CN112682104A - 一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法 - Google Patents
一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于分析及测量控制技术领域,具体涉及一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法。临时安装全部螺栓后,分别用50%和100%油压先对称紧固序号1、5、9、13四组联轴器螺栓,完成后检查联轴器同心度,同心度合格后再分别用50%和100%油压对称紧固其余12根螺栓,全部紧完后再次测量调整联轴器同心度,直至合格。本方法能够精确控制螺栓伸长量,消除现有螺栓安装方法准确度低而导致的联轴器预紧力不足,从而进一步导致汽轮机轴瓦振动大缺陷,以及由此引起的汽轮机可靠性降低和机组运行稳定性降低的问题。
Description
技术领域
本发明属于分析及测量控制技术领域,具体涉及一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法。
背景技术
在百万千瓦级压水堆核电厂中,汽轮机作为核电厂二回路的关键重要设备,是一种将核蒸汽的热能转变为机械能,并带动发电机旋转的原动机。汽轮机各个转子之间设计有联轴器并用螺栓连接,由于汽轮机型号各异,所配备的联轴器螺栓结构及安装方法也不尽相同。
某核电厂1-4号机组汽轮发电机组轴系由一个高中压缸转子(以下简称HIP转子)、两个低压缸转子(以下分别简称LP1转子、LP2转子)和一个发电机转子(以下简称GEN转子)组成,按顺序从前到后依次布置。HIP转子/LP1转子、LP1转子/LP2转子、LP2转子/GEN转子之间设计有联轴器结构,16个螺栓孔均匀分布在每对联轴器轮面圆周上。48组液压螺栓组件分别安装在三对联轴器上,即每对联轴器配备16组液压螺栓,汽轮机联轴器螺栓的作用是连接汽轮机各个转子并传递扭矩。如图1所示,一组联轴器螺栓结构包括一根特制双头螺柱1、一个后侧螺母、一个前侧螺母、一个开口锥心衬套4,一个衬套5、三颗内六角圆柱端紧定螺钉6和三个销7。
电厂大修时,需经常对汽轮机联轴器螺栓进行拆装工作。由于传统的汽轮机联轴器螺栓安装方法不唯一,从而导致安装准确度低,螺栓伸长量无法保证,在某百万千瓦级压水堆核电厂的应用过程中,产生了因螺栓伸长量不足导致的联轴器预紧力不足,从而进一步导致汽轮机轴瓦振动大事件,降低了汽轮机的设备可靠性,影响了系统和机组的安全可靠运行。
因此,发明出一种更可靠的核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,对设备和机组的安全、可靠运行至关重要。
发明内容
针对以上不足,本发明的目的是提供一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,旨在能够精确控制螺栓伸长量,消除现有螺栓安装方法准确度低而导致的联轴器预紧力不足,从而进一步导致汽轮机轴瓦振动大缺陷,以及由此引起的汽轮机可靠性降低和机组运行稳定性降低的问题。
本发明的技术方案如下:
一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,LP1转子和LP2转子之间联轴器共计16组螺栓,螺栓位置按照时钟顺时针方向,从零点开始,时钟的零点位置为1号位联轴器螺栓,一周共计16个联轴器螺栓位均匀排布在圆周面上;
步骤一、测量16根特制双头螺柱1原始长度;
将16组联轴器螺栓各部件按编号进行配对,每组螺栓上所有部件是同一套,螺栓编号与联轴器螺栓孔的编号一致;
分别测量16组联轴器螺栓中16根特制双头螺柱的长度并记录;
步骤二、临时安装16组联轴器螺栓;
依照步骤一的配对结果,临时安装16组联轴器螺栓;
步骤三、正式紧固序号1、5、9、13四组联轴器螺栓;
每一组联轴器螺栓的正式紧固具体步骤如下,在序号1联轴器螺栓的特制双头螺柱的后侧安装好螺栓拉伸工具,连接油管,对特制双头螺柱进行拉伸,使其直径因拉伸而变小;
在油压达到550bar的时候,紧固前侧前侧螺母上的三颗内六角圆柱端紧定螺钉,使其顶动三个销,推动衬套,对开口锥心衬套进行定位,此时不要旋紧后侧螺母;定位后,松开液压拉伸工具,使特制双头螺柱因收缩而直径变大,从而对开口锥心衬套进行膨胀,膨胀了的开口锥心衬套与联轴器螺栓孔形成了过盈配合;
