CN103802028A - 核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备及方法，该清洁设备包括高速气流供应装置、与所述高速气流供应装置相连的喷丸机以及与所述喷丸机相连的喷枪，所述高速气流供应装置用于提供高速气流；所述喷丸机用于提供玻璃丸，并将所述玻璃丸与所述高速气流混合；所述喷枪用于将带有所述玻璃丸的所述高速气流喷出至所述轮槽表面，以清洁所述轮槽表面。

Description

核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法及设备

技术领域

本发明涉及百万千瓦级先进压水堆核电站关键技术，特别涉及一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法及设备。

背景技术

核电站是利用核燃料的核裂变反应所释放的核能来发电，而火电站则是利用化石燃料的燃烧所释放出的化学能来发电。核能要比化学能大得多，所以核电站所消耗的核燃料比同样功率的火电厂所消耗的化石燃料要少得多。例如，一座百万千瓦级的煤电厂每年要消耗约300万吨原煤，而一座同样功率的核电站每年仅需补充约30吨核燃料，后者仅为前者的十万分之一。

核电站领域应用的汽轮机通常包括汽缸、转子等部件，其中，汽轮机低压转子包括5级叶轮，并经机械加工在叶轮外缘上加工出圆周槽，槽的曲线与动叶片叶根的曲线相吻合，以便安装叶片。其中，l~3级动叶片为2叉型叶根，4级动叶片为3叉型叶根，安装叶片时径向插入到叶轮外缘内，轴向通过叶轮外缘和叶根钻孔打入销钉固定。第5级（末级）动叶片为枞树型叶根，其叶片安装是由轴向进入枞树型叶根轮槽中，再装入止动块用于固定。

l~4级动叶片顶部覆盖有围带（结构与高压缸动叶片围带相似）以增加机械强度和提高叶片振动频率，同时防止级间漏汽。第5级动叶片不装围带，叶片顶尖削薄，在靠近叶片尖顶处装有拉筋，在每一叶片与相邻叶片之间各装一根拉筋，最终整个叶片形成一个拉环结构。这样使长叶片在高速转动时产生的扭转力正好与拉筋的预应力相平衡。因第5级叶片工作在湿蒸汽区，为防止水滴对叶片的侵蚀，在叶片顶部进汽边背面镶焊一层硬质合金片。第5级叶片高度一般为945mm。

由于相关技术中的核电站汽轮机动叶片的叶根存在出现裂纹的缺陷，这种缺陷严重威胁着机组的安全和稳定运行，甚至容易出现设备损坏的重大事故。为了确保避免这种风险，需要对低压末级动叶片进行定期的拆卸检查。

汽轮机转子轮槽是非常复杂的空间结构，也是汽轮机最重要的安全关键部位，轮槽的工作状态直接影响到机组的安全性和可靠性，在轮槽检查之前必须对其进行有效清洁以清除表面氧化和腐蚀沉积物、消除轮槽表面毛细裂纹。由于该项工艺复杂，对轮槽表面粗糙度、清洁度要求都很高，如何快速、便捷地对轮槽表面进行清洁显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对相关技术中的不足，提供一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法及设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备，包括高速气流供应装置、与所述高速气流供应装置相连的喷丸机以及与所述喷丸机相连的喷枪，所述高速气流供应装置用于提供高速气流；所述喷丸机用于提供玻璃丸，并将所述玻璃丸与所述高速气流混合；所述喷枪用于将带有所述玻璃丸的所述高速气流喷出至所述轮槽表面，以清洁所述轮槽表面。

优选地，所述清洁设备还包括喷丸棚，用于为所述轮槽建立相对密闭的喷丸空间。

优选地，所述高速气流供应装置包括压缩空气气源、气液分离器、压力调节阀、喷丸机供气压力调节阀以及卸压罐；所述气液分离器与所述压缩空气气源相连，用于将所述压缩空气气源提供的压缩空气进行油滴和/或水分的分离；所述压力调节阀与所述气液分离器相连，用于对气液分离后的压缩空气进行压力调节；所述喷丸机供气压力调节阀与所述压力调节阀的第一路气管相连，用于调节进入所述喷丸机内的压缩空气压力；所述卸压罐与所述喷丸机供气压力调节阀相连，用于对压缩空气进行二次调压；所述喷丸机与所述述卸压罐。

