CN112228169B - 核电汽轮机高压外缸中分面组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法。本公开在实践中发现上半缸体与下半缸体扣合状态下垂弧最小处并非汽轮机高压外缸两侧，而是上半缸体与下半缸体之间的支撑处，因此采用相关技术的方法会使得紧固次序排在支撑处螺栓之后的其他螺栓紧固操作空间不够，致使该其他螺栓紧固不到位，鉴于此，本公开从汽轮机高压外缸上半缸体与下半缸体之间的起始位置，朝向所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置，依次冷紧固各螺栓，有效的为支撑处各螺栓紧固预留充足的操作空间，使得采用本公开方法组装的密封质量大大提高，且避免返工有效缩短组装工期。

Description

核电汽轮机高压外缸中分面组装方法

技术领域

本发明属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法。

背景技术

某核电站的汽轮机高压外缸采用两半式，由上半缸体和下半缸体上下扣合组成。上半缸体和下半缸体在中分面部位用大型双头螺柱和定位双头螺栓连接。高压外缸中分面组装工期较长，组装质量要求高，高压外缸中分面组装质量不足，会导致机组漏汽，甚至停机。例如：2003年某核电站1号机组汽轮机高压缸中分面出现漏汽。2011年某核电站3号机组高压缸中分面出现喷射状漏汽。因此如何缩短高压外缸中分面组装时间并提高高压外缸中分面组装的质量成为亟待解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法，所述方法包括：

确定所述上半缸体与所述下半缸体之间的起始位置，所述起始位置为所述上半缸体与所述下半缸体之间垂弧符合判断条件的位置；

确定所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置；

在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂；

在所述上半缸体与所述下半缸体之间涂覆密封脂后，将所述上半缸体与所述下半缸体相扣合，从所述上半缸体与所述下半缸体之间的起始位置，朝向所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置，依次冷紧固各螺栓，所述各螺栓用于连接所述上半缸体与所述下半缸体；

在冷紧固各螺栓后，对各螺栓进行加热紧固。

在一种可能的实现方式中，在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂，包括：

在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面涂覆密封脂。

在一种可能的实现方式中，所述密封脂的涂覆厚度介于0.4毫米至0.8毫米之间。

在一种可能的实现方式中，在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂，包括：采用刮刀以预设倾斜角度平移将密封脂涂覆在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面上，所述预设倾斜角度介于35度至45度之间。

在一种可能的实现方式中，所述刮刀的长度大于等于所述上半缸体的中分面最大宽度。

在一种可能的实现方式中，在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂之前，所述方法还包括：

针对每个螺栓，若该螺栓被按照预设冷紧力矩紧固后，该螺栓位置的上半缸体与下半缸体的间距大于预设阈值，则将该螺栓的实际组装所采用的冷紧力矩相较于该螺栓的预设冷紧力矩增加预设比例。

在一种可能的实现方式中，所述预设比例为15％。

在一种可能的实现方式中，各螺栓沿轴向开设加热孔，在对各螺栓进行加热紧固时，将电磁加热器设置在各螺栓的加热孔中。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

针对每个螺栓，在该螺栓被加热紧固后，采用铜质锤敲击该螺栓；

在该螺栓被敲击的声音的音频属于阈值区间的情况下，确定该螺栓被紧固到位。

在一种可能的实现方式中，所述阈值区间为介于1000赫兹至1200赫兹。

本发明的有益效果在于：相关技术中，对汽轮机高压外缸中分面的组装方法是从汽轮机高压外缸中部垂弧最大处开始，分别朝向汽轮机高压外缸两侧依次对称的紧固中分面螺栓，但是，采用相关技术进行维修组装后，会导致机组漏汽，本公开在实践中发现上半缸体与下半缸体扣合状态下垂弧最小处并非汽轮机高压外缸两侧，而是上半缸体与下半缸体之间的支撑处，因此采用相关技术的方法会使得紧固次序排在支撑处螺栓之后的其他螺栓紧固操作空间不够，致使该其他螺栓紧固不到位，鉴于此，本公开从汽轮机高压外缸上半缸体与下半缸体之间的起始位置，朝向所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置，依次冷紧固各螺栓，有效的为支撑处各螺栓紧固预留充足的操作空间，使得采用本公开方法组装的密封质量大大提高，且避免返工有效缩短组装工期。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的汽轮机高压外缸中分面螺栓紧固顺序示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的汽轮机高压外缸中分面螺栓紧固标记示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的汽轮机高压外缸中分面螺栓加热线圈安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括：

