核電汽輪機碰缸試驗方法

徐理煥

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

關鍵詞：碰缸；通流間隙；測量

1 碰缸試驗前準備

前期工作檢查

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

2 碰缸試驗方案

2.1 碰缸試驗的標準

碰缸試驗檢查的是靜葉與轉子的最小間隙，所以碰缸試驗的結果應該與通流間隙的最小間隙相符合。如不符合則將結果告知制造廠，由其給出處理方案與意見。如符合，對于徑向間隙需重新進行調整：垂直方向，根據《軸系找中圖》的說明，汽缸中心要比轉子中心高0.20mm（即頂部間隙比底部間隙大0.40mm），根據所測讀數計算出貓爪處所加/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，對比左右兩側數據是否相等，如不相等則通過重新配準對中裝置墊片來進行調整，保證左右兩側數據相等。

2.2 高壓缸碰缸試驗步驟

2.2.1 高壓缸碰缸試驗

高壓缸碰缸試驗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汽缸（同時手動盤動轉子）來實現的，軸向間隙檢查是通過軸向移動轉子來實現的；而低壓缸碰缸試驗的徑向間隙檢查和軸向間隙檢查都是通過移動汽缸（同時手動盤動轉子）來實現的。

2.2.2 徑向間隙檢查

放置液壓千斤頂，用以移動汽缸。

在汽缸貓爪和臺板間架設百分表監(jiān)測貓爪的移動量。

在汽缸和轉子的垂直和水平方向上架設百分表監(jiān)測汽缸相對于轉子的移動量。

確認頂軸油可正常啟動。

拆除汽缸徑向導向裝置的鎖緊鍵。

2.2.3 垂直方向上的徑向間隙確定

開啟頂軸油，手動盤動轉子；用4個貓爪上的液壓千斤頂將汽缸每次以0.10mm的增量平行抬起，直到汽缸接觸轉子而難以用手盤動轉子；讀出并記錄汽缸與轉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，同時試盤轉子，汽缸下降約0.20mm時應能盤動轉子，此時分別緩慢的單獨抬高汽缸的電機端與調閥端，使轉子無法盤動，記錄各數據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，整個下降過程要保持平行；檢查貓爪上4個百分表讀數是否回零，如4個表讀數偏差小于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，同時擰入頂缸螺栓，將汽缸以每次0.10mm增量降低，直到汽缸與轉子接觸導致難以用手工盤動轉子，整個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荷；讀出并記錄汽缸與轉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，同時試盤轉子，汽缸抬起約0.20mm時應能盤動轉子，此時分別緩慢的單獨降低汽缸的電機端與調閥端，使轉子無法盤動，記錄各數據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，手動盤動轉子；用液壓千斤頂將汽缸以每次0.10mm的增量橫向平行移動，直到汽缸與轉子接觸而難以用手盤動；讀出并記錄汽缸與轉子間百分表所示移動量；用液壓千斤頂平行緩慢的反方向頂汽缸，同時試盤轉子，移動量約0.20mm時應能盤動轉子，此時分別緩慢的單獨頂汽缸的電機端與調閥端，使轉子無法盤動，記錄各數據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。然后在另一個方向上以每次0.10mm增量橫向平行移動汽缸，直到汽缸與轉子接觸而難以用手盤動；讀出并記錄汽缸與轉子間百分表所示移動量；用液壓千斤頂平行緩慢的反方向頂汽缸，同時試盤轉子，移動量約0.20mm時應能盤動轉子，此時分別緩慢的單獨頂汽缸的電機端與調閥端，使轉子無法盤動，記錄各數據以確定最小徑向間隙位于哪一端；將汽缸恢復到原始位置，安裝導向裝置的配合鍵。

2.2.5 軸向間隙檢查

在靠背輪處架設百分表監(jiān)測轉子的軸向移動量；拆除推力瓦塊；確認頂軸油可正常啟動。

2.2.6 軸向間隙確定

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

2.3 低壓缸碰缸試驗

2.3.1 準備工作

在內缸周圍工作區(qū)域搭建腳手架；安裝專用工具，并在內外缸間布置千斤頂用以移動汽缸；在貓爪和外缸間布置百分表監(jiān)測汽缸移動量；在內外缸對中裝置與內缸間布置百分表監(jiān)測內缸相對轉子的移動量量；確認頂軸油可正常啟動；拆除內外缸對中裝置配合鍵。

（1）垂直方向上的徑向間隙確定

開啟頂軸油，手動盤動轉子；用4個貓爪上的液壓千斤頂將汽缸每次以0.10mm的增量平行抬起，直到汽缸接觸轉子而難以用手盤動轉子；讀出并記錄內外缸對中裝置與內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，整個下降過程要保持平行；檢查貓爪上4個百分表讀數是否回零，如4個表讀數偏差小于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，同時擰入頂缸螺栓，將汽缸以每次0.10mm增量降低，直到汽缸與轉子接觸導致難以用手工盤動轉子，整個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荷；讀出并記錄內外缸對中裝置與內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，手動盤動轉子；用液壓千斤頂將汽缸以每次0.10mm的增量橫向平行移動，直到汽缸與轉子接觸而難以用手盤動；讀出并記錄內外缸對中裝置與內缸間百分表所示移動量；用液壓千斤頂將汽缸平行的頂回原始位置。然后在另一個方向上以每次0.10mm增量橫向平行移動汽缸，直到汽缸與轉子接觸而難以用手盤動；讀出并記錄內外缸對中裝置與內缸間百分表所示移動量；將汽缸恢復到原始位置，安裝內外缸對中裝置的配合鍵。

（3）軸向間隙確定

開啟頂軸油，手動盤動轉子；用液壓千斤頂將汽缸以每次0.50mm的增量沿軸向平行移動，當軸向間隙小于0.50mm時再以每次0.10mm的增量沿軸向平行移動汽缸，直到汽缸與轉子接觸而難以用手盤動；讀出并記錄內外缸對中裝置與內缸間百分表所示移動量；用液壓千斤頂將汽缸平行的頂回原始位置。然后在另一個方向上以每次0.50mm增量沿軸向平行移動汽缸，當軸向間隙小于0.50mm時再以每次0.10mm增量平行移動汽缸，直到汽缸與轉子接觸而難以用手盤動。

讀出并記錄內外缸對中裝置與內缸間百分表所示移動量；將汽缸恢復到原始位置，安裝內外缸對中裝置的配合鍵。

2.3.2 調整與驗證

根據碰缸試驗所得數據，并對照《軸系找中圖》及《轉子裝配圖》中相關間隙要求，分析數據的準確性并由制造廠進行確認；然后根據相關圖紙要求對貓爪墊片和對中墊片進行調整，調整完成后，需對高壓缸及低壓缸進行徑向跳動檢查，以驗證碰缸試驗結果的準確性。

3 結束語

陽江核電汽輪機為上海汽輪機引進西門子技術，汽輪機安裝過程不同于嶺澳二期機組（東方汽輪機引進Alstom技術），無法用壓鉛絲或者貼膠布等常規(guī)的方法進行間隙測量，低壓缸和高壓缸內部通流間隙都需要用碰缸試驗進行驗證，以保證動靜間隙符合設計要求，碰缸試驗前需要提前投用頂軸油盤動轉子，因此，需要提前優(yōu)化施工工序，以確保碰缸試驗順利進行，根據施工的邏輯安排和碰缸步驟，保證碰缸試驗結果的準確性，文章介紹的安裝方法可為后續(xù)同類型核電百萬機組汽機安裝提供借鑒。

參考文獻

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