嶺東核電站汽輪機低壓模塊安裝

摘要：嶺東核電工程在國內首次采用百萬千瓦半速汽輪機組，文章通過對其汽輪機低壓模塊結構特點與安裝流程的分析，闡述了安裝過程中的經(jīng)驗教訓，意在為后續(xù)同類機組安裝管理工作的優(yōu)化提供借鑒。

關鍵詞：汽輪機；低壓模塊；模塊安裝流程；標準工期

中圖分類號：TK262 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）16-0046-04

汽輪機是核電站常規(guī)島的心臟，是將核島產生的熱能轉變?yōu)闄C械能的關鍵設備，汽輪機的安裝質量直接關系到核電站的安全、穩(wěn)定運行。文章結合對嶺東核電站汽輪機低壓模塊安裝過程的剖析，闡述了安裝質量控制的關鍵舉措，并對安裝控制手段的改進提出了建議。

1 設備概況

1.1 設備形式

嶺東核電站汽輪機設備由東方汽輪機有限公司（以下簡稱DTC）、法國阿爾斯通公司（以下簡稱ALSTOM）聯(lián)合設計、制造，為一次中間再熱、三缸、四排汽、半轉速汽輪機組，額定功率1086.94MW，額定轉速1500rpm，機組中轉子的旋轉方向為逆時針（從汽輪機向發(fā)電機看）。

汽輪機低壓缸為雙層結構，內、外缸均為焊接結構件，內缸通流形式為對稱雙流向，前、后流各5級。

低壓內缸上下半組合件均由半內缸和兩端的半排汽缸三段獨立部件通過螺栓連接而成，內缸下半與落地式軸承座為一整體，通過前后端軸承座的支承結構直接坐落在基礎平臺上，不承受與凝汽器真空變化及水位變化有關的載荷作用，保證了良好的軸系對中和軸承穩(wěn)定性。

低壓外缸上下半均分前后兩段供貨，現(xiàn)場組焊，外缸下半不支撐在基礎平臺上，其排汽室直接坐落在凝汽器殼體上，并通過燒焊與之形成剛性連接。

低壓內、外缸之間采用O型橡膠環(huán)密封，是典型的“阿爾貝拉”結構，既保證了蒸汽不會外泄，又允許內、外缸相對運動。

1.2 結構參數(shù)

作為國內首臺百萬千瓦半速機組，嶺東核電站汽輪機設備的另一顯著特點即普遍大型化，其低壓汽缸、轉子的結構參數(shù)見下表：

2 安裝要點

2.1 主要工作量

嶺東核電工程共安裝兩臺額定功率為1086.94MW的半速汽輪機，每臺汽輪機由一個高中壓模塊和兩個低壓模塊組成，每個低壓模塊包括一個低壓外缸和一個低壓內缸，內外缸之間通過柔性密封環(huán)連接，內缸部件包括一條低壓轉子，正反各5級低壓隔板，以及分流環(huán)、汽封體等。單個低壓模塊主要設備的總重超過640噸。

2.2 安裝流程

嶺東核電站汽輪機低壓模塊安裝流程如下：外下缸組焊→外下缸就位、初找正并割除臨時支撐→內下缸就位、找正并調整水平、標高→內上缸臨時就位、檢查內缸中分面結合狀況→軸承就位→轉子臨時就位并對油檔找中心→軸瓦與轉子平行度測量、調整→轉子軸徑揚度測量、調整→地腳螺栓緊固、轉子間初找中心→汽缸固定銷、導向銷初鑲配→下隔板臨時就位、找中并配準底部工藝鍵→上隔板臨時就位、檢查隔板中分面結合狀況→內上缸臨時就位、配準隔板工藝懸掛銷→下隔板、轉子臨時就位→測量隔板左右間隙、配準產品底鍵→下隔板、轉子臨時就位并復測隔板左右間隙→上隔板、內上缸臨時就位→測量隔板頂部間隙、配準產品懸掛銷→下隔板、轉子臨時就位→轉子軸向定位并初測通流間隙→進汽分流環(huán)安裝尺寸測量、分流環(huán)配準→上隔板、內上缸臨時就位并復測頂部間隙→精測通流間隙并調整→汽封體就位、頂軸油投用→盤轉子復測中心并調整→低壓轉子間距測量、調整→軸竄測量→配準汽缸固定銷、導向銷并標識轉子定位外引值→外上缸組焊→內缸扣合、軸竄復測→轉子間中心復測、調整→內、外下缸找正→外上缸就位、檢查中分面結合狀況→外下缸與凝汽器焊接、外缸中分面間隙復查→外缸扣合、轉子間中心復查→基礎彈簧隔振器釋放、轉子間中心復查→聯(lián)軸器鉸孔、連接→大氣閥安裝、柔性密封環(huán)安裝、聯(lián)軸器罩殼安裝→面漆涂刷等收尾工作。

