上4個(gè)百分表讀數(shù)是否回零，如4個(gè)表讀數(shù)偏差小于0.03mm，則將其重新置零；如果偏差大于0.03mm，則檢查、調(diào)整，直至偏差小于0.03mm；用液壓千斤頂將汽缸貓爪頂起0.30mm；裝入頂缸螺栓后拔出貓爪墊片；將液壓千斤頂緩慢泄壓，同時(shí)擰入頂缸螺栓，將汽缸以每次0.10mm增量降低，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸導(dǎo)致難以用手工盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，整個(gè)下降過程要保持平行，且頂缸螺栓要一直保持有一定的頂起負(fù)荷；讀出并記錄汽缸與轉(zhuǎn)子間百分表所示下降量；用液壓千斤頂平行緩慢的抬起汽缸，同時(shí)試盤轉(zhuǎn)子，汽缸抬起約0.20mm時(shí)應(yīng)能盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，此時(shí)分別緩慢的單獨(dú)降低汽缸的電機(jī)端與調(diào)閥端，使轉(zhuǎn)子無法盤動(dòng)，記錄各數(shù)據(jù)以確定最小徑向間隙位于哪一端；重新將汽缸抬起到其原始位置，然后安裝貓爪墊片。

2.2.4 水平方向上的徑向間隙確定

開啟頂軸油，手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；用液壓千斤頂將汽缸以每次0.10mm的增量橫向平行移動(dòng)，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸而難以用手盤動(dòng)；讀出并記錄汽缸與轉(zhuǎn)子間百分表所示移動(dòng)量；用液壓千斤頂平行緩慢的反方向頂汽缸，同時(shí)試盤轉(zhuǎn)子，移動(dòng)量約0.20mm時(shí)應(yīng)能盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，此時(shí)分別緩慢的單獨(dú)頂汽缸的電機(jī)端與調(diào)閥端，使轉(zhuǎn)子無法盤動(dòng)，記錄各數(shù)據(jù)以確定最小徑向間隙位于哪一端；用液壓千斤頂將汽缸平行的頂回原始位置。然后在另一個(gè)方向上以每次0.10mm增量橫向平行移動(dòng)汽缸，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸而難以用手盤動(dòng)；讀出并記錄汽缸與轉(zhuǎn)子間百分表所示移動(dòng)量；用液壓千斤頂平行緩慢的反方向頂汽缸，同時(shí)試盤轉(zhuǎn)子，移動(dòng)量約0.20mm時(shí)應(yīng)能盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，此時(shí)分別緩慢的單獨(dú)頂汽缸的電機(jī)端與調(diào)閥端，使轉(zhuǎn)子無法盤動(dòng)，記錄各數(shù)據(jù)以確定最小徑向間隙位于哪一端；將汽缸恢復(fù)到原始位置，安裝導(dǎo)向裝置的配合鍵。

2.2.5 軸向間隙檢查

在靠背輪處架設(shè)百分表監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)量；拆除推力瓦塊；確認(rèn)頂軸油可正常啟動(dòng)。

2.2.6 軸向間隙確定

開啟頂軸油，用一根木棒將轉(zhuǎn)子往電端移動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子與汽缸接觸；關(guān)閉頂軸油，讀出并記錄百分表所示讀數(shù)；開啟頂軸油，用一根木棒將轉(zhuǎn)子往汽端移動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子與汽缸接觸；關(guān)閉頂軸油，讀出并記錄百分表所示讀數(shù)；開啟頂軸油，將轉(zhuǎn)子恢復(fù)到原始位置。

2.3 低壓缸碰缸試驗(yàn)

2.3.1 準(zhǔn)備工作

在內(nèi)缸周圍工作區(qū)域搭建腳手架；安裝專用工具，并在內(nèi)外缸間布置千斤頂用以移動(dòng)汽缸；在貓爪和外缸間布置百分表監(jiān)測(cè)汽缸移動(dòng)量；在內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間布置百分表監(jiān)測(cè)內(nèi)缸相對(duì)轉(zhuǎn)子的移動(dòng)量量；確認(rèn)頂軸油可正常啟動(dòng)；拆除內(nèi)外缸對(duì)中裝置配合鍵。

