CN105136458B - 核电厂汽轮机轴承平行度调整方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电厂汽轮机轴承平行度调整方法及设备。该平行度调整方法包括步骤：S1.单独调整轴承座和调整装置的尺寸；S2.将底部调整板与调整装置把合，整体放置在轴承座上并通过横向微量移动进行研磨以保证底部调整板接触面积满足要求；S3.将侧部调整板与调整装置把合，就位调整装置；S4.放入轴承本体；S5.吊进转子；S6.将压紧装置扣合在调整装置上；S7.测量轴承的平行度；若满足要求，则调整结束；若不满足要求，则计算出平行度偏差值，转步骤S8；S8.根据平行度偏差值计算底部调整板的表面加工量以调整其表面斜率，重复上述步骤S2‑S7。该平行度调整方法具有平行度调整量可控、调整精确度高、调整作业量低、工期短的优点。

Description

核电厂汽轮机轴承平行度调整方法和设备

技术领域

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种核电厂汽轮机轴承平衡度调整方法和设备。

背景技术

在核电厂汽轮机安装过程中，由于汽轮机可倾支撑轴的轴向调整量非常小，轴承与转子的平行度调整成为汽轮机安装关键工序，对汽轮机安装质量和工期有着巨大的影响。如果平行度不符合要求，会发生磨瓦、轴承温度超标和回油温度超标等事故，进而存在核电厂跳机、跳堆的风险。

在现有核电厂汽轮机安装过程中，轴承与转子平行度的调整是通过以下步骤来实现的：

S1.将底部调整板与调整装置把合，整体放置在轴承座相应位置上进行初研以保证底部调整板接触面积75％；

2)将侧部调整板与调整装置把合，就位调整装置；

3)放入轴承本体；

4)吊进转子，测量轴承的平行度；

5)如果平行度数值超标，则拆卸后再次进行序号2-4步骤直至平行度合格。

以上实现平行度调整的方法具有随机性，平行度的调整并不受控。在调整过程中不能够通过控制某个或某些参数来有针对性地调整平行度，以至于在实际调整过程中需要反复调整很多次才可能使平行度勉强符合要求。因此，现有平行度调整方法导致施工和吊装作业强度增大，工期延长；而且存在部分平行度数据超标的风险，降低核电厂安全性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对现有汽轮机轴承平行度调整随机性大、不可控的缺陷，提供一种通过控制底部调整板表面倾斜度来精确调整轴承平行度的方法和设备。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，包括以下步骤：

S1.单独调整轴承座和调整装置的尺寸；

S2.将底部调整板与调整装置把合，整体放置在轴承座上并通过横向微量移动进行研磨以保证底部调整板接触面积满足要求；

S3.将侧部调整板与调整装置把合，就位调整装置；

S4.放入轴承本体；

S5.吊进转子；

S6.将压紧装置扣合在调整装置上；

S7.测量轴承的平行度；若满足要求，则调整结束；若不满足要求，则转步骤S8；

S8.计算出平行度偏差值，根据平行度偏差值计算底部调整板的表面加工量以调整其表面斜率，重复上述步骤S2-S7。

优选地，所述步骤S1包括以下步骤：

S11.测量并调整轴承座的两个与侧部调整板相接触的平面之间的横向尺寸；

S12.测量并调整轴承座与底部调整板相接触的平面的横向水平度和扬度；

S13.测量并调整调整装置与侧部调整板配合的位置的宽度。

优选地，所述底部调整板的表面加工量与平行度变化值成线性关系。

优选地，对于直径为630mm的转子，底部调整板的表面加工量与平行度的变化值可表示为：

Za＝-0.301x；Zb＝0.615x；Zc＝1.194x；

其中x表示在汽轮机侧或发电机侧，底部调节板的单侧加工高度；按照该加工高度，底部调节板的表面被加工成一个固定斜率的斜面；在轴承本体上，存在三个平行度测量点A、B和C；Za表示对底部调整板表面加工后，测量点A的平行度变化值；Zb表示对底部调整板表面加工后，测量点B的平行度变化值；Zc表示对底部调整板表面加工后，测量点C的平行度变化值。