用上述同样方法,依次紧固序号5、9、13三组联轴器螺栓;
在序号联轴器螺栓的特制双头螺柱的后侧安装好螺栓拉伸工具,连接油管,对特制双头螺柱进行拉伸;在油压达到1100bar的时候,再次紧固前侧前侧螺母上的三颗内六角圆柱端紧定螺钉,使其顶动三个销,推动衬套,对开口锥心衬套进行定位,此时旋紧后侧螺母;定位后,松开液压拉伸工具,使特制双头螺柱因收缩而直径变大,从而对开口锥心衬套进行膨胀,再次膨胀了的开口锥心衬套与联轴器螺栓孔的过盈量进一步增大;
用上述同样方法,依次紧固序号5、9、13三组联轴器螺栓;
测量序号1、5、9、13四组联轴器螺栓的特制双头螺柱的拉伸后长度,并根据步骤一的这四根螺柱原始长度,计算序号1、5、9、13特制双头螺柱的伸长量,伸长量应处于0.64-0.72mm合格范围之内;否则重复执行步骤三,增加或者降低拉伸油压值,直至序号1、5、9、13特制双头螺柱的伸长量处于0.64-0.72mm合格范围之内;
步骤四、安装4组联轴器螺栓后检查联轴器同心度;
在LP1转子和LP2转子的联轴器外圆面各安装一只百分表,分别记为表A和表B,百分表需放在同一侧,以方便读数;
启动汽轮机顶轴油系统顶起转子,逆时针盘动汽轮机转子,从百分表指向序号的联轴器螺栓开始,每盘动45°记录两只百分表读数;汽轮机转子共计盘动360°,每只百分表共计有8个数,分别记为A1-A8、B1-B8,相应差值Cn=An-Bn,分别记为C1-C8;则即为联轴器同心度;
计算该联轴器同心度偏差,标准为≤0.02mm,如果超出标准要求,可能由于汽轮机转子挠曲变形尚未完全消除,必要时再继续盘车然后复测同心度;如仍然不符合要求,拆除已安装的4组联轴器螺栓,安装另外对称的4组联轴器螺栓,复测同心度直至合同;
步骤五、正式紧固其余的12组联轴器螺栓;
按照步骤三的紧固方法和紧固顺序,正式紧固剩余的12组联轴器螺栓;
步骤六、测量最终状态联轴器同心度;
在所有16组联轴器螺栓紧固完成且伸长量均合格后,按照步骤四的方法测量最终状态该联轴器同心度;
计算该联轴器同心度偏差,标准为≤0.02mm,如果超出标准要求,可能由于汽轮机转子挠曲变形尚未完全消除,必要时再继续盘车然后复测同心度;如仍然不符合要求,拆除后安装的12组联轴器螺栓并调整安装顺序,复测同心度直至合格,联轴器螺栓安装完成。
所述步骤一,测量16组联轴器螺栓中16根特制双头螺柱的长度,长度单位精确到0.01mm。
所述步骤二,每一组联轴器螺栓安装步骤如下,将开口锥形衬套套穿入联轴器螺栓孔中,开口锥形衬套的大端在前侧、小端在后侧,开口锥形衬套的开口应朝向转子轴心方向;
将特制双头螺柱从后侧一起穿入联轴器螺栓孔中,特制双头螺柱的大端在后侧、小端在前侧;
将衬套从前侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱外部;
将前侧螺母从前侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱外部;手动拧紧前侧螺母,使前侧螺母和衬套之间及衬套与开口锥形衬套之间接触,消除间隙;
将后侧螺母从后侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱外部;手动拧紧后侧螺母;
调整定位好特制双头螺柱前侧端面与联轴器端面距离为5±1.5mm;
在前侧螺母上面沿圆周方向均匀布置有三个小孔,每个小孔依次装入一个销和一颗内六角圆柱端紧定螺钉;旋紧三颗内六角圆柱端紧定螺钉使三个销顶住衬套。
所述步骤四,在LP1转子和LP2转子的联轴器外圆面各安装一只百分表,百分表放在同一侧。
所述步骤二中,所述的前侧和后侧参照方向为从汽轮机往发电机方向看,汽轮机方向为前侧,发电机方向为后侧。
所述步骤三中,紧固螺栓应按油压参考值的50%和100%分两次紧固;
所述步骤三中,螺栓安装完成应以伸长量在合格范围为度量标准,所述的油压值为参考值,实际油压值可根据实际情况增加或减少。
所述步骤四中,汽轮机顶轴油系统应投用,以保证可以顺利盘动汽轮机转子。
本发明的有益效果在于:
1、根据本发明的方法,按油压标准分两次紧固联轴器螺栓,可有效消除了开口锥形衬套膨胀不充分对螺柱伸长量的不利影响,保证了联轴器螺栓紧固力矩满足要求,提高了汽轮机运行可靠性。