（1）垂直方向上的徑向間隙確定

開啟頂軸油，手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；用4個(gè)貓爪上的液壓千斤頂將汽缸每次以0.10mm的增量平行抬起，直到汽缸接觸轉(zhuǎn)子而難以用手盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；讀出并記錄內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間百分表所示抬高量；將液壓千斤頂緩慢泄壓，降下汽缸，直至其落到貓爪上，整個(gè)下降過程要保持平行；檢查貓爪上4個(gè)百分表讀數(shù)是否回零，如4個(gè)表讀數(shù)偏差小于0.03mm，則將其重新置零；如果偏差大于0.03mm，則檢查、調(diào)整，直至偏差小于0.03mm；用液壓千斤頂將汽缸貓爪頂起0.30mm；裝入頂缸螺栓后拔出貓爪墊片；將液壓千斤頂緩慢泄壓，同時(shí)擰入頂缸螺栓，將汽缸以每次0.10mm增量降低，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸導(dǎo)致難以用手工盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，整個(gè)下降過程要保持平行，且頂缸螺栓要一直保持有一定的頂起負(fù)荷；讀出并記錄內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間百分表所示下降量；重新將汽缸抬起到其原始位置，然后安裝貓爪墊片。

（2）水平方向上的徑向間隙確定

開啟頂軸油，手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；用液壓千斤頂將汽缸以每次0.10mm的增量橫向平行移動(dòng)，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸而難以用手盤動(dòng)；讀出并記錄內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間百分表所示移動(dòng)量；用液壓千斤頂將汽缸平行的頂回原始位置。然后在另一個(gè)方向上以每次0.10mm增量橫向平行移動(dòng)汽缸，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸而難以用手盤動(dòng)；讀出并記錄內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間百分表所示移動(dòng)量；將汽缸恢復(fù)到原始位置，安裝內(nèi)外缸對(duì)中裝置的配合鍵。

（3）軸向間隙確定

開啟頂軸油，手動(dòng)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；用液壓千斤頂將汽缸以每次0.50mm的增量沿軸向平行移動(dòng)，當(dāng)軸向間隙小于0.50mm時(shí)再以每次0.10mm的增量沿軸向平行移動(dòng)汽缸，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸而難以用手盤動(dòng)；讀出并記錄內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間百分表所示移動(dòng)量；用液壓千斤頂將汽缸平行的頂回原始位置。然后在另一個(gè)方向上以每次0.50mm增量沿軸向平行移動(dòng)汽缸，當(dāng)軸向間隙小于0.50mm時(shí)再以每次0.10mm增量平行移動(dòng)汽缸，直到汽缸與轉(zhuǎn)子接觸而難以用手盤動(dòng)。

讀出并記錄內(nèi)外缸對(duì)中裝置與內(nèi)缸間百分表所示移動(dòng)量；將汽缸恢復(fù)到原始位置，安裝內(nèi)外缸對(duì)中裝置的配合鍵。

2.3.2 調(diào)整與驗(yàn)證

根據(jù)碰缸試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，并對(duì)照《軸系找中圖》及《轉(zhuǎn)子裝配圖》中相關(guān)間隙要求，分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性并由制造廠進(jìn)行確認(rèn)；然后根據(jù)相關(guān)圖紙要求對(duì)貓爪墊片和對(duì)中墊片進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完成后，需對(duì)高壓缸及低壓缸進(jìn)行徑向跳動(dòng)檢查，以驗(yàn)證碰缸試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

陽江核電汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)引進(jìn)西門子技術(shù)，汽輪機(jī)安裝過程不同于嶺澳二期機(jī)組（東方汽輪機(jī)引進(jìn)Alstom技術(shù)），無法用壓鉛絲或者貼膠布等常規(guī)的方法進(jìn)行間隙測(cè)量，低壓缸和高壓缸內(nèi)部通流間隙都需要用碰缸試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以保證動(dòng)靜間隙符合設(shè)計(jì)要求，碰缸試驗(yàn)前需要提前投用頂軸油盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，因此，需要提前優(yōu)化施工工序，以確保碰缸試驗(yàn)順利進(jìn)行，根據(jù)施工的邏輯安排和碰缸步驟，保證碰缸試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，文章介紹的安裝方法可為后續(xù)同類型核電百萬機(jī)組汽機(jī)安裝提供借鑒。

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