优选地，所述压缩空气气源的压缩空气的供气量大于等于6米3/分钟。

优选地，所述喷丸机包括抽砂阀，所述抽砂阀与所述卸压罐连接。

优选地，所述清洁设备还包括喷丸服供气压力调节阀以及喷丸服，所述喷丸服供气压力调节阀与所述压力调节阀的另一路气管连接，用于为所述喷丸服提供正压。

优选地，所述喷枪包括喷嘴，所述喷嘴包括述喷杆部以及形成于所述喷杆部末端处侧壁上的喷口，所述喷口的朝向与所述喷杆部之间的夹角为钝角。

优选地，所述夹角为135度。

优选地，所述喷枪包括喷嘴，所述喷嘴包括述喷杆部以及形成于所述喷杆部末端处侧壁上的喷口，所述喷口的朝向与所述喷杆部之间的夹角为锐角。

优选地，所述夹角为45度。

优选地，所述清洁设备还包括集尘器，所述集尘器连接到所述喷丸棚内，在所述喷丸棚内建立负压，以将所述喷丸棚内喷丸时产生的悬浮粉尘和雾沫收集后排出。

优选地，所述玻璃丸的直径为45-90微米，所述喷枪的喷射压力为0.6-0.8Mpa。

提供一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法，其特征在于，包括如下步骤：提供喷丸设备将玻璃丸喷射于所述轮槽的表面，以借由所述玻璃丸与所述轮槽的表面的撞击实现清洁的目的。

优选地，所述喷丸设备的喷枪的喷射压力为0.6-0.8Mpa，所述玻璃丸的直径为45-90微米。

优选地，所述清洁方法包括采用第一喷嘴将所述玻璃丸喷射到所述轮槽朝向槽口的表面上的步骤。

优选地，所述清洁方法包括采用第二喷嘴将所述玻璃丸喷射到所述轮槽背向槽口的表面上的步骤。

本发明的有益效果是：采用玻璃丸喷丸工艺将玻璃丸喷射到轮槽，可以令到轮槽的清洁更加方便快捷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明一些实施例中的核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备的使用状态参考图；

图2为图1所示电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备的原理方框图；

图3为图1所示电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备的第一喷嘴的剖面结构示意图；

图4为图3所示第一喷嘴的使用状态参考图；

图5为图1所示电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备的第二喷嘴的剖面结构示意图；

图6为图5所示第二喷嘴的使用状态参考图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明一些实施例中的核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备1可用于核电站汽轮机的低压转子200的轮槽201的清洁，该轮槽201可为枞树型叶根轮槽，可以理解地，其也可以是其他形式的轮槽。

如图所示，低压转子200可被两个支撑台300支撑于地面上，该可清洁设备1可包括高速气流供应装置10、与高速气流供应装置10相连的喷丸机20、与喷丸机20相连的喷枪30以及封盖在低压转子200的轮槽201对应的位置上的喷丸棚40。高速气流供应装置10用于提供高速气流，喷丸机20用于提供玻璃丸，并将玻璃丸与高速气流混合，玻璃丸的直径在一些实施例中可为45-90微米；喷枪30用于将带有玻璃丸的高速气流喷出，喷枪30的喷射压力在一些实施例中可为0.6-0.8MPa。喷丸棚40用于为低压转子200的轮槽201建立相对密闭的喷丸空间，其大小与轮槽201对应区域相适配，并可供操作人员进入其内对轮槽201进行喷丸清洁作业。高速气流供应装置10、喷丸机20以及喷枪30便构成一个喷丸设备。