优选地，对于直径为750mm的转子，底部调整板的表面加工量与平行度的变化值可表示为：

Za＝-0.273x；Zb＝0.605x；Zc＝1.174x；

其中x表示在汽轮机侧或发电机侧，底部调节板的单侧加工高度；按照该加工高度，底部调节板的表面被加工成一个固定斜率的斜面；在轴承本体上，存在三个平行度测量点A、B和C；Za表示对底部调整板表面加工后，测量点A的平行度变化值；Zb表示对底部调整板表面加工后，测量点B的平行度变化值；Zc表示对底部调整板表面加工后，测量点C的平行度变化值。

优选地，所述步骤S5还包括：在转子即将落入轴承本体前，使用铜棒轻敲，以使调整装置、轴承座和轴承本体在同一侧。

优选地，所述步骤S3还包括：在侧部调整板与调整装置之间加入调整垫片。

优选地，在所述步骤S3和S4之间还包括以下步骤：

S9.将压紧装置扣合在调整装置上形成压紧调整装置，测量压紧调整装置的内径；若不符合要求，则在侧部调整板与调整装置之间加入调整垫片以调整压紧调整装置的内径，然后拆除压紧装置。

优选地，所述步骤S4还包括：测量轴承本体外径，若不符合要求则更换新的轴承本体。

相应地，本发明还提供了一种核电厂汽轮机轴承平行度调整设备，包括轴承座、调整装置、底部调整板、侧部调整板、轴承本体、转子和压紧装置；所述平行度调整设备通过上面所述的汽轮机轴承平行度调整方法调整汽轮机轴承平行度。

优选地，所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整设备还包括调整垫片；所述调整垫片被插入在侧部调整板与调整装置之间。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过本发明提供的调整方法，可实现精确控制平行度调整量。从而，本发明的调整方法通过极少的调整次数就可完成平行度的调整，使得汽轮机平行度调整由现有的随机性调整变成了完全可控的调整，调整精度高，作业量少，消除了汽轮机安装质量风险，提高了安全性。另外，平行度调整量的精确控制是通过调整底部调整板的表面斜率来实现的。由于底部调整板的表面斜率的加工简单易行，因此本发明大大降低了平行度调整难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的汽轮机轴承平行度调整方法流程图；

图2A是本发明提供的轴承座纵向剖面结构示意图；

图2B是图2A中的轴承座的俯视结构示意图；

图2C是图2A所示的轴承座与底部调整板相接触的平面的俯视结构示意图；

图3A是本发明提供的调整装置侧面结构示意图；

图3B是图3A所示的调整装置俯视结构示意图；

图4是本发明提供的汽轮机轴承局部结构放大图；

图5A是本发明提供的轴承本体纵向剖面结构示意图；

图5B是图5A所示的轴承的横向剖面结构示意图；

图6A是本发明提供的压紧装置和调整装置扣合后的结构纵向剖面示意图；

图6B是图6A所示的压紧装置和调整装置扣合后的结构横向剖面示意图；

图7是本发明提供的汽轮机轴承平行度调整设备结构示意图；

图8A是本发明提供的底部调整板俯视结构示意图；

图8B是图8A所示的底部调整板的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明提供的第一实施例汽轮机轴承平行度调整方法流程图。如图1所示，本发明提供的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法包括以下步骤：

