朱金孝
中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东济南 250100
摘要：海阳核电#2常规岛汽轮机采用的是哈动-三菱重工联合设计、供货的额定功率为1250MW、1500r/min、单轴、中间汽水分离再热、四缸、六排汽、反动式凝汽式汽轮机。本文从高低压缸、轴承等主要汽轮机设备的技术特点和汽轮机的安装工艺对该汽轮机进行了介绍。
关键词：AP1000核电；汽轮机；高低压缸；施工工艺
引言
山东海阳核电厂一期工程机组采用世界最先进的第三代压水堆核电站AP1000设计，其常规岛汽轮机采用的是哈动-三菱重工联合设计的设计半速汽轮机。与全速汽轮机相比，半速汽轮机可以降低转动部件的应力，减少汽轮机的余速损失，降低汽轮机级间蒸汽泄漏量，增加轴系稳定性，降低厂房建设成本，将会成为未来核电的标准配备。但是由于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AP1000核电半速汽轮发电机的安装工艺与常规汽轮机有所不同。
1 汽轮机安装施工工艺流程
施工工艺流程见图1：
3 汽轮机发电机地脚螺栓安装
首先在楼板上和汽轮机基础布置立柱，待预埋件浇筑后进行立柱安装，汽轮发电机地脚螺栓模块化安装装置的布置如图2所示，其中纵向、横向主辅梁均采用H型钢制成。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。将地脚螺栓参照如图3形式组合安装。其中地脚螺栓上部螺母与定位钢支撑之间安装一定位环，定位环内径大于螺栓外径0.5mm。连接完成后分时间段进行测量，复测三次测量数据一致后将钢支撑焊接牢固，并将螺母点焊。
4 台板安装
根据图纸布置各垫板和可调垫铁，在垫板四周焊接三个M8六角螺母，穿上M8螺栓，将各圆形垫板就位。通过旋转螺栓调整垫板标高及水平度。垫板标高需考虑轴系扬度。低压缸两侧台板的可调垫铁根据低压缸台板定位后进行标高调整。各轴承座的可调垫铁需严格按照图纸设计的角度位置放置，标高需在轴承座台板就位前调整好，各调整垫铁需考虑轴系抬高量，各轴承座调整垫铁轴系抬高量参照其横向附近的地脚螺栓的轴系抬高量。
台板位置就位好调整好水平定位及标高，台板水平定位偏差±1mm，横向水平度小于0.25/1000。安装螺栓千斤顶，初步拧紧地脚螺栓，完成台板就位工作。
3 轴承座和汽缸
3.1 技术特点
高压缸爪支撑，外缸材料为碳钢，在水平中分面处形成下半和上半。高压外缸由四个猫爪支撑，猫爪铸在下半缸上部，这样支撑点与水平中心线尽可能靠近。高压缸猫爪通过键支撑在轴承箱上，在轴承箱上自由滑动。低压缸猫爪支撑在低压轴承箱下半上，可在轴承箱上以同样的方式自由滑动。汽缸下半通过H型中心梁与相邻的轴承箱连接，可保持汽缸正确的轴向和横向定位。每个轴承箱都可以在基架上轴向自由滑动，但是位于纵向中心线的轴向定位键将其限制其横向运动。外缸通过猫爪从轴承箱上任何抬高的趋势将受到螺栓的限制，螺帽下方以及螺栓周围的间隙允许外缸猫爪随温度的变化而自由移动。
每个低压缸只有一个低压内缸，内缸采用上下半结构，进汽口位于内缸上半中部，低压4级回热的抽汽口布置在下半。汽缸由下半4个撑脚水平支撑在基础上，所以内缸的重量直接由基础来承担，与传统的低压内缸落在外缸上的结构相比具有如下优点:
1）低压内缸中的静子部件不受外缸变形的影响 ；
2）转子和汽缸在各种工况下如，真空变化、低压喷水低负荷运行等都保持完美的同心度，因为外缸的变形不影响它们的位置；
3）能保证运行时动静间隙与安装时动静值的差值尽可能小，在保证通流效率的同时，又可将因转子和静子零件接触而产生摩擦振动的危险降到最小。
3.2 轴承座和汽缸安装
3.2.1轴承座安装
1）清理各轴承座底部的防锈剂，并用油石去除毛刺，清理台板表面和键槽。清理检查轴承座内油管道，将前轴承箱内部调速部件及各轴承箱内部油管路拆除放好。拆除前箱内的调速部套并妥善保管。前轴承箱就位前预先安装其底部套装油管道。
2）利用主厂房行车将各轴承座按照图纸要求就位在对应的基础台板上，就位过程要缓慢，防止损伤设备。
3）以#2低压缸横向中心线为基准，定位#1～#8轴承中心线间距，使用千斤顶调整轴承座，使各轴承中心线达到设计值。
4）使用高精度水准仪测量各轴承座中分面标高，预先考虑轴系扬度。通过调整其台板上顶丝使其标高达到设计要求。
