CN112692512A - 核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺，在室温状态下将轴2竖直吊入飞轮内套5内孔中，轻轻下落，至轴2外径与飞轮3内孔接触无间隙，采用量块测量飞轮内套5的F面与轴2的E面之间的距离，记为A值，本发明采用限位过量热套及打油压回调工艺，在高压油膜的作用下，可以使热套应力完全释放，同时，基于飞轮与轴采用1:10锥度配合，飞轮轴向位移10个单位，过盈量就变化1个单位，通过控制油压、油量工艺，可以精确控制飞轮轴向微量移动，进而控制飞轮过盈量微量调整。本发明达到比较高的调整精度，利用此方法调整飞轮的轴向位置偏差在±0.15mm，过盈量偏差在±0.015mm，即解决了有害的应力残留，又保证了安装精度。

Description

核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺
技术领域：
本发明涉及一种核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺。
背景技术：
核电站轴封主泵电机转子飞轮是核一级部件，涉及核电站安全运行，其作用是贮存惯性能量在一旦发生电源故障后，主泵转子依靠惯量在最初关键的时段内依然可以运转一定时间，为快速采取应急预案提供保障，避免核反应堆因过热而导致重大核事故的发生。飞轮的安装质量是安全运行的基础，在厂内组装过程中及在核电站运行一定周期后，就需要对飞轮进行超声波UT无损检验，一旦发现飞轮存在损伤、缺陷等质量问题，就必须进行更换。所以，就需要制定可靠的严格的飞轮装配与拆卸打油压工艺，设计相应工艺装备，对飞轮装配或拆卸操作过程进行控制，高质量的安装需要先进工艺支持。主泵电机转子飞轮与轴采用1:10锥度过盈配合方式，锥度配合的优点在于，飞轮可拆卸实现更换，由于飞轮与轴存在配合过盈量，飞轮热套经过冷热交替过程，配合面会产生应力，留下隐患，必须消除，况且，在冷却过程中飞轮会产生轴向位移，影响飞轮安装过盈量及位置精度。
发明内容：
本发明目的是公开一种安全的、高精度的、可靠的核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺。本发明的技术方案如下：核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺，包括以下步骤:
1)在室温状态下将轴(2)竖直吊入飞轮内套(5)内孔中，轻轻下落，至轴(2)外径与飞轮(3)内孔接触无间隙，采用量块测量飞轮内套(5)的F面与轴(2)的E面之间的距离，记为A值，A值按圆周均分①、②、③、④四个点测量，分别记为A1、A2、A3、A4；根据A值和飞轮内套(5)与轴(2)热套后设计要求的过盈量⊿值，计算确定打油压调整飞轮内套(5)的F面与轴(2)的E面之间的目标距离，记为B值，保证B＝(A-⊿×10)±0.15mm，对应A1、A2、A3、A4值，得出①、②、③、④四个点B值，即B1、B2、B3、B4值，作为飞轮热套打油压调整后的验收标准；
2)根据A值和飞轮内套(5)与轴(2)热套后设计要求的过盈量⊿值，计算热套垫块(1)高度尺寸，记为D值，D＝A-(⊿×10+K)，K为工艺系数，对应A1、A2、A3、A4值，得出对应四个点D值，记为D1、D2、D3、D4值，并按D1、D2、D3、D4值加工垫块(1)高度尺寸，共加工四个垫块(1)，对应标记为1#，2#，3#，4#，如图7所示；
3)根据预计安装的总过盈量⊿+K/10计算飞轮(3)加热温度并加热飞轮(3)，加热到要求温度后，将飞轮(3)吊出加热炉，放置在地坑平台上，用内径千分尺测量飞轮内套(5)内孔实际尺寸，符合胀量要求后，将四个垫块(1)按标记对应放置在飞轮内套(5)F端面①、②、③、④四点处，然后，将轴(2)竖直吊入飞轮内套(5)内孔中，轻轻落实在四个垫块(1)上；
4)待飞轮(3)自然冷却后，飞轮内套(5)与轴(2)因为存在过盈量而成为一体，将四个垫块(1)拆下，将飞轮(3)与轴(2)整体卧式放置，测量此时轴(2)的E面与飞轮内套(5)的F面之间的实际尺寸，记为C值，仍然按①、②、③、④四个点测量，分别记为C1、C2、C3、C4，作为打油压移动飞轮(3)位置的初始数据。
