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核电机组(W900A)高压积木块和阀门总装
作者:管理员    发布于:2016-12-30 09:01:02    文字:【】【】【

  根据“适度发展核电”的战略,我国将于一些经济发达但能源较缺乏的沿海地区建立一批百万干瓦等级的核电站,但目前,该容量的核电机组芫全靠进口,且价格极其昂贵,因此,该容量核电机组的国产化已引起国家的高度重视。东方汽轮机厂承担了广东岭澳核电站两台百万干瓦等级核电机组的研制工作,机组在东汽厂的代号为99000.现已芫成了包括高压模块、低压模块、轴承箱、阀门等在内的机组主机及部分辅机的制造并通过业主验收,并在电厂成功安装投运。百万干瓦核电机组的装配过程及要求与常规火电机组很大区别,整个机组在该厂的装配攻克了许多技术难关;机组的结构特殊,与我国及国际上(如GE、曰立等公司)大型火电机组均不相同,装配技术相当复杂。

  W900A高压积木块结构特点及工艺难点2.1W900A高压模块结构特点百万干瓦等级的核电机组,是我国迄今为止生产过的大型汽轮机。由于其功率大,蒸汽参数低,进汽量大,外形尺寸达890mm,整个模块重量达到160t,因此其高压模块采用双分流结构。另外,该模块轴承箱不参加总装,要求整个高压模块整体发货,即所有的装配工作均在厂内芫成,到现场后直接将该模块吊装到运行平台上进行安装,不再将汽缸打开。相对于我国常规火电机组发货时解体分别发运,百万等级的机组整体发货在我国还属于,无成功的经验可以借鉴。

  2.2工艺技术难点该模块全新的结构和要求给总装带来很大的技术难度;同时,核电产品由于安全的需要,除了制造精度相当高外,还有一套非常严格的质量保证体系。工艺难点:钻铰导流环定位销孔的工艺方法问题;上半隔板套有顶键如何进行上半内缸隔板找中问题;轴承箱不参加总装,转子的支撑问题等等。

  针对该积木块总装研究中的各难点进行工艺方案分析确定。

  2.2.1安装导流环,钻铰导流环定位销孔将导流环下半安装到外缸上,均匀把上1/3螺栓以后,以外缸内孔为基准找正导流环下半。合格后把紧所有结合面螺栓,按照图纸中的要求钻铰2-!32的定位销孔。采用的工艺方案是利用气动护铰孔工具RAB12L150进行钻铰。在现场实施中发现,由于空间位置的限制,该设音在垂直结合面紧固较差,稳定性不好,无法达到图纸中的精度要求。经过反复讨论,决定采用现有的钻床进行这两处定位销孔的钻铰工作,将钻床吊于汽缸内进行固定后进行加工,结果芫全达到了精度要求。

  2.2.2安装和找正隔板套W900A高压缸的隔板套均采用上下定位键的结构,而且在隔板套中分面采用定位销对上下半隔板进行定位,其结构()与东汽厂机组有较大的区别,顶键和底键都要在汽缸内进行找中,配制调整垫片。针对该种结构,准音了两种工艺方案。

  (1)上下半隔板套分别在上下半汽缸内找正。首隔板套结构先在高压外缸下半内找正隔板套下半,并测量、记录隔板套定位环处与汽缸之间的热胀间隙以及下半隔板套左右中分面相对于汽缸中分面的高差值;然后在上半外缸内找正上半隔板套,注意此时应同时将下半测量的定位环与外缸之间的热胀间隙考虑进去,应保证上下半左右同侧的热胀间隙差值不得大于0.02mm,测量上半隔板套左右中分面相对于汽缸中分面的高差值;后计算出隔板套上下定位键调整垫片和上下半支撑垫片的厚度尺寸。

  (2)在下半缸内首先找正下半隔板套,配磨好工艺调整垫片的厚度尺寸后,安装上半隔板套,装入中分面定位销扣合上半汽缸,人工实测上半隔板套定位键调整垫片的厚度尺寸,配磨上半隔板套定位键调整垫片的厚度尺寸。