S1.单独调整轴承座和调整装置的尺寸；

S2.将底部调整板与调整装置把合，整体放置在轴承座上并通过横向微量移动进行研磨以保证底部调整板接触面积满足要求；

S3.将侧部调整板与调整装置把合，就位调整装置；

S4.放入轴承本体；

S5.吊进转子；

S6.将压紧装置扣合在调整装置上；

S7.测量轴承的平行度；若满足要求，则调整结束；若不满足要求，则转步骤S8；

S8.计算出平行度偏差值，根据平行度偏差值计算底部调整板的表面加工量以调整其表面斜率，重复上述步骤S2-S7。

根据上述调整方法调整后的结构的纵向剖视图如图7所示。轴承包括压紧装置2、侧部调整板3、轴承座4、调整装置5、底部调整板6和轴承本体。轴承本体包括轴承支撑环7、底部支撑瓦块8、上部支撑瓦块9和水平瓦块10。如图7所示，调整完成后，底部调整板6置于轴承座4的底部调整板安装面上，调整装置5放置在底部调整板6上并内置于轴承座4内。压紧装置2扣在调整装置5和轴承底座4的端面上，压紧装置2与调整装置5的内部形成第一中空结构，该第一中空结构的纵向剖面为圆形。底部支撑瓦块8、上部支撑瓦块9和水平瓦块10连接在轴承支撑环7上。轴承支撑环7放置在调整装置5与压紧装置2形成的第一中空结构内。转子11内置于底部支撑瓦块8、上部支撑瓦块9和水平瓦块10形成的第二中空结构内，该第二中空结构的纵向剖面同样是圆形。侧部调整板3位于调整装置5和轴承座4之间，并置于轴承座4的侧部调整板安装面上。轴承座4上与压紧装置2相接触的平面F1为水平中分面，将第一中空结构平均分成上下两部分，上部分为压紧装置2的内腔，下部分为调整装置5的内腔。

实施本发明提供的调整方法，可实现精确控制平行度调整量。从而，本发明的调整方法通过极少的调整次数，通常为两次，就可完成平行度的调整，使得汽轮机平行度调整由现有的随机性调整变成了完全可控的调整，调整精度高，作业量少，消除了汽轮机安装质量风险，提高了安全性。

在本发明提供的优选实施例中，上述步骤S1还包括以下步骤：

S11.测量并调整轴承座的两个与侧部调整板相接触的平面之间的横向尺寸；

如图2A所示，轴承座4与侧部调整板相接触的两个面分别为平面F2和F3。轴承座4纵向的两个相对侧面分别为发电机侧(即靠近发电机)和汽轮机侧。在步骤S11中，需要分别在发电机侧和汽轮机侧测量平面F2和F3之间的横向尺寸。而且，在发电机侧和汽轮机侧，要同时测量两个纵向尺寸a1和a2，其中，a1为平面F2和F3的顶部横向距离，a2为平面F2和F3的底部横向距离。如果这4个数据(即发电机侧a1、a2和汽轮机侧a1、a2)之间的最大偏差值不超过要求值，如0.02mm，则继续下一步骤。如果偏差超过了要求值，那么就需要现场调整，比如现场研磨，以使其符合要求。

S12.测量并调整轴承座与底部调整板相接触的平面的横向水平度和扬度；

图2A和2B分别示出了轴承座4的侧面示意图和俯视示意图。如图2A所示，轴承座4的内部是一个半圆，底部调整板6的中心位于半圆的最低点。轴承座4与底部调整板6接触位置是一个平面F4。该平面F4的俯视示意图如图2B所示。在步骤S12中，需要测量该平面F4的横向水平度和扬度，以确保底部调整板6的横向水平度和扬度与转子的基本一致。其中，如图2C所示，扬度是指平面F4从发电机侧到汽轮机侧的倾斜度，横向水平度是指在与扬度垂直的方向上平面F4的倾斜度。如果平面F4的横向水平度和扬度不满足要求，那么就需要现场处理，比如现场研磨等。

S13.测量并调整调整装置与侧部调整板配合的位置的宽度。

图3A和3B分别示出了调整装置5的侧面和俯视示意图。在步骤S13中，需要分别测量发电机侧和汽轮机侧调整装置5与侧部调整板配合的位置的宽度。具体测量点为如图3B所示的测量点E1、E2、E3和E4。如果这四个测量点的宽度偏差满足要求值，如0.02mm以内，则符合要求。如果不满足要求值，则需要进行现场处理，如现场研磨等。

