摘要：汽轮机安装质量不仅直接对机组的正常稳定运行起着非常重要的作用，而且对电厂的经济收益有着直接关系。由于汽轮机的安装步骤比较复杂，不可避免地出现这样或那样的问题，只有提高汽轮机安装质量并解决关键问题，汽轮机才能顺利进行安装，进而降低汽轮机工作中故障的出现几率。
关键词：核电汽轮机；结构；安装；措施
本文介绍的650MW核电汽轮机是我国自行研制，拥有自主知识产权的成熟机型。该设备的性能参数，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相同。
1650MW汽轮机结构与安装特点
650MW汽轮机是单轴、四缸六排汽、带中间汽水分离再热器的反动凝汽式汽轮机。该设备包括一个高压缸和三个低压缸，均采用双层缸结构，双分流，对称布置，正反向各级。在结构上与常规火电基本相同，均采用积木块式设计，但高压部分是以常规火电600MW中压缸积木块（BB051）为原型改进为BB051N积木块型式[3]。往往这些差异导致二者本体部分的通流和结构尺寸具有不同特性。而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。汽轮机是一个由多个零件组为部件、部件组为部套而形成一个结构复杂，制造难度、工艺与精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，分别由调、中、电上下三段六件组成。往往正是汽轮机这些结构特点，导致零件组成部件、部件组合成部套的公差叠加的消除难度大，安装技术指标难以达到，进而加大了汽轮机安装难度。
2安装关键问题的分析及解决措施
汽轮机安装工序多，且每一道工序的严格执行是确保汽轮机进行下步安装的基石和前提[4]。但在汽轮机安装过程中，出现一些采用什么方式和方法达到并实现安装技术指标要求的问题。如果这些问题得不到解决，汽轮机就不能顺利进行安装。本人借鉴了国内核电站安装及运行经验，对海江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。这些方法和措施经过与设备安装单位讨论后，得到了认可并进行了施工，主要包括：
2.1低压缸机架（台板）与垫铁布置定位
由于汽轮机低缸体的支撑台板是挠性台板，因此采用是密集式可调垫铁来消除台板挠性支撑变形，来实现台板与缸体支撑面之间75%以上接触面积[6]（同时以0.04mm塞尺不入为标准）。而设备基础上的预埋件和台板灌浆稳固件是干扰设计计算布置垫铁的关键因素。通常情况下，根据调整垫铁布置图，有限避让基础预埋件来确定垫铁的定位与安装。但在实际操作时，总是在台板就位时才发现已布好的垫铁和台板灌浆稳固件重叠相碰撞，这时才进行重新分配与调整垫铁位置，造成基础反复进行凿研。针对垫铁布置定位难的问题，采取的处理方案及措施是，首先清除基础表面混凝土浮层，完成缸体轴系中心定位。其次根据定位初步确定台板与垫铁相对位置，即初凿平三块垫铁，摆放三块垫铁位置，并将台板就位。再根据预埋件和灌浆稳固件之间的有效距离计算可摆放垫铁数量并划准垫铁定位，达到垫铁相距位置满足后续机架（台板）与缸体撑面配合间隙消除需求。
2.2垫铁与机架（台板）和缸体撑面配合间隙的检查与消除
无论是设计文件还是电力规范和安装指导文件，均要求图垫铁与机架、机架与缸体撑面的配合间隙评定标准以0.05mm塞尺不入视为合格。这表明垫铁与机架、机架与缸体撑面三者接触面为不完全接触，且要求达到75%均匀分布。但由于目前核电厂大部分位于沿海一带，其空气湿度相对较大且盐份含量高，使设备零部件加工表面易产生锈蚀。尤其是垫铁与机架、机架与缸体撑面均为低碳钢材料，一旦加工表面得不到有效保护，导致短时间内产生锈蚀，影响各部件在热态下自由热膨胀，进而产生机组共振危及机组运行安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采取的处理方案及措施：首先完成垫铁与基础接触位置水平度，及标高确定，油光锉清理机架上下结合面，选择垫铁上滑动块与机架结合位置对研，达到设计要求。其次，翻转低压外缸，用大平尺检查漏光不大于0.03mm。再翻转台板，检查与缸体之间的合面。当出现大面由大至小间隙时，不需采取任何措施，可通过外径千分尺分测量台板的厚度变化来排除台板加工面误差，并通过重物验证间隙变化趋势，再根据趋势确定为自身扰度变形后清净表面并涂抹二硫化钼粉，缸体就位，并用塞尺检查接触情况，防止结合处积尘。静放24小时后再进行间隙检查，反复调整垫铁高度来改善台板和缸体撑面自身变形，最终达到消除间隙的目的。