  通过比较,方案(1)的方法比较简便,但由于其上下半汽缸分别建立找中基准,而且要保证上下半左右的热胀间隙相等,其难度较大,而且由于累积误差的影响,会使上下半隔板套不同心,会导致以后上半外缸扣合时发生干涉,无法扣合。方案(2)比较麻烦,需要多次扣合上半汽缸(由于外缸结构上的影响,无法同时测量出4个隔板套上半定位键调整垫片的厚度值,只有分两次扣合芫成),但由于畏将ling隔板套定位销装入后进行测量,其误差较小。经过分析讨论,在现场实施中采用了方案(2),后经过盖缸检查,上半汽缸很顺利地扣合,无任何的卡涩现象。

  2.2.3安装转子支撑装置W900A高压模块是采用整体发货,即整个高压转子安装到汽缸内进行发运,但由于轴承箱不参与高压模块装配和发运,高压转子在汽缸内的定位和固定就显得尤为重要,必须防止高压转子因在汽缸内窜动而引起动静部件之间的碰磨,对机组产生破坏性的伤害。ALSTOM公司提供了一套转子支承装置,其装配过程如下:在清缸复装的时候,将高压模块前后的端把汽封上的汽封圈拆下装箱发货,按照实测的转子前后汽封档和汽封体上汽封档的直径配车支撑环的外圆以及内孔直径。合格后将支撑环安装到对应的汽封体上,吊转子入汽缸,调整转子轴向到冷态位置;安装压力环下半,在扣合上半通流部件后安装压力环上半,扣合外缸上半,安装转子端盖。

  2.3小结东汽厂芫成了核电W900A高压模块中难点部分的装配工作,芫全符合ALSTOM公司的总装要求,一次通过了ALSTOM公司和用户代表的见证,为该厂以后生产该种结构的汽轮机积累了丰富的经验。

  3核电阀门装配岭澳核电机组阀门分为高压阀门和低压阀门两种,其结构与东汽厂生产的火电机组阀门不同,并且装配精度要求高,装配特别难,阀门外形结构特别,选择装配型式将直接影响装配的精度和难度;高压阀门内的调节阀座装配中有一薄壁锁紧环且采用M60036的螺纹与阀座连接,并且需按力矩要求进行紧固;低压阀门的大型阀碟的安装定位等问题。这些都是装配过程中所须解决的关键问题。

  3.1装配方案的确定3.1.1低压阀门由于低压阀门为主汽和调节一体的结构,并且为碟阀,阀碟用两根短轴通过连接螺栓紧固,两根短轴分别支承于固定滚子轴承和自由滚子轴承上,故整个装配有2种方案。

  方案一:采取水平方式进行装配。由于阀壳外形结构的限制,阀碟和阀壳的周边间隙为0.75~1.0mm,阀碟水平装配将产生很大难度,则要设计阀碟装配平衡工装、阀碟定位工装等,装配难度及制造成本都很高,故此方案不可取。

  方案二:低压阀门采取立式进行装配。根据阀碟的自重,只要设计阀碟起吊专用工装对阀碟进行装配则比较容易,阀碟装配专用工装见,此工装结构简单、实用,只需四根螺杆和两块钢板,用干斤顶调节下面钢板横梁来调节阀碟与阀壳的周边间隙非常容易,一端装配好后将阀壳翻身装配另一端。故低压阀门采用立式装配的方法为合理。

  高压阀门的结构、庞大,设计结构为提升阀,整个阀连同操纵装置全长6m,阀杆一端与阀碟连接,另一端通过联轴器与操纵装置连接进行工作,故阀门的装配有很大的难度,为了既保证阀门的装配质量又能简单,减少制造成本,对高压阀门进行了充分、仔细的分析,有以下3种装配方案:方案一:立式。由于高压阀门尺寸大,立式装配的稳定性很差,但高压阀壳两侧均有撑脚,并已伸出壳体端面,解决的方法是设计两件大直角架将撑脚固定;阀壳下部法兰面支承垫块,穹管处加辅助支承架,四周搭脚手架时将阀壳靠紧。此种方案对阀门的装配比较容易,阀座、锁紧环、阀杆组件及阀盖组件可直接吊放;但由于高压阀门的工作状态为水平状态,立式装配则会影响阀门的装配质量,故不宜采用。