在步骤S2中，优选保证底部调整板6接触面积75％。

在本发明的优选实施例中，如图4所示，步骤S3还包括在侧部调整板3与调整装置5之间加入调整垫片12。通过加入调整垫片12，就可以控制侧部调整板3与轴承座4平面F2之间的间隙G1，从而保证该间隙满足设计要求。

在本发明的优选实施例中，如图5A和5B所示，汽轮机轴承本体包括轴承支撑环7、底部支撑瓦块8、上部压紧瓦块9和水平瓦块10。同时，图中还示出了插入到轴承本体内部的转子11。步骤S4还包括同时在汽轮机侧和发电机侧测量轴承本体外径d1和d2，以确保d1和d2的偏差在要求值以内，如0.02mm以内。如果轴承本体外径d1和d2不符合要求，则更换新的轴承本体直至符合要求为止。然而，轴承本体外径的测量通常以生产厂家的出差检测报告以及核电厂的进货检验为主。经过这两部检验的汽轮机轴承本体其外径通常在要求值范围以内。而且，轴承本体支撑环7与瓦块8、9和10为一体加工，直径偏差较小，对轴承本体平行度的影响很小。因此，轴承本体外径的测量可以不在轴承本体平行度调整步骤中强制要求。

在本发明的优选实施例中，在步骤S3和S4之间，还包括以下步骤：

S9.将压紧装置2扣合在调整装置5上形成压紧调整装置，测量压紧调整装置的内径；若不符合要求，则在调整装置5与侧部调整板3之间加入调整垫片12以调整压紧调整装置的内径，然后拆除压紧装置2。

图6A示出了压紧装置2与调整装置5扣合后的纵向剖面示意图，图6B是图6A中B-B面剖视图。如图6A所示，压紧装置2扣合在调整装置5上后，形成一个整体，即压紧调整装置。压紧调整装置内部是第一中空结构，该中第一空结构的纵向剖面是一个标准的圆形。在步骤S9中，先将压紧装置2扣合在调整装置5上，使调整装置5承受一定的应力，然后测量压紧调整装置的内径D1和D2，具体测量点如图6A所示。如果内径满足要求，则将压紧装置2拆除，继续步骤S4。如果内径不满足要求，则在调整装置5与侧部调整板3之间加入调整垫片12(如图4所示)，直至满足要求为止。应理解，对于直径为630mm的转子，D1和D2的范围可为1250～1250.105mm；对于直径为750mm的转子，D1和D2的范围可为1500～1500.125mm。也就是说，压紧装置2允许的偏差范围很大，经过生产厂家的出厂检验和核电厂的进货检验后，压紧装置2几乎不可能不合格。另外，在上述步骤S3中，加入了调节垫片12，即便压紧装置2有微量的超标，也可以通过加入调节垫片12来调节D1和D2的值以使D1和D2在要求值范围内。因此，步骤S9对于本申请来说是一个可选择添加的步骤。

在本发明的优选实施例中，步骤S5还包括：在转子11即将落入轴承本体前，使用铜棒轻敲，以使调整装置5、轴承座4和轴承本体在同一侧。如图7所示，调整装置5与轴承座4之间、轴承本体与调整装置5之间都为间隙配合。因此，通过步骤S9中的方法，可保证轴承本体和调整装置位置正确，减少由于就位不准确带来的平行度调整的偏差。

在步骤S6中，引入了压紧装置2，充分考虑了应力对于平行度的影响。而在现有技术当中，汽轮机轴承平行度的调整中并没有使用压紧装置，这也是导致现有技术中平行度调整具有随机性、不可控的原因之一。

