刘威 陈俊明
福建福清核电有限公司 350000
摘要：随着我国科学技术水平的不断提升，我国新型能源的研究从未停止，近年来，核电作为我国新型的清洁能源，愈发的受到我国能源工作者们的重视，并逐渐将这一新型能源应用在实际的生产、生活中。但是，随着应用的深入，其中存在的问题也愈发的明显起来，尤其是核电汽轮机低压缸仓由于受热不均匀所造成的形变问题尤为严重。本文拟通过对我国现阶段核电汽轮机设备低压缸仓中不均匀受热所致使的形变问题进行阐述、研究，从而探究能够优化原有核电汽轮机低压缸仓运行的模式。
关键词：核电汽轮机；低压缸仓；不均匀受热；形变研究
随着我国核电汽轮设备应用的不断增多，核电汽轮低压缸仓中的不均匀受热问题愈发的明显起来，这一问题的存在不仅仅容易对汽轮机设备原有的既定参数造成影响的同时还极易为后续的核电汽轮装置安全运行埋下隐患。所以，现阶段针对核电汽轮机低压缸仓运行过程中受热不均匀所发生的形变问题诊断，成为了我国核电汽轮设备研究人员研究的重点。本文通过对我国某核电汽轮机空载状态下的不均匀形变问题进行研究，分析其内部各支撑轴体随着汽轮设备变化所发生的物理形变，以期在一定程度上为未来核电汽轮机低压缸仓的运行作出帮助。
一、研究背景及异常停机情况分析
（一）研究背景
本次研究选取的核电汽轮设备，是我国引进的国产阿尔斯通型核电汽轮机，该汽轮设备的额定功率通常在1089±5兆瓦左右，能够满足大部分的核电厂的日常应用。该核电汽轮设备的运行轴由常见的高低压转子配合发电机转子共同组成，设备总体长度超过50米；通过对设备基础参数进行研究，可以认为，该设备转子的设置大都应用了双支撑的方式作为其基础结构，并在每只支撑轴附近加设了能够进行支撑轴电流感应的涡流传感装置，由于进行大轴检测的同时还能够根据不同的压力进行调节。与此同时，在设备中还设置铂电阻测温附件，用以检测该轴承运行状态下的金属温度及停工状态下的温度差值。截止2017年中旬，该核电汽轮设备完成了首次大修后的重新启用，启用期初该设备各项指标参数相对趋于正常，但是，在设备启动约10分钟后，该设备的运行温度开始逐渐提升，并在运行2.5小时后振幅、前后端温差骤然增加。为了避免恶性事故的发生，该机组运行人员选择停止该设备运行。并针对该设备的运行异常进行分析。
（二）运行异常情况分析
根据对该设备运行状态下的异常情况进行统计，其结果表现为如图一的趋势：
图一核电机组运行异常随温度、时间变化图
根据这一变化趋势，可以应用波德图的方式进行有关震动频率的分析，根据上述变化的趋势，本文认为造成该点震动频率骤然增加的因素是由于核电汽轮设备中转子的摩擦所导致的，虽然其中转子之间的摩擦相对比较慢，但是这一因素所造成的惯性影响是极为明显的。
根据对上述故障情况的研究，已经可以发现转子的震动已经在一定程度上致使了整个核电汽轮机低压缸仓的不均匀热热变问题，但是，这一问题的存在不至于致使轴承的温差发生大幅度的改变，所以，本文认为造成这一问题的因素是由于汽轮机空载时对轴承施以的承载力情况基本能够保持问题，但是，转子之间震动致使其间隙增加，改变了原本的运行稳定同时造成了核电汽轮机低压缸仓的不均匀变形，影响实际的应用。
二、核电汽轮机低压缸仓不均匀形变的研究
根据上述研究结果，本文认为可以从低压缸仓的结构和实际运行参数两个方面入手，进行有关不均匀形变问题的研究：
首先，就低压缸仓的结构来说，通常情况下常见的低压缸仓都是有内、外两个缸体共同组成的。外缸大都与气体的冷凝装置相连接，并将整个缸体的重量附加于冷凝装置上；而内缸仓则大都是由两个锥形的排气装置所组成的刚性组成将，并在安装前将其埋设在预制板上。运行时，对流的蒸汽会从缸体的底部进入缸仓，并在加设了密封弹簧的密封圈的保护下确保整个缸仓中转子的间隙问题。但是，当转子出现比较严重的震动是，会使得该区域转子升温的同时发生偏移，从而造成缸仓的不均匀形变。
其次，对于低压缸仓的运行基础参数来说，由于一般情况下汽轮机的蒸汽参数都会相对比较低，这种情况就会造成高压缸仓的排气程度一般保持在百分之13-15之间，如果通过蒸汽供应系统将新制造的蒸汽输入高压缸仓后在进行后续的水热分离，便能够针对其允许变化值进行更好的控制。与此同时，针对上述进行进行热源方面的检验，发现该区域相对完全处于异常的全开状态，遂进行现场的二次检验发现，在大修环节，操作人员将该两个阀门口的阀体装反，从而使得该阀门处于相对异常的状态，运行环节中大量的高温水蒸气通过为闭合的排空装置再次回到高压缸仓中，从而造成该区域温度的骤升、造成形变。
三、针对核电汽轮设备不均匀形变的处理措施
如果想要针对这一问题进行及时的控制和弥补，可以通过将运行设备现场进行紧急的水汽分离操作后，将原本放置错误的控制阀门进行转换，纠正原有状态存在的错误后进行二次冲转，从而实现该设备体正常的运行，但是需要注意的是由于该设备转子在运行的过程中震动幅度严重超出标准，这种情况就会致使原有的低压缸仓出现形变，进而需要针对该低压缸仓形变的状态进行后续的评估后才能更好、更安全的投入使用。例如，在实际的操作环节，可以通过对低压转子之间各支撑轴所承受的油压情况进行测评，并在连续运行十小时后，针对各检测点的压力进行二次测量，从而检测该核电汽轮机是否恢复形变。
结语：
综上所述，在实际的核电汽轮设备应用环节已经能够针对常见的汽轮机低压缸仓不均匀形变的问题进行诊断，从而得出致使该汽轮设备形变的因素大都来源于设备运行过程中典型的震动问题和轴承转子的温度改变所造成的不均匀形变。所以，为了在更好的帮助核电汽轮机在我国核电能源行业中的应用，可以从以上方法入手进行其中问题的优化、解决，从而促进我国新型能源行业的发展。
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论文作者:刘威,陈俊明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：核电论文; 汽轮机论文; 低压论文; 设备论文; 转子论文; 汽轮论文; 不均匀论文; 《防护工程》2018年第14期论文;