2、根据本发明的方法,通过优先安装四组螺栓并测量同心度合格后再执行后续工作,有利于保证所有螺栓安装完后有合格的联轴器同心度,同时也降低了联轴器螺栓重复拆装的可能性,提高了工作效率。
3、根据本发明的方法,在某百万千瓦级压水堆电站1-4号机组汽轮机联轴器螺栓安装,彻底解决了因传统方法安装准确度低而产生的轴瓦振动大缺陷,取得了良好效果。
附图说明
图1为联轴器螺栓结构示意图;
图2为联轴器螺栓紧固顺序示意图;
图3为联轴器同心度测量示意图;
图4为联轴器螺栓安装流程图;
图中:1-特制双头螺柱;2-后侧螺母;3-前侧螺母;4-开口锥形衬套;5-衬套;6-内六角圆柱端紧定螺钉;7-销。
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。
一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,LP1转子和LP2转子之间联轴器共计16组螺栓,螺栓位置按照时钟顺时针方向,从零点开始,时钟的零点位置为1号位联轴器螺栓,一周共计16个联轴器螺栓位均匀排布在圆周面上。
临时安装全部螺栓后,分别用50%和100%油压先对称紧固序号1、5、9、13四组联轴器螺栓,完成后检查联轴器同心度,同心度合格后再分别用50%和100%油压对称紧固其余12根螺栓,全部紧完后再次测量调整联轴器同心度,直至合格,安装流程如图4所示。具体包括以下步骤:
步骤一、测量16根特制双头螺柱1原始长度;
将16组联轴器螺栓各部件按编号进行配对,必须保证每组螺栓上所有部件是同一套,螺栓编号与联轴器螺栓孔的编号一致。
分别测量16组联轴器螺栓中16根特制双头螺柱1的长度并记录,长度单位精确到0.01mm。
步骤二、临时安装16组联轴器螺栓
依照步骤一的配对结果,临时安装16组联轴器螺栓,以一组联轴器螺栓为例,具体步骤如下:
将开口锥形衬套4套穿入联轴器螺栓孔中,开口锥形衬套4的大端在前侧(从汽轮机往发电机方向看,下同)、小端在后侧,开口锥形衬套4的开口应朝向转子轴心方向。
将特制双头螺柱1从后侧一起穿入联轴器螺栓孔中,特制双头螺柱1的大端在后侧、小端在前侧。
将衬套5从前侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱1外部。
将前侧螺母3从前侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱1外部。手动拧紧前侧螺母3,使前侧螺母3和衬套5之间及衬套5与开口锥形衬套4之间接触,消除间隙。
将后侧螺母从后侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱1外部。手动拧紧后侧螺母。
调整定位好特制双头螺柱1前侧端面与联轴器端面距离为5±1.5mm。
在前侧螺母3上面沿圆周方向均匀布置有三个小孔,每个小孔依次装入一个销7和一颗内六角圆柱端紧定螺钉6。旋紧三颗内六角圆柱端紧定螺钉6使三个销7顶住衬套5。
步骤三、正式紧固序号1、5、9、13四组联轴器螺栓
以一组联轴器螺栓为例,正式紧固具体步骤如下:
在序号1联轴器螺栓的特制双头螺柱1的后侧安装好螺栓拉伸工具,连接油管,对特制双头螺柱1进行拉伸,使其直径因拉伸而变小。在油压达到550bar的时候,紧固前侧前侧螺母3上的三颗内六角圆柱端紧定螺钉6,使其顶动三个销7,推动衬套5,对开口锥心衬套4进行定位,此时不要旋紧后侧螺母2。定位后,松开液压拉伸工具,使特制双头螺柱1因收缩而直径变大,从而对开口锥心衬套4进行膨胀,膨胀了的开口锥心衬套4与联轴器螺栓孔形成了过盈配合。过盈配合容易获得并保持联轴器的同心度,能有效地传递扭矩并且消除了联接打滑现象。
用上述同样方法,按图2顺序依次紧固序号5、9、13三组联轴器螺栓。
在序号1联轴器螺栓的特制双头螺柱1的后侧安装好螺栓拉伸工具,连接油管,对特制双头螺柱1进行拉伸。在油压达到1100bar的时候,再次紧固前侧前侧螺母3上的三颗内六角圆柱端紧定螺钉6,使其顶动三个销7,推动衬套5,对开口锥心衬套4进行定位,此时旋紧后侧螺母2。定位后,松开液压拉伸工具,使特制双头螺柱1因收缩而直径变大,从而对开口锥心衬套4进行膨胀,再次膨胀了的开口锥心衬套4与联轴器螺栓孔的过盈量进一步增大。