在步骤S7中，平行度的测量方法如图5B所示。在轴承支撑环7上，标注了平行度测量点A、B和C，见图5B中的黑色加粗区域。平行度的测量方法具体为：分别在汽轮机侧和发电机侧的测量点A、B和C处测量轴承支撑架7与转子11之间的间距A1、B1、C1和A2、B2、C2，然后对比这两侧对应测量点之间的值以计算差值ΔA＝|A1-A2|、ΔB＝|B1-B2|以及ΔC＝|C1-C2|。如果这三个点的差值ΔA、ΔB和ΔC在要求值范围内，如不大于0.10mm，那么则认为平行度满足要求。如果不满足要求，如大于0.10mm，那么则需要根据计算的平行度差值ΔA、ΔB和ΔC来计算底部调整板6的表面加工量以调整底部调整板6的表面斜率。

在本发明的优选实施例中，底部调整板6的表面加工量与平行度变化值成线性关系。如图8A和8B所示，在本发明中，通过调整底部调整板6的表面F5的斜率来改变平行度。表面F5的斜率是指从汽轮机侧到发电机侧的表面斜率或者是从发电机侧到汽轮机侧的表面斜率。而表面加工量是指表面F5的最大加工高度，该最大加工高度位于汽轮机侧或者发电机侧，取决于需要调整平行度的测量点位于哪一侧。

优选地，对于直径为630mm的转子，底部调整板6的表面加工量x与平行度的变化值Z可表示为：

Za＝-0.301x；Zb＝0.615x；Zc＝1.194x；

其中x表示在汽轮机侧或发电机侧，底部调节板6的单侧加工高度；按照该加工高度，底部调节板的表面被加工成一个固定斜率的斜面。如图5B所示，在轴承本体上，存在三个平行度测量点A、B和C。Za表示对底部调整板6表面加工后，测量点A的平行度变化值；Zb表示对底部调整板6表面加工后，测量点B的平行度变化值；Zc表示对底部调整板6表面加工后，测量点C的平行度变化值。从上述关系式可知，加工量x对测量点C点的影响最大，那是因为根据本发明提供的调整方法，测量点C的平行度偏差最大。根据上述关系式，可能会存在可使平行度满足要求的加工量x有很多个，而x的具体取值本领域技术人员可以根据实际情况，如加工的难易程度、耗时长短等，具体选取，在此不再详述。

优选地，对于直径为750mm的转子，底部调整板的表面加工量与平行度的变化值可表示为：

Za＝-0.273x；Zb＝0.605x；Zc＝1.174x；

其中x表示在汽轮机侧或发电机侧，底部调节板的单侧加工高度；按照该加工高度，底部调节板的表面被加工成一个固定斜率的斜面。如图5B所示，在轴承本体上，存在三个平行度测量点A、B和C。Za表示对底部调整板表面加工后，测量点A的平行度变化值；Zb表示对底部调整板表面加工后，测量点B的平行度变化值；Zc表示对底部调整板表面加工后，测量点C的平行度变化值。从上述关系式可知，加工量x对测量点C点的影响最大，那是因为根据本发明提供的调整方法，测量点C的平行度偏差最大。根据上述关系式，可能会存在可使平行度满足要求的加工量x有很多个，而x的具体取值本领域技术人员可以根据实际情况，如加工的难易程度、耗时长短等，具体选取，在此不再详述。

在上面的实施例中，平行度调整量的精确控制是通过调整底部调整板的表面斜率来实现的。由于底部调整板的表面斜率的加工简单易行，因此本发明大大降低了平行度调整难度。

图7是按照本发明提供的上述汽轮机轴承平行度调整方法调整完成后的设备结构示意图。本发明提供的汽轮机轴承平行度调整设备包括：压紧装置2、侧部调整板3、轴承座4、调整装置5、底部调整板6、轴承本体和转子11。其中轴承本体包括轴承支撑环7、底部支撑瓦块8、上部压紧瓦块9和水平瓦块10。

该汽轮机轴承平行度调整设备是按照上面所述的汽轮机轴承平行度调整方法安装在一起的。调整后的结构如图7所示，图7中的具体结构在上面调整方法中已经详细阐述了，在此不再累述。