如图2所示，高速气流供应装置10在一些实施例中可包括压缩空气气源11、气液分离器12、压力调节阀13、喷丸机供气压力调节阀14以及卸压罐15。压缩空气气源11的供气量在一些实施例中大于等于6米³/分钟，气液分离器12与压缩空气气源11相连，用于将压缩空气气源11提供的压缩空气进行油滴和/或水分的分离。压力调节阀13与气液分离器12相连，用于对气液分离后的压缩空气进行压力调节。喷丸机供气压力调节阀14与压力调节阀13的第一路气管相连，用于调节进入喷丸机20内的压缩空气压力。卸压罐15与喷丸机供气压力调节阀14相连，用于对压缩空气进行二次调压；卸压罐15还与喷丸机20的抽砂阀21相连，喷丸机20的玻璃丸进砂量可以通过该抽砂阀21进行调节。

在一些实施例中，清洁设备1还可包括喷丸服50以及喷丸服供气压力调节阀60。喷丸服50可供操作人员穿戴，喷丸服供气压力调节阀60与压力调节阀13的另一路气管连接，用于为喷丸服50提供正压，以免玻璃丸被操作人员吸入到身体中。喷枪30在一些实施例中可包括两个不同的喷嘴31a和喷嘴32b，以分别清洁轮槽201表面的不同区域。

在一些实施例中，清洁设备1还可包括集尘器70，集尘器70连接到喷丸棚40内，在喷丸棚40内建立负压，用于将喷丸棚40内喷丸时产生的悬浮粉尘和雾沫收集后排出，而让绝大部分的废玻璃丸仍然保持在喷丸棚40内，便于完工后清理场地。

如图3所示，喷嘴31a在一些实施例中可包括连接部311a以及喷杆部312a，连接部311a以及喷杆部312a均可为中空的圆柱状或方柱状，其中空的通道用于供高速的玻璃丸穿过。连接部311a用于与喷枪30的喷枪主体相连接，具体可采用螺纹连接或卡接等。喷嘴31a还包括喷口310a，该喷口310a倾斜设置于喷杆部312a的靠近末端处的侧壁上，且该喷口310a朝向与喷杆部312a的夹角为135度，使得玻璃丸的喷出方向与喷杆部312a呈145度夹角。一同参阅图4，由于喷嘴31a的该特性，利用喷嘴31a喷出的玻璃丸非常适合于清洁轮槽201朝向槽口的表面上（如图中箭头A所示）。可以理解地，喷口310a的朝向与喷杆部312a的夹角并不局限于135度，其可以是其他适合的钝角。

如图5所示，喷嘴31b在一些实施例中可包括连接部311b以及喷杆部312b，连接部311b以及喷杆部312b均可为中空的圆柱状或方柱状，其中空的通道用于供高速的玻璃丸穿过。连接部311b用于与喷枪30的喷枪主体相连接，具体可采用螺纹连接或卡接等。喷嘴31b还包括喷口310b，该喷口310b倾斜设置于喷杆部312b的靠近末端处的侧壁上，且该喷口310b朝向与喷杆部312b的夹角为45度，使得玻璃丸的喷出方向与喷杆部312b呈45度夹角。一同参阅图6，由于喷嘴31b的该特性，利用喷嘴31b喷出的玻璃丸非常适合于清洁轮槽201背向槽口的表面上（如图中箭头B所示）。可以理解地，喷口310b的朝向与喷杆部312b夹角并不局限于45度，其可以是其他适合的锐角。