步骤100，确定所述上半缸体与所述下半缸体之间的起始位置，所述起始位置为所述上半缸体与所述下半缸体之间垂弧符合判断条件的位置；

作为本实施例的一个示例，在步骤100中，可以在上半缸体与下半缸体扣合状态下，将上半缸体与下半缸体之间垂弧大于第一垂弧阈值(判断条件的示例)的位置作为起始位置；也可以将上半缸体与下半缸体之间垂弧从大到小排列的前N个(N为自然数，判断条件的另一示例)位置作为起始位置。起始位置的数量可以根据支撑位置的数量和实际组装需求确定，本公开实施例对此不做限定。

步骤101，确定所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置；

作为本实施例的一个示例，在步骤101中，可以根据设备说明书确定上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置。

需要说明的是，步骤101可以在步骤100之前、之后或与步骤100同时实施，本公开实施例步骤101和步骤100之间的实施顺序不做限定。

步骤102，在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂；

作为本实施例的一个示例，在步骤102中，可以在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面涂覆密封脂。例如，可以采用刮刀以预设倾斜角度平移将密封脂涂覆在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面上，该预设倾斜角度可以介于35度至45度之间。上半缸体的中分面涂覆的密封脂的涂覆厚度可以介于0.4毫米至0.8毫米之间。刮刀的长度可以大于等于所述上半缸体的中分面最大宽度，有利于更加均匀涂覆密封脂。

传统检修工艺中，密封脂都是涂抹在下半缸体中分面上，若有异物颗粒落在黑色密封脂涂层上，不容易被发现，导致上下半缸体贴合后，中分面位置出现泄漏。本公开实施例将密封脂涂抹在上半缸体上，可以有效避免异物落入密封脂中，进一步提高汽轮机高压外缸的组装质量。

步骤103，在所述上半缸体与所述下半缸体之间涂覆密封脂后，将所述上半缸体与所述下半缸体相扣合，从所述上半缸体与所述下半缸体之间的起始位置，朝向所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置，依次冷紧固各螺栓，所述各螺栓用于连接所述上半缸体与所述下半缸体；

图2是根据一示例性实施例示出的汽轮机高压外缸中分面螺栓紧固顺序示意图。作为本实施例的一个示例，如图2所述，该汽轮机高压外缸中分面可以具有两个支撑位置2，和三个起始位置1。

此外，可以根据从起始位置，朝向支撑位置的顺序，依次标记螺栓的序号，可以有效避免螺栓之间相互混淆。

相关技术中，对汽轮机高压外缸中分面的组装方法是从汽轮机高压外缸中部垂弧最大处开始，分别朝向汽轮机高压外缸两侧依次对称的紧固中分面螺栓，但是，采用相关技术进行维修组装后，会导致机组漏汽，本公开在实践中发现上半缸体与下半缸体扣合状态下垂弧最小处并非汽轮机高压外缸两侧，而是上半缸体与下半缸体之间的支撑处，因此采用相关技术的方法会使得紧固次序排在支撑处螺栓之后的其他螺栓紧固操作空间不够，致使该其他螺栓紧固不到位，鉴于此，本公开从汽轮机高压外缸上半缸体与下半缸体之间的起始位置，朝向所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置，依次冷紧固各螺栓，有效的为支撑处各螺栓紧固预留充足的操作空间，使得采用本公开方法组装的密封质量大大提高，且避免返工有效缩短组装工期。

步骤104，在冷紧固各螺栓后，对各螺栓进行加热紧固。

图3是根据一示例性实施例示出的汽轮机高压外缸中分面螺栓紧固标记示意图。如图3所示，可以在缸体上标记热紧角度第一开始位30，在每个螺栓的螺母上进行热紧角度第二开始位20和热紧角度结束位40的标记。可以旋拧螺母，直至热紧角度结束位40与热紧角度第一开始位30相重合。

图4是根据一示例性实施例示出的汽轮机高压外缸中分面螺栓加热线圈安装示意图。如图4所示，各螺栓42沿轴向可以开设加热孔，在对螺栓42进行加热紧固时，可以将电磁加热器41设置在该螺栓42的加热孔中。

本公开采用高频电磁加热工艺，可以缩短螺栓安装工期，带来可观经济效益。以国内某核电厂650WM机组汽轮机为例，在连续作业的前提下，使用传统的电加热棒工艺，需要占用13.7小时的工期，采用高频加热工艺，需要5.5小时，可以将机组启机时间提前8.2小时，以上网电价0.3675元/度(不含税)，满发660MW计算，一次检修可以增加收入198.85万元。

