CN112284738A - 一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分析及测量控制技术领域，具体公开了一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，包括以下步骤：步骤1：拆除轴瓦上半部分；步骤2：半瓦状态下向非工作面方向推轴；步骤3：半瓦状态下向工作面方向推轴；步骤4：计算半瓦状态下汽轮机转子推力盘3的轴向位移值；步骤5：全瓦状态下向非工作面方向推轴；步骤6：全瓦状态下向工作面方向推轴；步骤7：计算全瓦状态下汽轮机转子推力盘3的轴向位移值。本发明通过设置半瓦状态观察消除了瓦块弹量变化对轴向位移测量及零点标定准确度的不利影响，为全瓦状态下轴向位移测量及零点标定提高了准确度，解决了因零点标定准确度低而产生的轴向位移高报警故障。

Description

一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法

技术领域

本发明属于分析及测量控制技术领域，具体涉及一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法。

背景技术

汽轮机是核电站二回路的关键动力设备，高压蒸汽从进汽管进入汽轮机，通过喷管时发生膨胀，压力降低，流速增加，使蒸汽的热能转变为汽流的动能。离开喷管的高速汽流冲动动叶栅，使转子旋转做功，汽流的动能进一步转换成机械功。

在现有的百万千瓦级压水堆核电站中，汽轮机在运行过程中存在着轴向推力，为了保证在一定的动静间隙下汽轮机转子不被破坏，必须在汽轮机转子的推力盘两侧布置推力轴承。轴向位移指转子沿主轴方向的串动，反映的是汽轮机转动部分和静止部分的相对位置，轴向位移变化，说明静子和转子轴向相对位置发生了变化。如果轴向位移减少过多时，减少量接近或者超过机组动静部分最小轴向间隙时，将会发生动静部分摩擦，使机组因此而损坏；如果轴向位移增加过大时，推力瓦温度升高过多造成磨损，继而造成动静摩擦。

汽轮机对轮螺栓靠背轮处普遍设计三个电涡流式轴向位移传感器，其主要功能是监测汽轮机轴向位移变化，以反映汽轮机推力盘与推力轴承的相对位置，进而反映汽轮机转动与静止部件的相对轴向移动，避免推力瓦异常磨损，保障设备运行安全。在汽轮机解体检修等工作之后，需要将轴向位移传感器重新进行零点标定，使以准确显示汽轮机运行过程中的轴向位移量。

由于传统的轴向位移传感器零点标定方法准确度不足，导致在某百万千瓦级压水堆核电站的应用过程中，产生了多次轴向位移高报警故障，影响了系统和机组的安全可靠运行。

因此，开发出一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，对设备和机组的安全、可靠运行至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，旨在消除现有零点标定方法准确性低而导致汽轮机轴向位移高报警，以及由此引起的汽轮机可用率低和机组运行稳定性低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，用于测量汽轮机转子推力盘在非工作面轴瓦和工作面轴瓦之间的位移量，包括以下步骤：

步骤1：拆除轴瓦上半部分；

步骤2：半瓦状态下向非工作面方向推轴，记录汽轮机转子推力盘与非工作面轴瓦压紧时的推力F1，以及释放推力后汽轮机转子推力盘相对于与非工作面轴瓦压紧时的位移a1；

步骤3：半瓦状态下向工作面方向推轴，记录汽轮机转子推力盘与工作面轴瓦压紧时的推力F2、汽轮机转子推力盘相对于与非工作面轴瓦压紧时的位移δ1，以及释放推力后汽轮机转子推力盘相对于与工作面轴瓦压紧时的位移a2；

步骤4：计算半瓦状态下汽轮机转子推力盘的轴向位移值J1＝δ1-a1-a2；

步骤5：回装非工作面轴瓦和工作面轴瓦的上半部分，在全瓦状态下使用推力F1向非工作面方向推轴，记录释放推力后汽轮机转子推力盘相对于与非工作面轴瓦压紧时的位移a3；

步骤6：全瓦状态下使用推力F2向工作面方向推轴，记录汽轮机转子推力盘相对于与非工作面轴瓦压紧时的位移δ2，以及释放推力后汽轮机转子推力盘相对于与工作面轴瓦压紧时的位移a4；

步骤7：计算全瓦状态下汽轮机转子推力盘的轴向位移值J2＝δ2-a3-a4。

在所述汽轮机转子靠背轮处设有汽轮机轴向位移传感器，用于监测汽轮机轴向位移变化。

步骤2中，将汽轮机转子推力盘推至非工作面轴瓦，当无法拨动非工作面轴瓦时，判断汽轮机转子推力盘已与非工作面轴瓦压紧，停止推轴，记录此时推力F1并将汽轮机轴向位移传感器的读数调至0；

