AP1000核电站汽轮发电机本体设备安装施工工艺

发表时间:2020/6/29   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:高凯
[导读] 摘要:AP1000核电机组中的HN1251-5.38型核电汽轮机机组,四缸六排汽带、单轴是机组主要的构成元件,利用反动式凝汽式汽轮机,借助汽水分离再热器运行,其转速为1500r/min,考虑到AP1000核电机组对工业产生起到的作用,需要加大对机组的研究,以下将围绕汽轮机本体安装进行论述。
        (中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司  山东省济南市  250102)
        摘要:AP1000核电机组中的HN1251-5.38型核电汽轮机机组,四缸六排汽带、单轴是机组主要的构成元件,利用反动式凝汽式汽轮机,借助汽水分离再热器运行,其转速为1500r/min,考虑到AP1000核电机组对工业产生起到的作用,需要加大对机组的研究,以下将围绕汽轮机本体安装进行论述。
        关键词:AP1000核电机组;汽轮发电机;安装工艺
        由于AP1000核电机组为半速汽轮机,部件几何尺寸、重量均比常规汽轮机部件大得多,且汽轮机结构也与常规不同,这就使半速汽轮发电机的吊装和安装精度控制成为AP1000核电机组施工的难题。山东电力建设第一工程公司通过海阳核电一期1250MW机组2号机组的安装,形成一套高效的、切实可行的安装工艺。该工艺使前箱轴承座在无支撑垫的状况下进行安装作业,并且还应该通过TCCS检测技术,掌握汽轮机静止部件性能,与此同时还应该明确超长轴系核电机组轴系找中心安装流程,掌握施工工艺要点。汽轮机静止部件TCCS检测工艺、前轴承箱无支撑垫铁安装工艺、超长轴系核电机组轴系找中心工艺是安装的主要内容,加强这些方面的研究,对于我国第三代核电事业的发展有极大的帮助,提升AP1000核电机组本体安装工艺水平,从而提升核电站运行的安全性与可靠性。
        一、汽轮发电机安装工艺研究背景
        我国在最近十年中发展非常全面,不仅经济发展取得了令世界瞩目的成绩,在科学技术方面也非常迅速,在科学技术发展的背景下,我国核电事业发展非常迅速,与此同时AP1000核电机组因为具备安全性高的优势,所以成为核电市场的宠儿,AP1000由西屋公司研发,应用非能动压水反应堆核电技术,是当前最安全的商业核电技术。AP1000核电工艺,通流采用TCCS技术优化汽轮机轴系,同时在出厂之前,测定缸体状态,并且不需要大面积修改机组内部结构,只测量通流,AP1000核电工艺在世界核电市场依然居于最高水准。目前,国内在AP1000核电工艺时间尚短,只有江苏电建三公司、浙江火电等寥寥数家企业进行工艺技术的研究,以下将以山东电力建设第一工程公司对AP1000核电机组汽轮机安装工作进行浅析。
        二、AP1000核电机组汽轮机安装特征
        山东电力建设第一工程公司分析海阳核电一期1250MW机组2号机组内部结构,并结合机组内部结构,引入现代技术,制定高校便捷的安全技术,形成新的工艺安装方案,应用山东电力建设第一工程公司研发的高精度装配的钢结构固定结构,进行机组安装工作,与传统安装工作相比,采用新型工艺,利用高精度装配的钢结构固定结构,大幅度提升设备安装精度,并能在极大程度上防止地脚螺栓在设备安装期间滑动,提升工作效率。
        除此之外,研究AP1000核电机组汽轮机内部结构时,还根据机组内部结构,优化安装工艺,研制出汽轮发电机组转子联轴器中心找正盘动装置,该装置的出现可以解决以往安装过程中,多转子、多汽缸轴系找中运动不一致的弊端,无形之中降低了安装工作难度,还能在极大程度上缩减人力支出,加强机组安装过程中的成本管控力度,还能加快各工序作业速度,缩短施工周期,为企业从AP1000核电机组汽轮机项目中赢得经济效益。