2.3低压缸现场组对安装
由于低压缸体由调、中、电三段六件组成，外形尺寸8120×7824×6810mm的特点。在吊装和运输环节易受到各种外力影响产生设备变形[7]，如果在现场重新安装或组对，不采取释放变形量的措施或方法来削除零件组成部件、部件组合成部套的公差叠加现象，将无法保证缸体基准中心和基准标高的设计要求，从而难以实现低压缸体内部套件的精准定位。采取的处理方案及措施：按照电力建设规范标准、设计要求及制造商编制的安装、运行、维护等文件进行操作。首先架设轴系中心线以中段为基准，调整调、电端标高水平与中段方向一致，复测调、电端内外油档洼窝中心。然后，检查机架与缸体撑面之间的配合间隙。通过垫铁调整改变间隙，12小时后再进行三段缸标高水平合调、电端垂直面自由状态间隙，均满足设计要求后，穿入垂直面四角偏心锁紧螺栓，并紧固1/3螺栓，用塞尺检查配合间隙和水平扬度满足设计要求，再进行临时锁紧方法固定中段。最后，解除垂直面的紧固螺栓，分别吊起调、电段，涂抹专用密封胶，用2mm无锈铁板或其它材质板分别贴住中段垂直面，保证涂抹胶的厚度。复位电调端，安装临近水平中分面第二颗定位销套，分别从上至下穿入连接螺栓，紧固1/3螺栓，检查水平扬度和中心变化，直至合格。最后，再按中、下、上循环方式紧固所有螺栓。
2.4径向间隙修刮与调整
出厂前已通过计算将径向值加工至接近安装公差间隙值，该精度直接关系机组出力和运行安全，而且每级汽封圈均由多段组成，并留有一定膨胀量，需在现场装配过程按照实际配合关系进行修配，一旦检测修刮方案选择不当将直接导致弧段报废。采取的处理方案及措施：首先检查每个弧段弹簧片弹性量和灵活度是否一致，在每个弧段上粘贴与实际间隙值厚度相同的医用胶布，在转子对应汽封齿轴向位置上涂抹红丹粉，旋转转子。根据每个弧段端医用胶布上的摩擦情况进行弧段修刮。当呈现相擦痕迹一致后再取出底部（90度）和两侧（45度）位置弧段弹簧片，用竹或铜质楔将弧段抬至实际工作位置，粘贴与设计值厚度近视医用胶布旋转转子进行验证，直至间隙值满足设计公差后，将修刮整圈气封齿尖厚度控制在0.30mm至0.45mm之间。对于新结构的蜂窝汽封，由于其是通过增减垫片实现间隙，不能接受硬物体直接接触。所以在验证间隙时，先按计算值选择比实际值大的肥皂块，并包裹0.05mm不锈钢或铜片，分别黏贴在每个弧段上，通过转子直接接触的方法，既保证汽封蜂窝不易损坏，又能直接准确计算调整间隙所需垫片厚度。
3结语
通过大量现场工作实践，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，提出的处理方案及优化措施是有效的，并取得了良好效果。这为保证厂汽轮机的安装质量以及核电厂今后的安全稳定运行起到了积极作用。
参考文献：
[1]高晓川.浅谈汽轮机本体安装中的关键问题与处理[J].科技创新与应用，2013年21期.
[2]孙为民，杨巧云.电厂汽轮机[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]张磊，马明礼.汽轮机设备与运行[M].北京：中国电力出版社，2008.
[4]高春升.某电厂汽轮机本体安装中关键问题及解决方法[J].机械工程师，2013年第11期.
论文作者:刘向东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：汽轮机论文; 缸体论文; 间隙论文; 垫铁论文; 机架论文; 措施论文; 螺栓论文; 《基层建设》2019年第28期论文;