國內(nèi)首臺CPR1000核電汽輪發(fā)電機安裝邏輯淺析

官戎?徐迪生?劉云?楊寧波

摘 要：介紹了CPR1000半速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點和重要邏輯關(guān)系，結(jié)合嶺澳二期3號機組的實踐探討了發(fā)電機安裝施工關(guān)鍵工序的安裝工期，分析了CPR1000半速發(fā)電機在安裝邏輯上的變化，并針對這些特點對施工流程進行了研究和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：CPR1000；發(fā)電機；邏輯

1 引言

百萬千瓦級半速發(fā)電機在國外有一定數(shù)量的運行機組，技術(shù)水平較成熟，在國內(nèi)還沒有成型機組，處于安裝階段的有3臺，相關(guān)研究尚處于起步階段，伴隨著核電發(fā)展的大環(huán)境，針對發(fā)電機安裝施工管理技術(shù)的研究具有非常廣闊的研究應(yīng)用前景。本文針對CPR1000半速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和邏輯特點，提出較為科學(xué)、合理的安裝施工邏輯與安裝工期計劃，為后續(xù)項目提供借鑒價值。

2 CPR1000發(fā)電機簡介

嶺澳二期核電站作為CPR1000機型的示范項目，其發(fā)電機是引進ALSTOM在P4/N4系列發(fā)電機基礎(chǔ)上通過改進設(shè)計而成的大型四極半轉(zhuǎn)速同步發(fā)電機，為東方電機有限公司生產(chǎn)，型號為TA1100-78型。發(fā)電機定子裝配由三段（定子本體及其兩端的端罩）通過垂直法蘭螺栓聯(lián)接而成，定子引出線位于定子勵端端罩下部。發(fā)電機轉(zhuǎn)子通過軸承支承在定子兩端端蓋上，即為端蓋式軸承支撐結(jié)構(gòu)。發(fā)電機冷卻方式為“水氫氫”冷卻（即定子線圈及出線、中性點套管為水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子線圈及定子鐵芯采用氫氣冷卻），四個氫氣冷卻器分別布置在汽、勵端端罩內(nèi)兩側(cè)。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及安裝邏輯要求

嶺澳二期發(fā)電機組由于結(jié)構(gòu)上的獨特性，安裝流程與安裝工藝與大亞灣、嶺澳一期機組甚至常規(guī)火電機組有較大區(qū)別，發(fā)電機定冷水提前投用、現(xiàn)場進行絕緣引水管安裝、出線罩內(nèi)手包絕緣工作、單獨氣密試驗、軸承墊片配制、基礎(chǔ)彈簧釋放等均對安裝邏輯產(chǎn)生了較大的影響。

（1）定子冷卻水系統(tǒng)需要提前投用

根據(jù)廠家提供的文件要求，需要對定子線棒的流量分配情況進行考核，開展流量試驗。流量試驗需要定子冷卻水系統(tǒng)（GST）可用，這樣GST系統(tǒng)移交時間需要提前到穿轉(zhuǎn)子計劃時間一個月之前，在這一個月中，需要進行GST外部管路沖洗，發(fā)電機內(nèi)部管路沖洗等工作，沖洗合格后才能進行流量試驗。

還有一個值得關(guān)注的問題---發(fā)電機直流耐壓試驗，CPR1000發(fā)電機匯流管死接地，直流耐壓試驗的條件是線棒內(nèi)必須干燥，但是如果線棒進水后在吹干就存在有積存無法排除的水，直流耐壓試驗就有擊穿線棒的風(fēng)險，所以安排在發(fā)電機進水前是嶺澳二期根據(jù)實際情況達成的共識。這樣，這部分工作的邏輯為：

定子單獨氣密試驗合格→直流耐壓試驗合格→發(fā)電機進水沖洗完成→發(fā)電機定子線棒流量試驗合格→發(fā)電機穿轉(zhuǎn)子。

（2）發(fā)電機絕緣引水管安裝和出線罩內(nèi)工作

根據(jù)本臺機組的設(shè)計特點，發(fā)電機匯流管安裝在端罩內(nèi)，需要端罩就位焊接完成后在將線棒水盒子出口與匯流管用絕緣引水管連接起來，之后再對絕緣引水管線棒側(cè)的接頭進行絕緣工作。出線罩內(nèi)的過渡引線的絕緣引水管、上下半過渡引線的導(dǎo)電片釬焊均需要在現(xiàn)場進行裝配，之后再將上下半過渡引線配裝絕緣盒，灌入絕緣膠。這部分工作完成之后才能進行整體氣密試驗，此處工期較長，從絕緣引水管安裝開始到具備整體氣密試驗條件，3號機耗時3個月多，4號機前后耗時3月余。這項工作專業(yè)性強，小部件多，且在關(guān)鍵路徑上。這部分工作的安裝邏輯為：

絕緣引水管（汽、勵端）安裝完成→汽、勵端與線棒水路氣密試驗合格→上下半過渡引線、出線側(cè)、中性點側(cè)絕緣引水管→上下半過渡引線、出線側(cè)、中性點側(cè)水路氣密試驗→上下半過渡引線導(dǎo)電片釬焊完成→整體水路氣密試驗合格→絕緣引水管、上下半過渡引線處絕緣工作

