AP1000核電機組汽輪機安裝的管理策略與措施

王軍

(中國核工業集團公司，北京100084)

1 AP1000核電機組汽輪機簡介

三門核電一期工程汽輪機 (以下簡稱汽輪機)是1 000 MW級汽輪機組，工作轉速1 500 r/min、單軸、四缸六排汽，有2個兩級再熱的外置式中間汽水分離再熱器，末級動葉片長1375 mm。主汽輪機由1個高壓缸、3個低壓缸及其附件組成，附件包括進汽閥、盤車裝置、潤滑油系統 (包括頂軸油系統)及儀表和控制系統。

主要性能指標及技術參數:

汽輪機型式:單軸、四缸六排汽、中間帶汽水分離再熱器、反動凝汽式;

額定功率:1 251 MW;

工作轉速:1 500 r/min;

額定主蒸汽:5.38 MPa/268.6℃ ;

額定主蒸汽流量:6 799 t·h-1;

額定主蒸汽濕度:0.45%;

再熱溫度:257℃;

排汽壓力:4.4 kPa(a);

抽汽回熱級數:7(2級高加+1級除氧加熱+4級低加);

高壓部分通流級數:2×10;

低壓部分通流級數:3×2×10;

汽封型式:曲徑式蒸汽密封;

末級動葉片長度:1 375 mm;

電液控制系統:高壓電液控制 (抗燃油)。

2 主要安裝工作內容和工藝流程

2.1 汽輪機安裝工作內容

現場汽輪機安裝工作主要包含軸承箱就位、低壓缸安裝、高壓缸安裝、軸瓦及隔板等部套件安裝、轉子找中心、扣缸及后續靠背輪連接、罩殼安裝等施工內容。

汽輪機由1只高壓缸，3只低壓缸及其附件組成，附件包含各軸承箱、盤車裝置，隔板、軸承、軸封等，皆以散件供貨。高壓缸采用單層缸雙流對稱結構，低壓缸采用雙層缸雙流對稱結構，高、低壓隔板固定在缸體持環上。高壓缸以上、下半缸形式供貨。低壓缸分內、外缸，內缸為上、下半缸形式，外缸上、下半缸又分成3片缸，現場拼裝。3根高壓轉子，3根低壓轉子通過剛性聯軸器連成一個軸系再通過剛性聯軸器與發電機轉子相連，每根轉子有1對徑向軸承支撐，整個軸系有1只推力軸承，位于1號低壓缸與2號低壓缸之間的軸承箱內。

2.2 安裝工藝流程

整個安裝工藝流程如圖1。

圖1 安裝工藝流程

3 安裝過程中的管理策略

3.1 安全管理

安裝施工過程的安全管理主要從事前預防、事中控制2方面進行:

1)施工策劃、方案編制及審查時充分考慮安全因素，針對汽輪機部件多、部件體積和重量大、安裝過程中吊裝作業頻繁、吊裝精度要求高、下缸需卸車后翻轉才能就位的特點，要求施工單位編制《汽輪機設備卸車及吊裝》專項施工方案;針對缸體、轉子等部件重量大、運轉層樓面載荷有限且場地狹小的特點，要求施工單位參照設備制造商提供的大部件放置圖，編制并執行《汽機房運轉層平臺大件設備堆放施工方案》;汽輪機安裝環境要求高、為了嚴格控制無關人員進入，減少引入異物的風險，確保設備部件安全，要求施工單位設立汽輪機安裝專區圍墻，為相關人員發放專區出入證，在出入口配置安保人員進行管控;在監理、業主審查的基礎上，邀請外部專家對汽輪機安裝方案進行審查把關，督促完善施工安全措施，嚴格執行安全技術交底。

2)針對汽輪機安裝區域孔洞多、高度差大的狀況，要求施工單位在缸體中分面鋪設保護層，在高壓缸孔洞兩側搭設防護架，在登高作業區域搭設腳手架等，加強動態安全管理。清洗設備用的煤油定點存放，周圍嚴禁動火，使用過的回絲要存放在指定位置，統一處理。針對扣缸后缸內形成密閉空間，督促施工單位嚴格執行受限空間管理程序。

