一种汽轮发电机端面错口调整方法.pdf

699作收n核电技术NuclearPowerTechnology一种汽轮发电机端面错口调整方法王天蔚（中核核电运行管理有限公司，浙江海盐314303)摘要：本文以某核电厂大修汽轮发电机汽机端、励磁端下端盖回装后出现错口故障为例，结合汽轮发电机的结构特性，介绍了端盖错口的调整步骤：专用工具调整、顺次紧固中分面螺栓、悬空转子、顺次紧固立面螺栓、调整后错口测量以及各个步骤的具体实施方法。错口调整后，经过再次测量和气密性试验验证，确认错口故障已消除，汽轮发电机气密性满足要求。为同类型的错口问题提供了参考，也为后续检修方案的优化提供了思路。关键词：汽轮发电机；端盖错口；故障消除；气密性中图分类号：TM623文献标志码：A文章编号：16 7 4-16 17（2 0 2 3）0 5-0 6 9 9-0 4The Adjustment Method for Turbine Generator Cap MalpositiWANG Tianwei(Nuclear Power Operation Management Co.,Ltd.,CNNP,Haiyan,Zhejiang Prov.314303,China)Abstract:In this paper,the example of turbine generator cap malposition occurred in the nuclear power plantduring overhaul.Combined with characteristics of the turbine generator,the adjustment steps of turbine gener-ator cap malposition are instructed:adjusting with special tool,tightening horizontal bolts in sequence,liftingthe rotor,tightening vertical bolts in sequence,adjusting the measurement of malposition and the specific imple-mentation method of each step.By re-confirming the malposition gap value and the leakage test after adjusting,the failure was removed,and the air tightness of the turbine generator met the standard.This paper provides areference for same turbine generator cap malposition and improves some ideas about the repaired program.Key words:turbine generator;cap malposition;air tightnessCLC number:TM623Article character:AArticleID:1674-1617(2023)05-0699-041汽轮发电机结构特性某核电厂汽轮发电机采用“水氢氢”冷却方式冷却发电机腔室，发电机定子线圈采用水内冷方式，定子铁芯及转子使用氢气进行冷却。为防止发电机内部产生热应力和局部过热，氢气在发电机内部由发电机轴上叶片强迫循环并通过氢气冷却器(RCW)散热，但氢气易泄漏产生爆炸，所以要维持氢气的纯度即防止泄漏。汽轮发电机正常运行工况下的相关参数见表1。表1发电机正常运行工况下参数Table 1Parameters of the generator undernormal operating conditions项目报警值正常值发电机H2纯度90%98%泄漏油/水高液位800ml0ml续表项目报警值正常值气体干燥器高温15040发电机H2高压435kPa414kPa发电机H2低压375kPa414kPa近年来，各电厂汽轮发电机漏氢事件时有发生，严重影响机组的安全稳定运行。因此在进行汽轮发电机的检修和装配过程中，除需使用测氢仪确认环境内氢气含量小于0.1%外，还应着重关注汽轮发电机各个密封面是否装配到位。