        山东电力建设第一工程公司根据AP1000核电机组汽轮机,从安装角度研发设备安装工艺,可以凭借汽轮发电机组转子联轴器中心找正盘动装置、高精度装配的钢结构固定结构以及集合激光干涉测距技术、计算机及控制技术、TCCS系统,提升机组安装工作效率,解决主动转子带动从动转子旋转、多转子轴系找中运动不一致的问题,确保施工速度、安全管理、成本管理可以按照计划进行,这项新型工艺安装技术对大型核电机组半速汽轮发电机组本体设备安装、检修工作,有极大的帮助,可以降低安装与后期检修难度。
        三、工艺施工要点与流程
        (一)安装工艺
        新型AP1000核电机组汽轮机安装工艺,通过高精度装配的钢结构固定结构,固定地脚螺栓,确保机组各地脚螺栓安装位置保持在稳定的状态下,并使用单一螺栓加固机组,将汽轮发电机各地脚螺栓固定住,防止浇灌混凝土过程中,地脚螺栓移位。另外,汽轮发电机组转子联轴器中心找正盘动装置、高精度装配的钢结构固定结构、TCCS测量系统是安装工艺的要点,需要明确各装置使用范围,比如TCCS测量系统,测定汽轮机同流间隙,需要确保激光跟踪头、用户计算机、控制器、反射器、测量附件质量均符合规定要求,并且不存在损毁情况,从而才能在安装作业期间,利用TCCS测量系统测算目标空间位置。以下是新型汽轮发电机设备本体安装流程图。
 
        (二)操作要点
        地脚螺栓施工需要依次进行地脚螺栓模块化安装装置组合,安装地脚螺栓、套管组件,找正地脚螺栓,固定地脚螺栓,在完成以上工作之后,验收地脚螺栓工序作业情况即可。
        在汽轮发电机地脚螺栓模块化安装装置组合过程中,需要在楼板上和汽轮机基础布置立柱,当预埋件浇筑,需要快速安装立柱,汽轮发电机地脚螺栓模块化安装装置在纵向、横向主梁施工期间,均选择H型钢尺寸为588*300*12*20。另外,横向副梁选择H型钢390*300*10*16。待建筑专业将汽轮机基础底层钢筋绑扎完毕后,安装螺钉框架纵向主梁,与立柱顶部铁板焊接牢固后再安装横向主梁。
        地脚螺栓组合需要在地脚螺栓安装前明确施工顺序,需要在地脚螺栓与套管进行定位之前,先将地脚螺栓放入套管内,同时还要确保地脚螺栓与套管的同心度间的误差在合理范围内,在以上工作结束后,还需要调整完套管与螺栓顶部标高。除此之外,地脚螺栓安装找正应该保证定位环内径大于螺栓外径0.5mm,并利用高精度水准仪,调整螺母以及螺栓标高,了解螺母以及螺栓标高误差允许范围,将误差控制在1mm内,然后调整螺栓的纵横中心线偏差后,固定定位环与钢支撑点焊。
        在设备基础准备、清理过程中,还需要根据工艺要求进行检查工作,明确各阶段作业内容,并检查汽轮发电机纵横向中心线、基础各中心尺寸是否符合规定要求。除此之外,在设备安装工艺检查过程中,还需要依次进行开箱、清点、检查、验收按照图纸设计要求,检查设备型号、外观。借助汽轮发电机组转子联轴器中心找正盘动装置、高精度装配的钢结构固定结构以及TCCS系统,提升机组安装工作效率。
        参考文献
        [1]王立坤. 汽轮发电机端部电磁场与涡流损耗及其影响因素的研究[D].哈尔滨理工大学,2015.
        [2]哈文.“大型半速饱和蒸汽汽轮机、大型汽轮发电机等设备关键共性技术研究”课题通过预验收[N].中国能源报,2014-10-13(020).
        [3]周向群,吴建军,宋远齐.AP1000核电厂汽机基础结构选型的探讨[J].武汉大学学报(工学版),2010,43(S1):160-164.
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