2.3 關鍵工序

2.3.1 外下缸組焊、就位

因外缸尺寸較大，為便于運輸，外上缸及外下缸分配準余量側、含垂直法蘭側兩個模塊到貨，在現(xiàn)場組合焊接。組合時采用斜墊鐵組進行調平，焊接時采用對稱分段跳焊措施防止變形，焊接完成后檢查結合面的狀況，若垂直結合面存在間隙，可通過加裝墊片予以消除。

外下缸就位前將臨時支撐裝置（支撐管、支撐板等）全部割除，避免與低壓內缸下半及低壓進汽管等部件相碰撞。在低壓外下缸與凝汽器上喉部間均勻布置一定數(shù)量的墊鐵組，調整外缸中分面的標高與汽輪機組水平中分面的標高一致。

就位前，油漆工作需完成。

2.3.2 內下缸就位

內下缸就位前，必須保證凝汽器內部疏水聯(lián)箱、抽汽管道及其膨脹節(jié)、低壓進汽管及其膨脹節(jié)等無法通過人孔門就位的部件預存完畢，并將O型密封圈臨時固定在內下缸上。

內下缸就位后，建立鋼絲基準，測量內下缸前后外油擋中心與汽輪發(fā)電機組中心線的偏差，同時測量內下缸橫向中心線的偏差。通過底部墊鐵組調整中分面的標高符合設計要求，并調整內下缸的揚度和橫向水平度。

就位前，油漆工作需完成。

2.3.3 軸承就位

對軸承進行檢查、清理，其油道、油孔應清潔暢通，無鐵屑、雜物，油孔位置正確；軸瓦烏金外觀檢查，應無夾渣、氣孔、凹坑、裂紋；對軸瓦烏金進行PT檢查，應無脫胎現(xiàn)象。

采用涂紅丹粉的方法檢查底部調整板與軸承座、底部調整板與壓緊調整裝置下半、支持軸承下半背弧與壓緊調整裝置下半之間的接觸，要求接觸良好、均勻，否則對接觸面進行研磨處理。

2.3.4 轉子找中心

吊裝轉子就位，以外油擋為基準進行初找中心，通過壓緊調整裝置的底部、側部壓板調整轉子中心。檢查軸承與轉子的平行度，可通過加工底部調整墊塊進行調整。測量轉子揚度，復測內缸揚度、橫向水平度。

每次加工底部調整板后，都要重新檢查底部調整板與軸承座、底部調整板與壓緊調整裝置下半之間的接觸情況。

為方便日后的檢修工作，調整板應盡量留有20絲以上的調整墊片。

轉子就位前，需將軸承拉至工作位置，并在轉子就位過程中注意對O型密封圈的保護。

2.3.5 下隔板找中，配準工藝底鍵

吊裝就位下隔板，以外油擋為基準拉鋼絲，以鋼絲為基準半缸進行下隔板找中，根據(jù)測量數(shù)據(jù)加工配準工藝底鍵。

2.3.6 內上缸就位，配準工藝懸掛銷

復測工藝底鍵加工合格后，吊裝就位上隔板，扣合內上缸，擰緊中分面螺栓，以外油擋為基準拉鋼絲，以鋼絲為基準進行隔板找中，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，加工配準工藝懸掛銷。

2.3.7 測量隔板左右間隙，配準產品底鍵

在測量軸向通流間隙的同時，測量左右徑向間隙，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，加工產品底鍵。

2.3.8 測量隔板頂部間隙，配準產品懸掛銷

吊裝上隔板，扣合內上缸，擰緊中分面螺栓，壓鉛絲測量上部徑向間隙，下部間隙值通過計算公式“下=左+右-上”計算得到，根據(jù)數(shù)據(jù)加工產品懸掛銷。

選擇鉛絲時，盡量使其厚度值在所測間隙的1.5倍以上，并盡量使用一根鉛絲，以提高測量精度。同時使用竹片或其他類似工具頂住汽封塊，防止其底部彈簧變形，保證測量數(shù)據(jù)的準確性。