3)施工過程加強檢查，監督整改。現場大件吊裝時安全人員實施旁站監督，特別是缸體下半翻轉及吊裝、轉子吊裝，低壓缸端汽封波紋節穿裝，扣缸等重要的大件吊裝環節;施工區域實行掛牌作業，垃圾、廢料及時清除，保持施工現場整潔，樹立窗口形象。現場發現安全文明施工問題時，立即予以制止或督促改正，確保人員和設備安全，并及時告知施工單位相關負責人員，確保類似問題得到有效改善。

3.2 質量管理

汽輪機安裝精度及清潔度要求非常高，安裝質量的好壞直接關系到機組的運行質量和安全。現場汽輪機安裝質量控制的主要依據是合同文件、管理程序、設計圖紙、設備技術文件以及標準規范等。

質量控制的主要措施有:

1)對汽輪機安裝的每道工序認真審查，對關鍵重要工序選見證點或停工待檢點 (W點和H點)進行控制。對于已選點的工序，采用分次放行單的方式對每次檢查確認的內容進行分解和記錄，相應工作全部完成后，確認分次放行單覆蓋全面所有檢查內容，避免檢查內容遺漏;對未選點工序，對施工單位產生的記錄進行檢查，確保每份記錄都進行過嚴格的檢查和控制，同時，保存好各種數據以及重要照片。

2)積極參與設備開箱驗收，及早發現和處理設備到貨時存在的問題;對現場發現的安裝質量問題發起質量觀察報告 (QOR)，督促施工單位予以整改;對不符合設計要求的施工質量問題或責任不明確的設備問題，督促施工單位發起不符合項報告(NCR)，并跟蹤和協調處理;

3)對施工方案進行審查，明確技術要求，優化施工工序，減少返工可能對設備引起的損傷;開始施工前澄清和確認汽輪機安裝用的輔材，嚴格控制輔材成分，確保滿足設計要求。

4)要求設備制造廠參與對現場安裝最終狀態的確認，利用制造商工代進行設備到貨及安裝質量把關，同時承擔相應的確認責任。尤其汽輪機內部通流間隙直接關系到機組的運行安全及出力，要求工代對現場壓鉛絲測量數據進行確認認可。

5)低壓缸扣缸前邀請質監站對扣缸前的狀態進行監督檢查和確認。

6)加強日常監督和驗收，在缸體上施工的人員穿無釘軟底鞋上缸工作，不得隨意在設備上鉆孔、切割及焊接，不得野蠻敲打設備;及時對螺栓、墊塊等小部件及時清點，并分類定點存放，對軸承等重要部件進行覆蓋防塵、防水、防碰;對缸體、內部套等部件進行涂油防銹;扣缸時要求相關人員一律穿著連體服，對帶入的工具進行登記和清點，用內窺鏡進行清潔度檢查，并暫停周邊打磨焊接等可能引入異物的施工;扣缸后對設備孔洞、管口貼封條密封，防止異物進入;根據現場海邊潮濕的環境，協調施工單位購買并投用熱風機對缸內部套通熱風成品保護。

3.3 進度管理

汽輪機安裝作為常規島安裝的主線，進度管理尤為重要。為了確保汽輪機安裝進度，一方面需要協調上游設備盡早到貨，另一方面需要做好現場安裝資源協調。

對于汽輪機安裝的進度管理，主要措施如下:

1)密切跟蹤廠內制造進展，通過赴制造廠實地考察，季度協調會/設備協調會等手段協調設備盡早到貨。

2)做好各項準備，為汽輪機到貨后的順利安裝創造條件。

為了確保現場汽輪機安裝工作順利開展，邀請制造商專家到現場進行安裝技術交底，確保現場充分掌握安裝技術要求及總體進度目標，為現場安裝創造條件。

3)通過現場協調，優化工序，加快問題處理確保安裝進展。

定期在現場召開碰頭會，協調部件催交、開箱領用、設備消缺、現場工作安排等方面的問題;針對設備及專用工具到貨較晚且借用流程不暢的情況，組織專題會進行協調解決;針對現場突發問題，充分評估后果斷決策，優化工序，盡量減少影響。