某核电厂的汽轮发电机端盖上对密封氢气起主要作用的为密封瓦，如图1所示。发电机上半、下半密封瓦直接安装固定在发电机上半、下半端盖处，所以发电机上半大端盖与下半大端盖的错口（垂直度）是密封瓦安装质量的重要条件，因此在装配过程中应着重检查错口量。稿日期：2 0 2 3-0 7-19者简介：王天蔚（1990 一），男，江苏徐州人，工程师，学士，现主要从事设计管理工作（E-mail:W）700POWERR中国核电第16 卷第5期2023年10 月上半、下半密封瓦下半大端盖图1密封瓦示意图Fig.1The schematic of the sealing tile2故障描述某核电厂在大修进行汽轮发电机密封瓦回装前检查时，发现发电机汽机端、励磁端大端盖回装后密封瓦装配面处有错口，如图2 所示。端盖错口测量处图2端盖错口测量处Fig.2The measuring point for cap malposition按照图3的方式对两端端盖错口量进行测量，发现汽机端左侧下半高0.2 5mm，汽机端右侧下半高0.35mm。励磁端左侧下半高0.2 5mm，励磁端右侧下半高0.2 5mm。图3端盖错口测量方式Fig.3The measuring meathod for cap malposition根据生产厂家的技术要求，此错口应不大于0.05mm才能确保密封瓦的氢气密封性。经过现场对汽轮发电机端盖的拆解、检查和校验，排除了端盖本身的变形、端盖安装螺栓未拧紧、安装面异物或胶水影响等因素，针对装配误差、转子压覆、端盖受力错位等因素，重新设计了端盖错口调整的方法，以消除此类问题的影响。3错口调整方法3.1专用工具调整为了对已产生的错口进行调整，需先拆除汽轮发电机端盖立面和中分面的紧固螺栓，将端盖错口调整专用工具与螺栓孔对齐后，在下端盖安装两个固定螺栓，在上端盖对应的螺栓孔上安装一个调节螺栓，如图4所示。在端盖的另一侧也安装上端盖，用扳手拧动调节螺栓，调整端盖错口量，直至错口不大于0.0 2 mm。端盖错口调整专用工具调节螺栓固定螺栓图4端盖错口调整专用工具装配图Fig.4The assembly of the special tool for capmalposition adjustment3.2顺次紧固中分面螺栓以往的检修中，未对中分面螺栓的紧固顺序进行要求，维修人员往往按照拆装难易程度进行对称安装。而中分面螺栓的紧固力矩为12 0 0 Nm，部分转角位置还需要使用敲击扳手进行预紧，紧固时的力矩和敲击均易使端盖产生错位。为此，优化了螺栓安装顺序，先使用螺栓加热器对端盖两侧靠内的热紧螺栓（图5中的18螺栓）进行对称安装，安装方式如图6 所示。热紧螺栓无需打力矩和敲击，避免因紧固时的力矩和敲打而使端盖产生错位。后续螺栓按照由内而701Fig.6Heating installation of the hot tightening bolt图6热紧螺栓加热安装图热紧螺栓螺栓加热孔螺栓加热器核电技术NuclearPowerTechnology外、由大到小、对称装配的原则，用S75力矩扳手(分3次50 0 Nm-1000Nm1500Nm）按照图5中的顺序对称紧固端盖两侧的92 0 中分面螺栓，最后打人定位销(21、2 2)。25122045191618628图5螺栓安装顺序图Fig.5The bolt installation sequence3.3悬空转子某核电厂汽轮发电机为半速机，转子重达140t，在回装上端盖过程中，转子重量完全落在下端盖上，势必会使下端盖向外张口产生形变，而上端盖紧贴着定子端面用螺栓进行紧固后，易形成错口。为了消除转子压覆带来的影响，需用行车将转子吊起。由于转子风扇与定子上的挡风环距离较近，需先在转子上方垂直放置百分表及其支架以测量转子抬升量（如图7 所示），再将一根转子悬挂吊带穿过励磁侧转子轴颈，用行车吊住转子悬挂吊带。用行车缓慢抬升转子，直至转子悬空，其间持续观察转子抬升测量百分表，转子抬升量应不大于2 mm，以避免转子风扇与挡风环产生碰磨。3.4顺次立面螺栓为了确保螺栓紧固顺序，用记号笔从水平线转子升量测量图7转子抬升量监测图Fig.7Monitoring of rotorlifting上方第一颗螺栓开始，逆时针标号汽机和励磁侧大端盖螺栓（196），如图8 所示。