2.3.9 外上缸組合焊接

外上缸組合必須在外下缸上進行，且臨時支撐管必須在組合焊接完成后才能割除，由于臨時支撐管與內缸相碰，所以必須在扣合內缸之前完成此

工作。

焊接前，利用定位銷定位，并利用中分面螺栓消除中分面間隙。

2.3.10 內缸扣合

以上工作完畢后，進行零部件清理，開始準備扣合內缸，清理時需注意疏水孔洞的檢查確認，扣合內缸后要注意對通道或開口的保護，并按照程序中要求的順序冷緊（或熱緊）中分面螺栓，并測量螺栓伸長量滿足程序要求。

2.3.11 外上缸就位

外上缸組合焊接完成后，在基礎平臺旁割除臨時支撐，最終正式吊裝就位，外缸中分面添加密封涂料，緊固中分面螺栓。

3 思考與改進

3.1 供貨順序

設備供應順序與安裝邏輯的不匹配無論對于安裝工作還是設備保護工作都會造成不利影響。仍以嶺東核電站1號汽輪機為例，其2號低壓模塊作為汽輪發(fā)電機軸系的基準模塊卻安排在1號低壓模塊后發(fā)運，不利于整體工期關鍵路徑的縮短，此外，低壓轉子先于汽缸到貨，導致遲遲無法開始裝配，現(xiàn)場儲存時間過長，平添風險。

對后續(xù)同類機組，可以考慮讓安裝管理部門在設備供應合同簽訂前介入合同技術文本的審核，特別是到貨進度的安排，力求使合同約定的供貨順序與現(xiàn)場實際的安裝邏輯保持一致，同時應對一些重要零部件、散件的到貨進度加以明文約束，而不能只以大件設備的到貨為合同支付節(jié)點。

在合同簽訂后的供貨控制階段，安裝管理部門仍有必要對采購部門給予支持，應立足現(xiàn)場實際情況提供第一手的設備需求計劃（如3個月、6個月滾動到貨需求等），特別是小件、散件的到貨需求。

3.2 標準工期與人力需求

3.2.1 標準工期

考慮到嶺東核電站是國內百萬千瓦半速汽輪機應用的先例，基于其安裝過程初步整理出汽輪機低壓模塊主要工序的推薦標準工期（以日歷日為單位，總有效工期216天），有待后續(xù)同類機組去檢驗、優(yōu)化。

外下缸組焊（15天）→外下缸就位（2天）→內下缸就位、找正（3天）→軸承檢查、就位（2天）→轉子臨時就位、找中心（3天）→地腳螺栓緊固、轉子間初找中心（5天）→測量隔板左右間隙、配準產品底鍵（10天）→測量隔板頂部間隙、配準產品懸掛銷（15天）→精測通流間隙并調整（15天）→盤轉子復測中心并調整（10天）→配準汽缸固定銷、導向銷并標識轉子定位外引值（6天）→外上缸組焊（15天）→內缸扣合、軸竄復測（10天）→轉子間中心復測、調整（10天）→外下缸與凝汽器焊接、外缸中分面間隙復查（30天）→基礎彈簧隔振器釋放（15天）→轉子間中心復查、聯(lián)軸器鉸接（30天）→大氣閥安裝、柔性密封環(huán)安裝、聯(lián)軸器罩殼安裝（20天）。

3.2.2 人力需求

同樣依據(jù)嶺東核電站汽輪機低壓模塊主要工序的安裝過程整理出人力需求數(shù)據(jù)，留待進一步驗證、優(yōu)化。

假設上游土建、供貨條件正常，能夠滿足安裝連續(xù)施工，安裝工人分1號低壓模塊、2號低壓模塊兩組，每組約6人，期間根據(jù)工作量適當調整。表中僅給出汽輪機本體安裝工人的工日，未考慮輔助工種和相關管道的安裝工日，還需說明的是，基礎彈簧隔振器釋放為土建專業(yè)工作，不計安裝工日。

4 結語

嶺東核電站汽輪機低壓模塊安裝期間遇到的困難超過了管理者的預想，設計、制造、土建、安裝各方，包括供應商的技術支持專家，都是第一次接觸該機型，不可避免的存在一個了解、學習、掌握的過程。

嶺東核電站汽輪機低壓模塊的安裝是一個很好的學習機會，本文融入了參與者對該機型的認知與感悟，對安裝程序的掌握與理解，以及安裝期間發(fā)生、發(fā)現(xiàn)問題的經(jīng)驗反饋，意在為后續(xù)同類機組的安裝管理人員提供一定的借鑒和幫助。

（責任編輯：王書柏）