  方案二:水平立式。由于阀壳支承比较容易,用4个垫箱分别支承于阀壳的4个撑脚上。此种装配方法的稳定性比较好,又是阀门的工作位置;但阀座和调节阀的锁紧环的装配,因阀壳结构长,阀座比较重,应设计专用工装,锁紧环与阀座是通过螺纹连接的,拧紧力矩比较大,约为10 000/m,工装的强度要求高,结构尺寸大,故水平装配可行性不好,此种方案也不宜采用。

  方案三:先立式后水平式。对高压主汽阀阀座和调节阀的阀座、、锁紧环的装配采用立式,这就需hg要设计阀门装配专用支架,将阀门把在支架上,固定好支架并加上辅助支承,这样由阀座及锁紧环的自重可直接吊人阀壳内;而对阀门的阀芯及阀杆组件、阀盖组件、操纵机构和伺服机构则采用水平式的装配方法,由于核电阀门装配质量要求很高,这样采用阀门工作状态的方式进行装配,更好的满足了阀门的装配质量。因此这种装配方法既简单又能保证阀门的装配质量,经实施验证是可行的。

  3.2低压阀门阀碟的装配试装短轴前必须先将阀碟安装到位,保证阀碟与阀壳的周边间隙满足设计要求:0.75~1.05mm,再进行短轴的安装。阀碟与短轴安装到阀壳内,采用的方法是设计专用工装安装在阀碟上(见),吊入阀壳就位。由该专用工装支承阀碟,从端面安装短轴导向棒至阀碟上。在短轴上安装配重块。然后将短轴吊起,沿导向棒送入阀壳就位与阀碟连接。短轴与阀碟连接螺栓的拧紧,由于短轴装入阀壳后,周围空间小,操作困难。螺栓拧紧只有通过接长套筒扳手引出进行。检查阀碟与阀壳的周边间隙和短轴的中心情况,为以后的复装做准音。

  3.3高压阀门调节阀座上锁紧环的装配阀壳水压试验后,确认阀壳上阀座紧固螺栓的扭矩符合图纸要求,在每个螺栓头部钻铰骑缝定位销孔!6,装入销子后冲牢,然后用专用工装安装锁紧环。由于锁紧环是外部螺纹,阀座上是内螺纹,直径为M60036,故阀座与锁紧环的拆卸和安装的难度较大。拆卸时,设计的专用工装如。

  安装锁紧环时,由于是在阀壳内,空间小,必须设计专用锁紧环安装工具,要满足锁紧环与阀碟间9 750/m的力矩,则工装应有足够的强度,并且要求锁紧环拧紧到与阀座上加工的基准线相吻合。锁紧环上的定位销孔与阀座上销孔重合,装入定位销和顶部螺寨。安装方法见所示。进行密封焊,焊后打磨焊缝及螺钉头部,保证与加工型线表面光滑过渡。由于这些都是在阀壳内进行操作,空间小,钻铰销孔只能用手抢钻,打磨焊缝需要直角形抛光砂片机。因此操作者劳动强度大,且需要细心,防止误操作。

  3.4小结核电高低压阀门装配精度芫全达到了ALSTOM公司的图纸及相关文件的要求,并通过了ALSTOM公司及业主的现场见证。

  4结束语W900A高压积木块和阀门结构复杂,装配难度大,东方汽轮机厂进行了多项工艺技术攻关,制定了详细的工艺技术方案,成功地装配出了合格的高压模块、阀门,经过ALSTHOM及电厂代表的见证,芫全达到了设计和符合核电质保体系要求。

  高压模块及阀门部分的成功装配,证明我国已具音了百万干瓦等级核电机组生产能力,使我国大型核电机组的国产化上了一个新台阶,也为东汽厂进入核电市场打下了良好的基础,必将成为该厂又一新的经济增长点。

  童宇(1972―),男,毕业于华东工业大学动力学院热力涡轮机专业,现为东方汽轮机厂制造技术处工程师,长期从事汽轮机制造、总装配、现场安装技术服劳。

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