（3）單獨氣密試驗

嶺澳二期發(fā)電機采用三段式結(jié)構(gòu)，端罩、通風(fēng)罩、出線罩需要在現(xiàn)場進行組合焊接，焊接完成后，需要對發(fā)電機機座的整體氣密性能進行檢驗，在ALSTOM提供的安裝手冊中并沒有提到單獨氣密試驗，也沒有要求進行該項工作，但是，在項目前期與東方集團就發(fā)電機安裝技術(shù)進行交底的時候，雙方根據(jù)以往的施工經(jīng)驗和國內(nèi)600MW發(fā)電機組的部分要求，達成共識，需要在焊接完成后，發(fā)電機轉(zhuǎn)子穿入定子之前進行整體氣密試驗。整體氣密試驗的具體實施方案和技術(shù)要求由設(shè)計方提供。

這樣，在發(fā)電機的安裝邏輯中，在穿轉(zhuǎn)子之前就需要增加一個步驟：發(fā)電機單獨氣密試驗，試驗合格后，方可進行下一步工作。

（4）軸承墊片配置

根據(jù)ALSTOM提供的安裝指導(dǎo)文件，發(fā)電機軸承蓋墊片的配制需要在現(xiàn)場完成，并且，在采用壓鉛絲方法測量軸承壓蓋與下半端蓋水平面間隙的時候，需要將發(fā)電機內(nèi)部的壓力調(diào)整到運行工況下，也就是需要在發(fā)電機內(nèi)部充入3bar的壓縮空氣，來模擬正常運行時發(fā)電機端部變形的真實情況，這樣才能保證發(fā)電機大端蓋水平部分的密封性能。根據(jù)本臺機組的結(jié)構(gòu)特點以及發(fā)電機輔助系統(tǒng)的要求，如果投用壓縮空氣，頂軸油、密封油需要在此之前調(diào)試完成并可用，該項工作的完成實際上是發(fā)電機輔助系統(tǒng)（包括GHE發(fā)電機密封油系統(tǒng)、GRV發(fā)電機氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、部分GGR汽輪機潤滑油系統(tǒng)）完工的最晚時間。

（5）基礎(chǔ)彈簧釋放

位于機組運行平臺底部鋼筋混凝土柱頭的彈簧組承擔(dān)著汽輪機基礎(chǔ)平臺傳遞的全部負荷，汽輪機設(shè)備安裝期間，彈簧組用螺栓壓縮止動，設(shè)備安裝結(jié)束后，彈簧組將被釋放并可按需求進行基礎(chǔ)負荷的分配。彈簧系統(tǒng)平均固有頻率約3～5Hz，這使得運行時平臺共振大大降低了。

基礎(chǔ)彈簧釋放是個跨（安裝、土建）專業(yè)、要求高、持續(xù)時間長，涉及面廣的重要活動。根據(jù)ALSTOM程序要求，需要滿足汽輪機負荷分配找中、軸系找中、地腳螺栓緊固、上半軸承安裝等要求，釋放過程中土建、安裝都有各自的監(jiān)視測量點和誤差要求。安裝過程尤其需要注意管道安裝對基礎(chǔ)彈簧的影響，并考慮安裝、檢修過程中載荷變化時彈簧的重新鎖緊。

按正常邏輯，發(fā)電機找中、勵磁機安裝和勵磁機空氣間隙調(diào)整均應(yīng)在彈簧釋放前完成，彈簧釋放后對對輪中心和空隙間隙進行復(fù)查。但是嶺澳二期的供貨時間限制了這個邏輯，勵磁機在彈簧釋放完成后才到貨，所以安裝邏輯被更改為彈簧釋放后進行對輪找中心，鉸孔后復(fù)查中心，再緊固地腳螺栓，最后進行勵磁機空氣間隙的調(diào)整和復(fù)查。

4 發(fā)電機安裝施工邏輯流程

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)特點和邏輯關(guān)系，有必要對結(jié)合嶺澳二期現(xiàn)場安裝遇到的實際問題，對安裝邏輯進行了調(diào)整。筆者通過比對ALSTOM提供的作業(yè)流程，結(jié)合發(fā)電機定子冷卻水、發(fā)電機密封油等輔助系統(tǒng)的相關(guān)邏輯要求，得出了適用于嶺澳二期3、4號機組的安裝邏輯流程，并對邏輯流程中的步驟進行了細分，希望能夠?qū)PR1000機型的發(fā)電機施工流程做出相應(yīng)的改進。

5 結(jié)束語

CPR1000機型作為我國目前核電建設(shè)的主力機型，其施工邏輯和施工工期將會在今后趨于更加合理和經(jīng)濟，目前采用CPR1000機型的嶺澳二期核電站3號機組已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，其卓越的性能已經(jīng)說明CPR1000汽輪發(fā)電機組的施工邏輯可以為核電站提供安全的運行保障，可供其他類似機組參考。

參考文獻

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