释放推力F1至0，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器读数a1。

步骤3中，将汽轮机转子推力盘推向工作面轴瓦，当无法拨动工作面轴瓦时，判断汽轮机转子推力盘已与工作面轴瓦压紧，停止推轴，记录此时推力F2和汽轮机轴向位移传感器的读数δ1,并将汽轮机轴向位移传感器的读数调至0；

释放推力F2至0，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器读数a2。

步骤5中，回装非工作面轴瓦和工作面轴瓦的上半部分，使用推力F1将汽轮机转子推力盘推至非工作面轴瓦，将汽轮机轴向位移传感器的读数调整至0；

释放推轴压力F1至零，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器读数a3。

步骤6中，使用推力F2将汽轮机转子推力盘推至工作面轴瓦，记录此时汽轮机轴向位移传感器的读数δ2，并将汽轮机轴向位移传感器的读数调至0；

释放推轴压力F2至零，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器读数a4。

步骤6中，释放推轴压力F2至零后，标定此位置为汽轮机组轴向位移零点。

步骤4中，如J1<0.20mm或J1>0.30mm，则对非工作面轴瓦和工作面轴瓦进行厚度调整，并重新进行步骤2～步骤3，直至0.20mm≤J1≤0.30mm。

步骤2中，通过缓慢增压千斤顶将汽轮机转子推力盘推至非工作面轴瓦，在停止推轴后记录此时千斤顶压力值P1；

计算千斤顶的推力F1＝P1×S1，其中S1为千斤顶的受力面积。

步骤3中，通过缓慢增压千斤顶将汽轮机转子推力盘推向工作面轴瓦，停止推轴后记录此时千斤顶压力值P2；

计算千斤顶的推力F2＝P2×S2，其中S2为千斤顶的受力面积。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明通过设置半瓦状态观察消除了瓦块弹量变化对轴向位移测量及零点标定准确度的不利影响，为全瓦状态下轴向位移测量及零点标定提高了准确度。

(2)根据本发明方法，在某百万千瓦级核电汽轮机组进行轴向位移测量及零点标定，彻底解决了因零点标定准确度低而产生的轴向位移高报警故障，取得了良好效果。

附图说明

图1为推轴布置示意图；

图2为推轴过程状态1示意图；

图3为推轴过程状态2示意图；

图4为推轴过程状态3示意图；

图5为推轴过程状态4示意图；

图6为推轴过程状态5示意图。

图中：1.非工作面轴瓦；2.工作面轴瓦；3.汽轮机转子推力盘；4.汽轮机轴向位移传感器。

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。

一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，如图1所示，用于测量汽轮机转子推力盘3在非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2之间的位移量，并标定汽轮机组轴向位移零点，在所述汽轮机转子靠背轮处设有汽轮机轴向位移传感器4，用于监测汽轮机轴向位移变化；方法包括以下步骤：

步骤1：拆除轴瓦上半部分

拆除非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2的上半部分，如图2所示，使得非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2的下半部分瓦块露出，以便通过拨动非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2的下半部分瓦块判断汽轮机转子推力盘3在推轴过程中是否与非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2压紧；

步骤2：半瓦状态下向非工作面方向推轴

如图3所示，通过缓慢增压千斤顶将汽轮机转子推力盘3推至非工作面轴瓦1，当无法拨动非工作面轴瓦1时，判断汽轮机转子推力盘3已与非工作面轴瓦1压紧，停止推轴，记录此时千斤顶压力值P1并将汽轮机轴向位移传感器4的读数调至0；

计算千斤顶的推力F1＝P1×S1，其中S1为千斤顶的受力面积；

释放千斤顶的推力F1至0，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器4读数a1；

步骤3：半瓦状态下向工作面方向推轴

如图4所示，通过缓慢增压千斤顶将汽轮机转子推力盘3推向工作面轴瓦2，当无法拨动工作面轴瓦2时，判断汽轮机转子推力盘3已与工作面轴瓦2压紧，停止推轴，记录此时千斤顶压力值P2和汽轮机轴向位移零点传感器4的读数δ1，并将汽轮机轴向位移传感器4的读数调至0；

计算千斤顶的推力F2＝P2×S2，其中S2为千斤顶的受力面积

释放千斤顶的推力F2至0，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器4读数a2；

步骤4：计算半瓦状态下汽轮机转子推力盘3的轴向位移值

计算半瓦状态下汽轮机转子推力盘3的轴向位移值J1＝δ1-a1-a2；

如J1<0.20mm或J1>0.30mm，则对非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2进行厚度调整，并重新进行步骤2～步骤3，直至0.20mm≤J1≤0.30mm；

步骤5：全瓦状态下向非工作面方向推轴

如图5所示，回装非工作面轴瓦1和工作面轴瓦2的上半部分，使用推力F1将汽轮机转子推力盘3推至非工作面轴瓦1，将汽轮机轴向位移传感器4的读数调整至0，释放推轴压力F1至零，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器4读数a3；