从图7中还可以看出，轴承座4上与压紧装置2相接触的平面F1为水平中分面。

在本发明的优选实施例中，调整装置5和侧部调整板3之间还插入了调整垫片12，其具体结构如图4所示。

在本发明的优选实施例中，压紧装置2与轴承座4之间相配合的位置设置了水平调整垫板1，用于调整压紧装置2与轴承座4的配合尺寸。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.单独调整轴承座和调整装置的尺寸；

S2.将底部调整板与调整装置把合，整体放置在轴承座上并通过横向微量移动进行研磨以保证底部调整板接触面积满足要求；

S3.将侧部调整板与调整装置把合，就位调整装置，且在侧部调整板与调整装置之间加入调整垫片；

S4.放入轴承本体，同时在汽轮机侧和发电机侧测量轴承本体外径d1和d2，以确保d1和d2的偏差在要求值以内；

S5.吊进转子；

S6.将压紧装置扣合在调整装置上；

S7.测量轴承的平行度；若满足要求，则调整结束；若不满足要求，则转步骤S8；

S8.计算出平行度偏差值，根据平行度偏差值计算底部调整板的表面加工量以调整其表面斜率，重复上述步骤S2-S7。

2.根据权利要求1所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11.测量并调整轴承座的两个与侧部调整板相接触的平面之间的横向尺寸；

S12.测量并调整轴承座与底部调整板相接触的平面的横向水平度和扬度；

S13.测量并调整调整装置与侧部调整板配合的位置的宽度。

3.根据权利要求1所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，所述底部调整板的表面加工量与平行度变化值成线性关系。

4.根据权利要求3所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，对于直径为630mm的转子，底部调整板的表面加工量与平行度的变化值可表示为：

Za＝-0.301x；Zb＝0.615x；Zc＝1.194x；

其中x表示在汽轮机侧或发电机侧，底部调节板的单侧加工高度；按照该加工高度，底部调节板的表面被加工成一个固定斜率的斜面；

在轴承本体上，存在三个平行度测量点A、B和C；Za表示对底部调整板表面加工后，测量点A的平行度变化值；Zb表示对底部调整板表面加工后，测量点B的平行度变化值；Zc表示对底部调整板表面加工后，测量点C的平行度变化值。

5.根据权利要求3所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，对于直径为750mm的转子，底部调整板的表面加工量与平行度的变化值可表示为：

Za＝-0.273x；Zb＝0.605x；Zc＝1.174x；

其中x表示在汽轮机侧或发电机侧，底部调节板的单侧加工高度；按照该加工高度，底部调节板的表面被加工成一个固定斜率的斜面；

在轴承本体上，存在三个平行度测量点A、B和C；Za表示对底部调整板表面加工后，测量点A的平行度变化值；Zb表示对底部调整板表面加工后，测量点B的平行度变化值；Zc表示对底部调整板表面加工后，测量点C的平行度变化值。

6.根据权利要求1所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：在转子即将落入轴承本体前，使用铜棒轻敲，以使调整装置、轴承座和轴承本体在同一侧。

7.根据权利要求1所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整方法，其特征在于，在所述步骤S3和S4之间还包括以下步骤：

S9.将压紧装置扣合在调整装置上形成压紧调整装置，测量压紧调整装置的内径；若不符合要求，则在侧部调整板与调整装置之间加入调整垫片以调整压紧调整装置的内径，然后拆除压紧装置。

8.一种核电厂汽轮机轴承平行度调整设备，包括轴承座、调整装置、底部调整板、侧部调整板、轴承本体和转子，其特征在于，还包括压紧装置；

所述平行度调整设备通过如权利要求1-7任一项所述的汽轮机轴承平行度调整方法调整汽轮机轴承平行度。

9.根据权利要求8所述的核电厂汽轮机轴承平行度调整设备，其特征在于，还包括调整垫片；

所述平行度调整设备通过如权利要求1或7所述的汽轮机轴承平行度调整方法调整汽轮机轴承平行度。