三門核電半速汽輪發(fā)電機(jī)氫油水系統(tǒng)的加工制造工藝

索春英，祁明祿

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三門核電半速汽輪發(fā)電機(jī)氫油水系統(tǒng)的加工制造工藝

索春英，祁明祿

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150040）

本文論述了三門核電半速汽輪發(fā)電機(jī)氫油水系統(tǒng)的加工制造工藝。介紹了核電產(chǎn)品與非核電產(chǎn)品的不同點(diǎn)以及在制造過程中的工藝路線、工藝方法、質(zhì)量控制方案的確定，解決加工制造過程中遇到的難點(diǎn)問題，細(xì)化了核電生產(chǎn)過程的控制，并滿足核電產(chǎn)品的要求。

核電；氫油水；半速；汽輪發(fā)電機(jī)；工藝

0 前言

核電是近幾十年發(fā)展起來的一種新型能源，由于其耗費(fèi)材料少、投資見效快、成本低，因而發(fā)展很快。發(fā)展我國核電的根本出路在于國產(chǎn)化，其中國產(chǎn)化的關(guān)鍵在于自主加工制造。

在轉(zhuǎn)化AP1000核電技術(shù)的過程中，從材料采購、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝方案、加工制造、質(zhì)量控制到管理流程等各方面，均制定了核電專用制度。在制造期間，發(fā)現(xiàn)并解決了眾多問題，其中包括系統(tǒng)分裝和總裝中的大量焊接難題，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，制定了成熟的工藝改進(jìn)方案，初步進(jìn)行的總裝性能試驗(yàn)結(jié)果顯示，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)全部達(dá)到圖紙要求。

密封油系統(tǒng)用于防止汽輪發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣溢出，同時防止空氣及濕氣進(jìn)入到發(fā)電機(jī)內(nèi)部；供油壓力高于發(fā)電機(jī)內(nèi)部氣體壓力一個定值，連續(xù)監(jiān)測發(fā)電機(jī)氫油壓差并發(fā)出報警信號。發(fā)電機(jī)氫氣和二氧化碳控制系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)沖氫及補(bǔ)氫的過程中，保證使用二氧化碳作為中間置換介質(zhì)時整個機(jī)組的安全性，維持發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣壓力額定值，便于運(yùn)行人員即時監(jiān)測發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下的氣體壓力及純度；定子冷卻水系統(tǒng)應(yīng)用于冷卻大型汽輪發(fā)電機(jī)定子線圈，本系統(tǒng)及其部件和報警裝置能夠保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，內(nèi)部加壓防止氫氣形成氣體混合物。

根據(jù)三菱電機(jī)的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合我國加工制造業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況，按照核電標(biāo)準(zhǔn)的要求，依據(jù)核文化的精神，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定出可行的核電輔機(jī)產(chǎn)品加工制造方案。

1 核電氫油水系統(tǒng)的工藝要點(diǎn)及質(zhì)量控制

三門核電汽輪發(fā)電機(jī)氫油水系統(tǒng)是采用AP1000技術(shù)，簡單地說，要將管件、法蘭和閥門等工件焊接在一起，組成分裝配，再由不銹鋼螺栓、螺母科學(xué)合理地將近百個分裝配組合在一起，形成安全可靠、方便操作、靈敏度高的控制系統(tǒng)。

1.1 工藝要點(diǎn)

為保證三門核電氫油水系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)的高質(zhì)量，首先從工藝技術(shù)角度，分析了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙，并實(shí)行了工藝會簽制度。在相關(guān)部門的配合下，對其質(zhì)量計(jì)劃進(jìn)行工藝評審，明確了產(chǎn)品的工藝流程（見圖1），便于檢查、監(jiān)督生產(chǎn)過程。

1.2 質(zhì)量控制

在產(chǎn)品加工制造過程中，任何零部件的轉(zhuǎn)序卡，都清晰地記錄了操作者、操作時間、質(zhì)檢員、檢查信息等內(nèi)容，使所用零部件從材料來源、加工制造到包裝發(fā)貨的所有環(huán)節(jié)都具有可追溯性。做到“凡事有人負(fù)責(zé)，凡事有人監(jiān)督、凡事有章可循，凡事有據(jù)可查?！眹?yán)格遵照核電質(zhì)保體系，保證氫油水產(chǎn)品中所有零部件的質(zhì)量。

圖1 三門核電氫油水產(chǎn)品的工藝流程圖

2 核電氫油水系統(tǒng)的工藝方法

首臺核電汽輪發(fā)電機(jī)氫油水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由三菱電機(jī)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比非核電產(chǎn)品復(fù)雜，精度要求高，哈電集團(tuán)負(fù)責(zé)加工制造，由于三菱電機(jī)與哈電的工藝方法、工藝流程及管理方式均有差異，所以給產(chǎn)品的加工制造方面帶來很多麻煩。

2.1 工藝流程的改進(jìn)

非核電管件的加工流程1：金工工段投圖給材料組→鋸床下料→檢查員檢查→車床加工管件坡口→檢查員檢查、開合格證→庫房保管→裝配工段領(lǐng)料、裝焊；

核電產(chǎn)品的加工流程2：材料組根據(jù)零件表的材料總量提交給裝配工段，由裝配工段下料、加工坡口、裝焊。

根據(jù)上述流程的比較，很明顯地看出，流程1涉及的部門多，程序繁瑣，浪費(fèi)了大量的人力。經(jīng)反復(fù)的試驗(yàn)，加工刀具、夾具等工具，以實(shí)現(xiàn)流程2的工藝流程。流程2簡單明了，節(jié)省人力、物力，大大地提高了工作效率，縮短生產(chǎn)周期，減少了廢品率的產(chǎn)生，滿足核電生產(chǎn)要求。