4)督促現場資源投入，確保安裝有序推進。

不定期對施工單位的人力投入情況進行清點，一旦發現汽輪機安裝工作面人員不足，立即督促施工單位加派人員;督促施工單位在汽輪機安裝過程中做好運轉層場地及行車占用等資源分配和工作安排，確保安裝工作有序推進。

5)以安全和質量促進度。

汽輪機安裝過程中，設備吊裝頻繁、安裝精度要求高，督促施工單位做好安全和質量控制，避免/減少返工工作量，以安全和質量促進度。

4 經驗反饋和措施

4.1 做好汽輪機安裝前的現場準備

為了避免造成不必要的麻煩，要盡早對汽輪機基座上的預埋件 (地腳螺栓、錨固件、軸承箱、MSV、套管及保溫)進行復測，發現偏差及時處理。

4.2 部件到貨順序優化

汽輪機由諸多部件組成，且有較為明顯的安裝順序，各部件不可能同時制造完工和發貨，若到貨順序不合理可能導致前序部件未到而后裝部件到貨積壓占用寶貴存放場地的情況。在設備采購合同中明確汽輪機設備部件的到貨順序，同時按現場需求順序予以催貨，使制造廠家將有限的資源優先投入到急需的部件上。

1)第1批供貨:汽輪機各軸承座墊塊、可調墊鐵、臺板。(包括軸承座回油套管);低壓缸墊塊、可調墊鐵、臺板等基礎部分相關附件。

2)第2批供貨:汽輪機各軸承座、軸瓦等相關部件;高、低壓汽門部分各部件;高壓外缸、隔板套等相關部件，高壓轉子;低壓外缸、低壓內缸，隔板等相關部件，低壓轉子。

3)第3批供貨:汽輪機靠背輪螺栓、墊片、盤車裝置等相關部件。

4)最后:汽輪機罩殼部分。

4.3 做好制造階段檢查和驗收

汽輪機安裝過程中的問題，很多都是設備在制造廠內檢查不完善而帶到現場來的，且設備一旦帶缺陷發運至現場，受各種條件的制約，處理難度和成本將成倍增加。制造廠應在廠內完成對關鍵部件試裝配、對產品基本參數及接口尺寸的復核，并減少低級人因錯誤。如軸瓦殼體頂部間隙超標問題、部分低壓隔板套支撐鍵墊塊尺寸錯誤問題、高壓缸端汽封墊片分布的螺栓孔設計數量與實際數量不符問題等。

4.4 做好設備部件的標識

產品標識作為識別產品的一項要求，無論是從安裝、維修的便利考慮，還是從部件的可追溯性考慮，都應得到足夠的重視，并且標識的位置、標識的內容都應該規范化。

4.5 其它

充分考慮大件設備存放問題，如安裝及檢修空間;樓面承載及載荷均布措施;汽輪機周邊設備的安裝順序，如汽輪機安裝應晚于發電機定子吊裝;凝汽器喉部低加應在內缸就位前安裝;低壓缸轉子運至廠房前，吊物孔外側的大門需緩裝等。

〔1〕孫漢虹.第三代核電技術AP1000〔M〕.北京:中國電力出版社，2010.

〔2〕電力行業職業技能鑒定指導中心.汽輪機本體安裝〔M〕.北京:中國電力出版社，2011.

〔3〕三門核電廠.1號、2號機組常規島建安工程1號、2號汽輪機安裝施工方案〔R〕.2011.

〔4〕三門核電廠.1號、2號機組汽輪機間隙控制導則〔S〕.2009.

〔5〕三門核電廠.1號、2號機組電纜安裝說明〔R〕.2009.