用上述同样方法,按图2顺序依次紧固序号5、9、13三组联轴器螺栓。
测量序号1、5、9、13四组联轴器螺栓的特制双头螺柱1的拉伸后长度,并根据步骤一的这四根螺柱原始长度,计算序号1、5、9、13特制双头螺柱1的伸长量,伸长量应处于0.64-0.72mm合格范围之内。否则重复执行步骤三,增加或者降低拉伸油压值,直至序号1、5、9、13特制双头螺柱1的伸长量处于0.64-0.72mm合格范围之内。
步骤四、安装4组联轴器螺栓后检查联轴器同心度
在LP1转子和LP2转子的联轴器外圆面各安装一只百分表,分别记为表A和表B,百分表需放在同一侧(如同在左侧或右侧),以方便读数,如图3所示。
启动汽轮机顶轴油系统顶起转子,逆时针(从前侧往后侧看)盘动汽轮机转子,从百分表指向序号1的联轴器螺栓开始,每盘动45°记录两只百分表读数。汽轮机转子共计盘动360°,每只百分表共计有8个数,分别记为A1-A8、B1-B8,相应差值Cn=An-Bn,分别记为C1-C8。则即为联轴器同心度。
计算该联轴器同心度偏差,标准为≤0.02mm,如果超出标准要求,可能由于汽轮机转子挠曲变形尚未完全消除,必要时再继续盘车然后复测同心度。如仍然不符合要求,拆除已安装的4组联轴器螺栓,安装另外对称的4组联轴器螺栓,复测同心度直至合同。
步骤五、正式紧固其余的12组联轴器螺栓
按照步骤三的紧固方法和图2的紧固顺序,正式紧固剩余的12组联轴器螺栓。
步骤六、测量最终状态联轴器同心度
在所有16组联轴器螺栓紧固完成且伸长量均合格后,按照步骤四的方法测量最终状态该联轴器同心度。
计算该联轴器同心度偏差,标准为≤0.02mm,如果超出标准要求,可能由于汽轮机转子挠曲变形尚未完全消除,必要时再继续盘车然后复测同心度。如仍然不符合要求,拆除后安装的12组联轴器螺栓并调整安装顺序,复测同心度直至合格。
联轴器螺栓安装完成。
步骤二中,所述的前侧和后侧参照方向为从汽轮机往发电机方向看,汽轮机方向为前侧,发电机方向为后侧。
步骤三中,紧固螺栓应按油压参考值的50%和100%分两次紧固。
步骤三中,螺栓安装完成应以伸长量在合格范围为度量标准,所述的油压值为参考值,实际油压值可根据实际情况增加或减少。
步骤四中,汽轮机顶轴油系统应投用,以保证可以顺利盘动汽轮机转子。
本发明公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的方法,其他方法可参考通常设计,在不冲突情况下,本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,LP1转子和LP2转子之间联轴器共计16组螺栓,螺栓位置按照时钟顺时针方向,从零点开始,时钟的零点位置为1号位联轴器螺栓,一周共计16个联轴器螺栓位均匀排布在圆周面上;
其特征在于:
步骤一、测量16根特制双头螺柱1原始长度;
将16组联轴器螺栓各部件按编号进行配对,每组螺栓上所有部件是同一套,螺栓编号与联轴器螺栓孔的编号一致;
分别测量16组联轴器螺栓中16根特制双头螺柱的长度并记录;
步骤二、临时安装16组联轴器螺栓;
依照步骤一的配对结果,临时安装16组联轴器螺栓;
步骤三、正式紧固序号1、5、9、13四组联轴器螺栓;
每一组联轴器螺栓的正式紧固具体步骤如下,在序号1联轴器螺栓的特制双头螺柱的后侧安装好螺栓拉伸工具,连接油管,对特制双头螺柱进行拉伸,使其直径因拉伸而变小;
在油压达到550bar的时候,紧固前侧前侧螺母上的三颗内六角圆柱端紧定螺钉,使其顶动三个销,推动衬套,对开口锥心衬套进行定位,此时不要旋紧后侧螺母;定位后,松开液压拉伸工具,使特制双头螺柱因收缩而直径变大,从而对开口锥心衬套进行膨胀,膨胀了的开口锥心衬套与联轴器螺栓孔形成了过盈配合;
用上述同样方法,依次紧固序号5、9、13三组联轴器螺栓;
在序号联轴器螺栓的特制双头螺柱的后侧安装好螺栓拉伸工具,连接油管,对特制双头螺柱进行拉伸;在油压达到1100bar的时候,再次紧固前侧前侧螺母上的三颗内六角圆柱端紧定螺钉,使其顶动三个销,推动衬套,对开口锥心衬套进行定位,此时旋紧后侧螺母;定位后,松开液压拉伸工具,使特制双头螺柱因收缩而直径变大,从而对开口锥心衬套进行膨胀,再次膨胀了的开口锥心衬套与联轴器螺栓孔的过盈量进一步增大;
用上述同样方法,依次紧固序号5、9、13三组联轴器螺栓;