在一种可能的实现方式中，步骤102之前，所述方法还可以包括：

步骤105，针对每个螺栓，若该螺栓被按照预设冷紧力矩紧固后，该螺栓位置的上半缸体与下半缸体的间距大于预设阈值，则将该螺栓的实际组装所采用的冷紧力矩相较于该螺栓的预设冷紧力矩增加预设比例。

需要说明的是，步骤105可以在步骤100和步骤101之前实施，也可以在步骤100和步骤101之后实施。本公开实施例对此不做限定。

举例来讲，可以在组装之前预先对高压外缸中分面平面度扣盖检查：清理高压外缸中分面，将高压外缸上半缸体落到下半缸体上。首先对按照预设冷紧力矩对部分螺栓进行冷紧固，该部分螺栓中，各螺栓之间间隔预设数量的螺栓，且该部分螺栓的数量可以为总螺栓数量的一半。可以分别测量整圈上半缸体与下半缸体的间距，对于间距超过0.03mm(预设阈值的示例)的位置螺栓，可以紧固该螺栓周围的未紧固螺栓，并再次确认该位置上半缸体与下半缸体的间距，若该位置上半缸体与下半缸体的间距仍然超过0.03mm，则将该部分螺栓的实际组装所采用的冷紧力矩相较于该螺栓的预设冷紧力矩增加预设比例(例如15％)，并可以该部分螺栓实际组装所采用的冷紧力矩与该部分螺栓的编号相对应的记录下来，以防止混淆。

经过长期运行后，汽轮机高压外缸中分面都会出现一定的变形，导致上下半中分面无法实现完全有效接触，通过步骤105，可以提前识别出接触较差的位置，从而可以将螺栓的实际冷紧力矩预先调整至合适的程度，有效减少实际安装过程调试，进一步提高组装效率，缩短组装工期。

在一种可能的实现方式中，该方法还可以包括：

针对每个螺栓，在该螺栓被加热紧固后，采用铜质锤敲击该螺栓；

在该螺栓被敲击的声音的音频属于阈值区间的情况下，确定该螺栓被紧固到位。

举例来讲，针对每个加热紧固后的螺栓，可以采用铜质锤敲击该螺栓，并使用声压测量装置检测该螺栓被敲击时发出的声音的音频，在该螺栓被敲击的声音的音频属于阈值区间的情况下，可以确定该螺栓被紧固到位。该阈值区间为介于1000赫兹至1200赫兹。在该螺栓被敲击的声音的音频不属于阈值区间的情况下，可以确定该螺栓尚未被紧固到位。

通常来讲，螺栓的螺纹啮合到位与否，会影响螺栓和螺母的整体刚度，在激振力的作用下，产生不同频率的振动，从而发出高低不同的声音。利用这一原理，本发明提出的铜锤敲击，操作简单，效果直观良好。可以有效的弥补由于人为观察原因，导致未发现螺纹未啮合到位的现象。

应用示例

为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以650WM核电汽轮机为例进行具体说明，应当理解，此处所描述的具体实施案例，仅以解释本发明，不限定本发明。

1、高压外缸中分面平面度扣盖检查：

(1)使用不起毛白布，分别对高压外缸上半缸体和下半缸体的中分面进行清理。

(2)取出高压外缸中分面螺栓。

(3)将一根φ39×10.73M(米)钢丝绳挂在行车副钩上，另一端挂在高压外缸上半缸吊耳上。

(4)将两个20T×5米的手拉葫芦挂在行车副钩上。

(5)使用两根φ36×4M的钢丝绳分别挂在T20×5米的手拉葫芦上。

(6)缓慢升起副钩，高压外缸上升后，检查测量四周抬起高度一致。

(7)回装高压上半缸体的定位销。

(8)将高压外缸上半吊至下半上方，缓慢落下，过程中，监视导汽管法兰面接触情况，一旦出现碰磨则立即停止吊运并调整上半缸体。

(9)回装全部奇数编号或者偶数编号的中分面螺栓。

(10)按预设的“冷紧力矩”参考表，使用量程为4000N.m的气动力矩扳手，将螺栓分三次进行紧固，紧固力矩分别为“冷紧力矩”的30％、70％和100％。其中，“冷紧力矩”参考表可以包括不同型号的螺栓对应的冷紧力矩，以及各螺栓被紧固的顺序。

(11)紧固完成后，使用塞尺，对中分面间隙进行测量。

(12)对于间隙超过0.03mm的位置，再按照预设冷紧力矩回装附近的两颗螺栓。如果间隙仍然超过0.03mm，则提高对应位置四颗螺栓的实际组装时所采用的冷紧力矩，力矩提升梯度为15％，并将实际组装时所采用的冷紧力矩记录在“冷紧力矩”参考表中。