5）从#1轴承座中心线到#8轴承座中心线架设轴系对中测量仪测量各轴承座中心，测量点在各轴承座上的油挡洼窝处，使用内径千分尺测量调整水平方向。测量各轴承座中分面的纵、横向水平，纵向水平与转子扬度一致。
6）调整完成后，临时紧固轴承座四角与台板连接的螺栓和预埋地脚螺栓，固定轴承座，防止轴承座在汽缸安装过程移动。前箱角销加垫片压紧。
3.2.2 汽缸安装
1）低压缸安装
清理、检查低压外缸底部支撑面、台板表面、低压外缸各垂直段结合面及结合面螺栓孔，接触面需光滑，无锈蚀、污垢，防腐涂层应全部清理干净。将低压外缸下半按照先两端再中间的顺序依次就位与相应台板上。台板与低压缸接触面上涂抹molinoc 油脂。
用螺栓将各段外缸拉近，紧固1/3垂直中分面的螺栓，检查并记录垂直法兰面间隙。以基础中心线位置为基准测量定位#2低压缸。使用高精度水准仪测量低压外下缸标高，通过调整台板底部顶丝及调整垫铁来调整缸体标高，需考虑轴系扬度。将下缸中段吊出，在各段垂直中分面上涂抹亚麻仁油，再将中段放至台板上。复测低压外下缸中心及扬度。最终把紧垂直中分面所有螺栓、螺母，装入偏心定位销。按照同样的方法，将#1、#3低压外下缸拼装就位。
按照下缸装配的方法分别对#2、#1、#3上半缸进行装配检查。低压外上缸组合后把紧1/3汽缸水平中分面螺栓，测量并记录汽缸水平中分面间隙。外上缸试装配检查全部合格后，在各垂直法兰面涂上亚麻仁油，把紧上缸垂直中分面所有螺栓、螺母，点焊所有垂直法兰面的螺栓及偏心套筒。
2）高压缸安装
在基座上安装中心梁，安装完成后对螺栓临时紧固，并将高压缸基座收回至高压缸侧。根据图纸，确定高压缸基座间的间隙。然后将临时衬板从高压缸基座抽出,在基座收回至高压缸侧后，再将衬板插入。在接触面涂抹molinoc 油脂，并扣缸。确保衬板与缸体之间没有间隙。测量厚度，并记录衬垫及缸体支撑栓销的测量值。安装缸体支撑螺栓并进行紧固。
4 轴承和汽轮机转子
4.1 轴承和汽轮机转子安装
4.2.1 轴承安装
解体轴承并进行清理，确保设备无锈蚀、毛刺；对轴瓦进行超声检查；确认轴承座及轴瓦内油通道畅通无杂物，注意保护好瓦面。将轴瓦装入瓦枕，检查轴瓦与瓦枕间隙。将瓦枕吊入轴承座内，记录垂直调整垫片及水平调整垫片的数量及厚度。
当轴瓦需在垂直方向移动 a 值时，则下部垫块内垫片加或减 a 值时，两侧垫片应相应加或减的值 b=±acosβ，即轴瓦两侧的垫片相应增加或减少 b。当轴瓦需在左右方向移动 c 值时，则下部垫块不动，两侧垫片变更值 d=±csinβ，即轴瓦一侧的垫片应减少d，另一侧应增加d。当轴瓦需要同时作横向和上下移动时，则垫片的变更为式 b=±acosβ和式d==±csinβ计算结果的叠加。
4.2.1 转子检查安装
1）转子检查：使用厂供的转子起吊工具起吊转子，起吊时必须保证转子的水平，用水平尺测量两端转子轴颈处，两端的扬度数值应相同，且方向相反。用煤油将转子各部分清理干净，通流部分应无油脂，汽封、轴颈、推力盘、各联轴器等部件应无锈污或油漆。清理对轮轴承孔及螺栓，并涂用Molykoto 油脂。检查转子靠背轮、轴颈、叶轮上的平衡块等内容符合规范要求。
在转子对轮上插入盘车专用工具，在盘车专用工具上套上吊带，吊带绕转子一圈，使用行车拉升吊带盘动转子，架设百分表进行转子晃动、瓢偏检查。
2）转子安装和联轴器初找中心
将各转子吊装就位，以#2低压转子为准，进行轴系找中，分别调整#3、#1低压转子，以#1低压转子为准，调整高压转子。转子通过调整各轴承座标高、扬度及水平位置来调整转子对轮中心。
5结束语
半速汽轮机排汽损失小，热效率高，安全可靠性高，其经济性和防水蚀性能也优于全速汽轮机，而且随着核电单机功率的不断增大，半速汽轮机将成为核电汽轮机的必然选择。
本文对与最新的第三代核电AP1000核电技术相匹配的半转速汽轮机的技术特点和安装工艺进行了简要的介绍，为核电常规岛汽轮机的安装提供了技术参考。
参考文献：
[1] 谭宗立，杨晓辉.哈汽—三菱重工AP1000核电汽轮机[J].汽轮机技术，2011.3
[2] 王 虎，张伟宏，张 强，李少华。全速和半速核电厂汽轮机性能比较，核动力工程，2010.10
[3] 冷文达。核电半速汽轮机安装探讨，SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION，2010.10
作者简介：
朱金孝（1987），本科，中级工程师。主要从事核电和火电安装施工技术管理工作。