本发明还提供一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法，该清洁方法包括如下步骤：

步骤S1：将汽轮机低压转子200架设在两个间隔设置的支撑台300上；

步骤S2：将喷丸棚40罩设于汽轮机低压转子200的轮槽201所对应的区域上；

步骤S3：开启集尘器70，以在喷丸棚40形成负压；

步骤S4：操作人员穿着喷丸服50，进入喷丸棚40；

步骤S5：打开压缩空气气源11的阀门，调节压缩空气气压至0.6-0.8MPa；

步骤S6：操作人员开启喷嘴31a，对逐个轮槽201面向槽口的表面进行喷丸；当一个轮槽201面向槽口的表面清洁完毕后，盘动转子，继续喷丸清理其它轮槽；

步骤S7：操作人员开启喷嘴31b，对轮槽201背向槽口的表面进行喷丸处理；具体步骤与步骤S6类似；

步骤S8：使用小反光镜进行轮槽201目视检查，如果有残留污垢继续清理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁设备，其特征在于，包括高速气流供应装置、与所述高速气流供应装置相连的喷丸机以及与所述喷丸机相连的喷枪，所述高速气流供应装置用于提供高速气流；所述喷丸机用于提供玻璃丸，并将所述玻璃丸与所述高速气流混合；所述喷枪用于将带有所述玻璃丸的所述高速气流喷出至所述轮槽表面，以清洁所述轮槽表面。

2.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述清洁设备还包括喷丸棚，用于为所述轮槽建立相对密闭的喷丸空间。

3.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述高速气流供应装置包括压缩空气气源、气液分离器、压力调节阀、喷丸机供气压力调节阀以及卸压罐；所述气液分离器与所述压缩空气气源相连，用于将所述压缩空气气源提供的压缩空气进行油滴和/或水分的分离；所述压力调节阀与所述气液分离器相连，用于对气液分离后的压缩空气进行压力调节；所述喷丸机供气压力调节阀与所述压力调节阀的第一路气管相连，用于调节进入所述喷丸机内的压缩空气压力；所述卸压罐与所述喷丸机供气压力调节阀相连，用于对压缩空气进行二次调压；所述喷丸机与所述述卸压罐。

4.根据权利要求3所述的清洁设备，其特征在于，所述压缩空气气源的压缩空气的供气量大于等于6米³/分钟。

5.根据权利要求3所述的清洁设备，其特征在于，所述喷丸机包括抽砂阀，所述抽砂阀与所述卸压罐连接。

6.根据权利要求3所述的清洁设备，其特征在于，所述清洁设备还包括喷丸服供气压力调节阀以及喷丸服，所述喷丸服供气压力调节阀与所述压力调节阀的另一路气管连接，用于为所述喷丸服提供正压。

7.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述喷枪包括喷嘴，所述喷嘴包括述喷杆部以及形成于所述喷杆部末端处侧壁上的喷口，所述喷口的朝向与所述喷杆部之间的夹角为钝角。

8.根据权利要求7所述的清洁设备，其特征在于，所述夹角为135度。

9.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述喷枪包括喷嘴，所述喷嘴包括述喷杆部以及形成于所述喷杆部末端处侧壁上的喷口，所述喷口的朝向与所述喷杆部之间的夹角为锐角。

10.根据权利要求8所述的清洁设备，其特征在于，所述夹角为45度。

11.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述清洁设备还包括集尘器，所述集尘器连接到所述喷丸棚内，在所述喷丸棚内建立负压，以将所述喷丸棚内喷丸时产生的悬浮粉尘和雾沫收集后排出。

12.根据权利要求1-10任一项所述的清洁设备，其特征在于，所述玻璃丸的直径为45-90微米，所述喷枪的喷射压力为0.6-0.8Mpa。

13.一种核电站汽轮机低压转子轮槽的清洁方法，其特征在于，包括如下步骤：提供喷丸设备将玻璃丸喷射于所述轮槽的表面，以借由所述玻璃丸与所述轮槽的表面的撞击实现清洁的目的。

14.根据权利要求13所述的清洁方法，其特征在于，所述喷丸设备的喷枪的喷射压力为0.6-0.8Mpa，所述玻璃丸的直径为45-90微米。

15.根据权利要求13或14所述的清洁方法，其特征在于，所述清洁方法包括采用第一喷嘴将所述玻璃丸喷射到所述轮槽朝向槽口的表面上。

16.根据权利要求13或14所述的清洁方法，其特征在于，所述清洁方法包括采用第二喷嘴将所述玻璃丸喷射到所述轮槽背向槽口的表面上。

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