2、密封脂涂抹：

(1)松开并取出所有安装的中分面螺栓。

(2)检查高压外缸内外、上下无联接，高压缸进汽联通管法兰螺栓拆卸完成；高压外缸表面保温拆卸完毕，周围无挡害脚手架和管道，外缸上半具备吊离条件。

(3)将高压上半缸体吊出。

(4)将高压上半缸体吊至空中，离地面高度1.5米。

(5)将MFZ-2型密封脂涂抹在与上半缸体中分面同宽的宽口刮刀上，宽口刮刀可以用2mm厚的不锈钢板制作。

(6)将宽口刮刀与中分面呈35～45°角，宽口刮刀与上半缸体中分面间隙控制在0.6mm。

(7)将宽口刮刀沿缸体中分面缓慢平移，直到整圈中分面涂抹完毕。

(8)回装高压上半缸体的定位销。

(9)通过定位销定位，将高压上半缸体吊回至下半缸体上。

3、螺栓冷紧：

(1)回装所有中分面螺栓。

(2)使用量程为4000N.m(牛顿.米)的气动扳手，按照“冷紧力矩”参考表的紧固顺序和冷紧力矩进行螺栓紧固。应分三次进行力矩施加，分别为最终值的30％、70％和100％。

4、螺栓热紧：

(1)在缸体上进行热紧角度开始位标记，在每个螺栓的螺母上进行热紧角度开始位和结束位的标记。

(2)在螺栓加热孔中，安装高频加热线圈。

(3)“紧固顺序”对螺栓进行高频加热。

5、螺栓紧固效果检查：

(1)检查并记录实际螺栓螺母上的热紧角度结束位标记的旋转角度，若与缸体上的开始位标记一致，说明热紧到位。若热紧角度不足，需要再次执行螺栓热紧；若热紧角度超标，则在螺栓加热孔中，安装高频加热线圈，加热后，微松螺母，直至螺栓螺母上的热紧角度结束位标记的旋转角度与缸体上的开始位标记一致。

(2)使用铜棒，敲击螺母，并使用声压测量装置检测敲击声音的音频。

(3)若敲击后，在该螺栓被敲击的声音的音频属于阈值区间的情况下，可以确定该螺栓被紧固到位。该阈值区间为介于1000赫兹至1200赫兹。在该螺栓被敲击的声音的音频不属于阈值区间的情况下，可以确定该螺栓尚未被紧固到位。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种核电汽轮机高压外缸中分面组装方法，其特征在于，所述方法包括：

确定上半缸体与下半缸体之间的起始位置，所述起始位置为所述上半缸体与所述下半缸体之间垂弧符合判断条件的位置；

确定所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置；

在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂；

在所述上半缸体与所述下半缸体之间涂覆密封脂后，将所述上半缸体与所述下半缸体相扣合，从所述上半缸体与所述下半缸体之间的起始位置，朝向所述上半缸体与所述下半缸体之间的支撑位置，依次冷紧固各螺栓，所述各螺栓用于连接所述上半缸体与所述下半缸体；

在冷紧固各螺栓后，对各螺栓进行加热紧固；

在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂之前，所述方法还包括：

针对每个螺栓，若该螺栓被按照预设冷紧力矩紧固后，该螺栓位置的上半缸体与下半缸体的间距大于预设阈值，则将该螺栓的实际组装所采用的冷紧力矩相较于该螺栓的预设冷紧力矩增加预设比例，所述预设比例为15％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在汽轮机高压外缸的上半缸体与下半缸体之间涂覆密封脂，包括：

在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面涂覆密封脂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述密封脂的涂覆厚度介于0.4毫米至0.8毫米之间。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面涂覆密封脂，包括：

采用刮刀以预设倾斜角度平移将密封脂涂覆在汽轮机高压外缸的上半缸体的中分面上，所述预设倾斜角度介于35度至45度之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述刮刀的长度大于等于所述上半缸体的中分面最大宽度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各螺栓沿轴向开设加热孔，在对各螺栓进行加热紧固时，将电磁加热器设置在各螺栓的加热孔中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

针对每个螺栓，在该螺栓被加热紧固后，采用铜质锤敲击该螺栓；

在该螺栓被敲击的声音的音频属于阈值区间的情况下，确定该螺栓被紧固到位。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阈值区间为介于1000赫兹至1200赫兹。

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