2.2 零部件的追溯實(shí)現(xiàn)

為加強(qiáng)核電產(chǎn)品質(zhì)量管理，使核電產(chǎn)品在生產(chǎn)全過程中得到有效的追溯?？紤]到此產(chǎn)品的焊接部件很多，分裝配的結(jié)構(gòu)樣式多種多樣、大小不一，特使用專門設(shè)備在金屬材料上“雕刻”標(biāo)識。使用核電專用激光打標(biāo)機(jī)在法蘭端面作永久標(biāo)識（見圖2），再將標(biāo)識法蘭與管件焊接成分裝配，致使氫油水系統(tǒng)的所有分裝配均有標(biāo)識，任意管路通過查找其編號的零件表、工序工時表、轉(zhuǎn)序卡、焊接施工記錄卡等信息，便能清晰地了解到工件從設(shè)計(jì)到出廠發(fā)貨的所用過程資料，滿足核電質(zhì)保體系的要求。

圖2 標(biāo)識法蘭

2.3 管路的焊接

非核電產(chǎn)品的法蘭凸臺作為密封面（見圖3），核電產(chǎn)品的整個法蘭平面均作為密封面（見圖4），如下列對比圖，在與管路焊接后，整個法蘭平面的平面度要求在0.50mm以內(nèi)，這給焊接工作帶來很大困難，直徑越大的法蘭，平面度變形量越難控制。

圖3 非核電密封方式

圖4 核電密封方式

嚴(yán)格控制焊接變形量是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，采用工具上、下壓板的焊接方式（見圖5）將工件固定夾緊，按對稱順序進(jìn)行焊接，可以將外徑300mm的法蘭的平面度變形量控制在0.30mm以內(nèi)，均已滿足核電要求，如圖5所示，用刀口尺測量法蘭的平面度。

通過反復(fù)的焊接試驗(yàn)，驗(yàn)證此焊接方法的可行性，并編制成工藝文件，以指導(dǎo)、監(jiān)督、規(guī)范生產(chǎn)制造過程，還為今后氫油水產(chǎn)品的工藝準(zhǔn)備、工藝服務(wù)、工藝培訓(xùn)的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化樹立了典范[1]。

圖5 焊接工具圖

圖6 法蘭平面度的測量

2.4 裝配原則

管路裝配過程中要遵循從下到上、從主體到分支的原則；管路聯(lián)接件要用水平尺、直角尺進(jìn)行找正、點(diǎn)焊，再將焊接工件移到焊接平臺進(jìn)行滿焊，在焊接過程中要注意焊接變形量的控制，以保證分裝配的圖紙尺寸要求；保證管路之間橫平豎直，一步一步地進(jìn)行；管路懸空過長部位尤其各種閥體等大部件處懸空時，要隨時增加支撐、支架牢固。

2.5 緊固件的把合

螺紋連接是機(jī)械連接中最常用、最簡單、最有效的連接形式之一。在核電產(chǎn)品中使用不銹鋼緊固件，代替了非核電產(chǎn)品中的碳鋼緊固件。由于不銹鋼材料具有延展性，與碳鋼有本質(zhì)的差別，在使用前保證螺紋表面清潔，并在表面涂潤滑劑（如黃油、40號機(jī)油）。使用力矩扳手，垂直于螺紋的軸線進(jìn)行旋合。避免高溫狀態(tài)下使用，使用時不要快速旋轉(zhuǎn)，避免溫度急速上升而導(dǎo)致鎖死（如使用電動扳手等），以避免使用不當(dāng)導(dǎo)致螺栓與螺母配合后無法旋開，“鎖死”現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)論

通過三門1號機(jī)組氫油水產(chǎn)品加工制造工藝的摸索、改進(jìn)和完善，制定的工藝方案、工藝路線、工藝文件不僅可以指導(dǎo)一線操作者加工制造，也是生產(chǎn)管理、檢驗(yàn)人員在生產(chǎn)過程中監(jiān)督、檢查的通用標(biāo)準(zhǔn)，也是確保產(chǎn)品保證質(zhì)量、按期完成的重要保障[2]，為后續(xù)的核電項(xiàng)目的順利生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 高松, 劉湘玲. 嶺澳二期核電發(fā)電機(jī)氫油水控制設(shè)備制造工藝[J]. 東方電機(jī), 2009(6).

[2] 王泰瑯. 600MW汽輪發(fā)電機(jī)氫油水設(shè)備制造工藝[J]. 東方電機(jī), 1998(2).

Manufacturing Technology of Hydrogen-oil-water System in Sanmen Nuclear Half-speed Turbine Generator

SUO Chunying, QI Minglu

(Harbin Electric Machinery Co., Ltd., Harbin 150040, China)

This paper discusses the manufacturingtechnology of hydrogen-oil-water system in Sanmen nuclearhalf-speedturbine generator, introducing the difference between nuclear with non-nuclear product and the determination of technological process, technological method and quality control project, and solvedifficult problemsinthemanufacturingprocess, refining nuclear powerproduct controlprocessandmeetingtherequirementsofthenuclear power products.

nuclear power; hydrogen-oil-water; half-speed; turbine generator; technology

TM311

A

1000-3983(2014)05-0055-03

2013-10-26

索春英（1980－），畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)，從事產(chǎn)品工藝工作，工程師。

審稿人：孫俊波