测量序号1、5、9、13四组联轴器螺栓的特制双头螺柱的拉伸后长度,并根据步骤一的这四根螺柱原始长度,计算序号1、5、9、13特制双头螺柱的伸长量,伸长量应处于0.64-0.72mm合格范围之内;否则重复执行步骤三,增加或者降低拉伸油压值,直至序号1、5、9、13特制双头螺柱的伸长量处于0.64-0.72mm合格范围之内;
步骤四、安装4组联轴器螺栓后检查联轴器同心度;
在LP1转子和LP2转子的联轴器外圆面各安装一只百分表,分别记为表A和表B;
启动汽轮机顶轴油系统顶起转子,逆时针盘动汽轮机转子,从百分表指向序号的联轴器螺栓开始,每盘动45°记录两只百分表读数;汽轮机转子共计盘动360°,每只百分表共计有8个数,分别记为A1-A8、B1-B8,相应差值Cn=An-Bn,分别记为C1-C8;则即为联轴器同心度;
计算该联轴器同心度偏差,标准为≤0.02mm,如果超出标准要求,可能由于汽轮机转子挠曲变形尚未完全消除,必要时再继续盘车然后复测同心度;如仍然不符合要求,拆除已安装的4组联轴器螺栓,安装另外对称的4组联轴器螺栓,复测同心度直至合同;
步骤五、正式紧固其余的12组联轴器螺栓;
按照步骤三的紧固方法和紧固顺序,正式紧固剩余的12组联轴器螺栓;
步骤六、测量最终状态联轴器同心度;
在所有16组联轴器螺栓紧固完成且伸长量均合格后,按照步骤四的方法测量最终状态该联轴器同心度;
计算该联轴器同心度偏差,标准为≤0.02mm,如果超出标准要求,可能由于汽轮机转子挠曲变形尚未完全消除,必要时再继续盘车然后复测同心度;如仍然不符合要求,拆除后安装的12组联轴器螺栓并调整安装顺序,复测同心度直至合格,联轴器螺栓安装完成。
2.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤一,测量16组联轴器螺栓中16根特制双头螺柱的长度,长度单位精确到0.01mm。
3.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤二,每一组联轴器螺栓安装步骤如下,将开口锥形衬套套穿入联轴器螺栓孔中,开口锥形衬套的大端在前侧、小端在后侧,开口锥形衬套的开口应朝向转子轴心方向;
将特制双头螺柱从后侧一起穿入联轴器螺栓孔中,特制双头螺柱的大端在后侧、小端在前侧;
将衬套从前侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱外部;
将前侧螺母从前侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱外部;手动拧紧前侧螺母,使前侧螺母和衬套之间及衬套与开口锥形衬套之间接触,消除间隙;
将后侧螺母从后侧螺栓孔中套装在特制双头螺柱外部;手动拧紧后侧螺母;
调整定位好特制双头螺柱前侧端面与联轴器端面距离为5±1.5mm;
在前侧螺母上面沿圆周方向均匀布置有三个小孔,每个小孔依次装入一个销和一颗内六角圆柱端紧定螺钉;旋紧三颗内六角圆柱端紧定螺钉使三个销顶住衬套。
4.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤四,在LP1转子和LP2转子的联轴器外圆面各安装一只百分表,百分表放在同一侧。
5.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤二中,所述的前侧和后侧参照方向为从汽轮机往发电机方向看,汽轮机方向为前侧,发电机方向为后侧。
6.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤三中,紧固螺栓应按油压参考值的50%和100%分两次紧固。
7.如权利要求6所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤三中,螺栓安装完成应以伸长量在合格范围为度量标准,所述的油压值为参考值,实际油压值可根据实际情况增加或减少。
8.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机联轴器螺栓安装方法,其特征在于:所述步骤四中,汽轮机顶轴油系统应投用,以保证可以顺利盘动汽轮机转子。
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