步骤6：全瓦状态下向工作面方向推轴

如图6所示，使用推力F2将汽轮机转子推力盘3推至工作面轴瓦2，记录此时汽轮机轴向位移零点传感器4的读数δ2，并将汽轮机轴向位移传感器4的读数调至0；

释放推轴压力F2至零，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器4读数a4；

标定此位置为汽轮机组轴向位移零点；

步骤7：计算全瓦状态下汽轮机转子推力盘3的轴向位移值

计算全瓦状态下汽轮机转子推力盘3的轴向位移值J2＝δ2-a3-a4。

Claims (10)

1.一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：用于测量汽轮机转子推力盘(3)在非工作面轴瓦(1)和工作面轴瓦(2)之间的位移量，包括以下步骤：

步骤1：拆除轴瓦上半部分；

步骤2：半瓦状态下向非工作面方向推轴，记录汽轮机转子推力盘(3)与非工作面轴瓦(1)压紧时的推力F1，以及释放推力后汽轮机转子推力盘(3)相对于与非工作面轴瓦(1)压紧时的位移a1；

步骤3：半瓦状态下向工作面方向推轴，记录汽轮机转子推力盘(3)与工作面轴瓦(2)压紧时的推力F2、汽轮机转子推力盘(3)相对于与非工作面轴瓦(1)压紧时的位移δ1，以及释放推力后汽轮机转子推力盘(3)相对于与工作面轴瓦(2)压紧时的位移a2；

步骤4：计算半瓦状态下汽轮机转子推力盘(3)的轴向位移值J1＝δ1-a1-a2；

步骤5：回装非工作面轴瓦(1)和工作面轴瓦(2)的上半部分，在全瓦状态下使用推力F1向非工作面方向推轴，记录释放推力后汽轮机转子推力盘(3)相对于与非工作面轴瓦(1)压紧时的位移a3；

步骤6：全瓦状态下使用推力F2向工作面方向推轴，记录汽轮机转子推力盘(3)相对于与非工作面轴瓦(1)压紧时的位移δ2，以及释放推力后汽轮机转子推力盘(3)相对于与工作面轴瓦(2)压紧时的位移a4；

步骤7：计算全瓦状态下汽轮机转子推力盘(3)的轴向位移值J2＝δ2-a3-a4。

2.如权利要求1所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：在所述汽轮机转子靠背轮处设有汽轮机轴向位移传感器(4)，用于监测汽轮机轴向位移变化。

3.如权利要求2所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤2中，将汽轮机转子推力盘(3)推至非工作面轴瓦(1)，当无法拨动非工作面轴瓦(1)时，判断汽轮机转子推力盘(3)已与非工作面轴瓦(1)压紧，停止推轴，记录此时推力F1并将汽轮机轴向位移传感器(4)的读数调至0；

释放推力F1至0，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器(4)读数a1。

4.如权利要求2所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤3中，将汽轮机转子推力盘(3)推向工作面轴瓦(2)，当无法拨动工作面轴瓦(2)时，判断汽轮机转子推力盘(3)已与工作面轴瓦(2)压紧，停止推轴，记录此时推力F2和汽轮机轴向位移传感器(4)的读数δ1,并将汽轮机轴向位移传感器(4)的读数调至0；

释放推力F2至0，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器(4)读数a2。

5.如权利要求2所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤5中，回装非工作面轴瓦(1)和工作面轴瓦(2)的上半部分，使用推力F1将汽轮机转子推力盘(3)推至非工作面轴瓦(1)，将汽轮机轴向位移传感器(4)的读数调整至0；

释放推轴压力F1至零，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器(4)读数a3。

6.如权利要求2所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤6中，使用推力F2将汽轮机转子推力盘(3)推至工作面轴瓦(2)，记录此时汽轮机轴向位移传感器(4)的读数δ2，并将汽轮机轴向位移传感器(4)的读数调至0；

释放推轴压力F2至零，记录释放推力后汽轮机轴向位移传感器(4)读数a4。

7.如权利要求1～6任一项所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤6中，释放推轴压力F2至零后，标定此位置为汽轮机组轴向位移零点。

8.如权利要求7所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤4中，如J1<0.20mm或J1>0.30mm，则对非工作面轴瓦(1)和工作面轴瓦(2)进行厚度调整，并重新进行步骤2～步骤3，直至0.20mm≤J1≤0.30mm。

9.如权利要求8所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤2中，通过缓慢增压千斤顶将汽轮机转子推力盘(3)推至非工作面轴瓦(1)，在停止推轴后记录此时千斤顶压力值P1；

计算千斤顶的推力F1＝P1×S1，其中S1为千斤顶的受力面积。

10.如权利要求8所述的一种核电汽轮机组轴向位移测量及零点标定方法，其特征在于：步骤3中，通过缓慢增压千斤顶将汽轮机转子推力盘(3)推向工作面轴瓦(2)，停止推轴后记录此时千斤顶压力值P2；

计算千斤顶的推力F2＝P2×S2，其中S2为千斤顶的受力面积。

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