用力矩扳手（分3次40 0 Nm800Nm1200Nm）按照（1、48）、（2、47）（2 4、2 5）顺序依次回装两端大端盖的紧固螺栓，以确保端盖的受力均匀。上测2423222120130292827262550000036373840039104D9843440645546470480右侧左侧4989650051952493530P9254915556.908.8957.8858.87598.86_8462%.8382下测图8大端盖螺栓标号图Fig.8Labeling of large-end cap bolt3.5调整后错口测量待发电机上端盖回装后，用百分表和支架按照图3方式，在图4所示位置（共4处）测量汽轮发电机端盖错口量，具体数据见表2。对比表2 中调整前后的数据可见，调整后端盖的错口量完全满足不大于0.0 5mm的标准，且能有效消除发电机错口问题。702中国核电第16 卷第5期2023年10 月POWER表2端盖错口检查表Table2The check list of cap malpositionmm测量位置汽机端左侧汽机端右侧励磁端左侧错励磁端右侧标准合格判定调整前错口量0.250.350.250.250.05调整后错口量0.020.020.020.02是4发电机整体气密性检查验证待汽轮发电机整体安装完成，确认密封油系统正常运行后，对发电机整体气密性进行检查验证。联接气密性试验管线，调节好各阀门状态。先对汽轮发电机内部进行空气充压，待发电机内压力升高到50 kPa时，注人5.0 6.5kg氟利昂气体。随后，用氟利昂探测仪和检漏液检查发电机转子安装密封处，确认无气体泄漏。随后，继续增压，将汽轮发电机内压力升到额定工作压力414kPa，保压2 4h后，记录汽轮发电机在此压力下的各参数值，详见表3。表3客额定工作压力下发电机参数表Table3Parameters of the generator under the rated working pressure参数记录/计算值备注试验开始时发电机机内压力P1/kPa413.9610.1中时刻 0试验结束时发电机机内压力P2/kPa412.6010.1中时刻2 4试验开始时大气压力B1/kPa101.310.1中时刻0试验结束时大气压力B2/kPa101.610.1中时刻2 4试验开始时发电机机内气体温度T1/27.5110.1中时刻0试验结束时发电机机内气体温度T2/27.8610.1中时刻2 4发电机内充气容积V/m3100试验进行的时间t/h24根据空气消耗量计算公式：(P1+B)P2+B2273+2024L=XXVX273+T273+T,0.101325代人表3中的数据，算得空气消耗量：L=1.5956（m/d)。测量氢气侧密封油流量作为最终密封油流量Q1，取初始密封油流量和最终密封油的平均值Qp作为最终计算用密封油流量，记录密封油的各参数，详见表4。表4空密封油各项参数表Table4Parameters of the sealing oil项目记录/计算值初始密封油流量Q。/(1/min)1.375最终密封油流量Q1/(1/min)1.286平均密封油流量Qp/(l/min)1.330.5发电机机内压力P/MPa412.60密封油温度T/32密封油空气溶解率V。/%9.7根据空气溶解量计算公式：P+0.1QPPX60QH=24XXXVO0.11000代人表4中的值，算得空气溶解量：QH=0.92526（m/d)。最终，计算空气泄漏量=L一Q=1.5956一0.9526=0.6430（m/d），满足泄漏量小于1.0m/d的要求，气密性试验结束，试验合格。综上，此种错口调整方法有效解决了错口问题，保证了发电机的整体密封性。5结论本文针对汽轮发电机大端盖装配过程中易产生错口的因素人手，提出了错口的调整方法，优化了装配步骤和工艺，有效解决了错口问题，保证了汽轮发电机的整体密封性，确保了机组的安全稳定运行。同时，为其他同类型的错口问题提供了参考，也为后续检修方案的优化提供了思路。参考文献：1常冀.汽轮发电机故障实例与分析 M.北京：中国电力出版社，2 0 0 1.2汪庚.大型汽轮发电机设计、制造与运行 M.上海：上海科学出版社，2 0 0 0.3姚莹.汽轮机运行与检修10 0 0 问M.北京：中国电力出版社，2 0 0 5.4 JB/T 6 2 2 7.氢冷电机气密封性检验方法及评定M.北京：机械工业出版社，2 0 2 1.