5)安装飞轮打油压工具：将限位块(12)安装在轴(2)环槽中，将推力环(11)安装在限位块(12)外侧，采用螺栓(13)穿过限位块(12)固定在飞轮内套(5)端面上，装入套环(10)，再将推力块(9)安装在相邻的轴(2)槽中，推力块(9)外圆用套环(10)紧固，6个M48螺栓(8)拧入推力块(9)顶紧推力环(11)，并用力矩扳手均匀分次对称预紧螺栓(8)到要求的力矩值N·m，对飞轮(3)施加轴向预紧力；
6)将2个百分表(4)按0°和180°位置分别支在飞轮(3)端面上，监测飞轮(3)轴向移动距离，飞轮(3)的移动距离要求为B-C；
7)将高压油泵(7)通过高压油管(6)连接到飞轮内套(5)油孔，开始加压注油，随时观察百分表(4)指针转动情况，当油泵(7)压力值升到接近飞轮内套(5)开始移动临界值时，停止5分钟，待油充分充满油路后，再缓慢加压少量注油，观察百分表(4)指针旋转情况，当百分表(4)指针旋转到目标值的1/3刻度时停止加压，待百分表(4)指针静止后，测量轴(2)的E面与飞轮内套(5)的F面之间的距离，确定飞轮(3)剩余移动距离；
8)将百分表(4)指针重新归零，重复步骤7)，逐步将飞轮(3)移动到要求位置为止，根据步骤1所述，测量B值，应符合B＝(A-⊿×10)±0.15mm；
9)在B值符合要求后，先拆下高压油管(6)，拆下高压油泵(7)，待12h后依次拆下M48螺栓(8)、套环(10)、推力块(9)、螺栓(13、)推力环(11)、限位块(12)；
10)用量块测量轴(2)N面与飞轮内套(5)的M面之间的距离，圆周均分测量四点，四点数值偏差不应超过0.01mm，按此数据配加工卡环(14)厚度尺寸，安装卡环(14)到轴(2)槽中，安装保险环(17)，安装垫圈(6)，安装螺栓(5)，完成飞轮安装。
本发明的实施效果
本发明创造性的采用限位过量热套及打油压回调工艺，在高压油膜的作用下，可以使热套应力完全释放，同时，基于飞轮与轴采用1:10锥度配合，飞轮轴向位移10个单位，过盈量就变化1个单位，通过控制油压、油量工艺，可以精确控制飞轮轴向微量移动，进而控制飞轮过盈量微量调整，这种工艺的优点是，可以达到比较高的调整精度，利用此方法调整飞轮的轴向位置偏差在±0.15mm，过盈量偏差在±0.015mm，即解决了有害的应力残留，又保证了安装精度。尤其是本发明中，采用了百分表监测显示，增加了可视化程度，更有利于打油压操作与目视观察同时进行，增加了操作的可控性。本发明已经成功应用于国内福清、方家山、田湾三大核电站及海外华龙一号核电站主泵电机产品制造过程中，实践证明，本发明工艺可靠性高，可以达到比较高的安装精度要求。
以往技术是通过旋转预紧螺栓方法，按螺栓螺距计算旋转角度控制飞轮移动量，缺点是不易控制，误差大，一周6个预紧螺栓预紧力不能保持一致，造成飞轮移动后发生倾斜现象，而采用控制油压油量速度的方法就有效克服了这些缺点，锥度配合结构比较复杂，装配调整难度增加，在一般民品领域鲜有采用。
附图说明：
图1为热套飞轮(3)及打油压过程示意图
图2为轴(2)的E面测量点示意图
图3为飞轮内套(5)的F面测量点示意图
图4为安装卡环(14)、保险环(17)示意图
图5为飞轮内套(5)的M面测量点示意图
图6为轴(2)的E面测量点示意图
图7为垫块(1)标记示意图
具体实施方式
一种核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺，包括以下步骤:如图1所示，1)在室温状态下将轴2竖直吊入飞轮内套5内孔中，轻轻下落，至轴2外径与飞轮3内孔接触无间隙，采用量块测量飞轮内套5的F面与轴2的E面之间的距离，记为A值，A值按圆周均分四点测量，分别记为A1、A2、A3、A4，测量点如图2、图3所示，根据A值和飞轮内套5与轴2热套后设计要求的过盈量⊿值，计算确定打油压调整飞轮内套5的F面与轴2的E面之间的距离，记为B值，保证B＝(A-⊿×10)±0.15mm，对应A1、A2、A3、A4值，得出四个点B值，即B1、B2、B3、B4值，作为飞轮热套打油压调整后的验收标准；
2)根据A值和飞轮内套5与轴2热套后设计要求的过盈量⊿值，计算热套垫块1尺寸，记为D值，D＝A-(⊿×10+K)，K为工艺系数，对应A1、A2、A3、A4值，得出四个点D值，记为D1、D2、D3、D4值，按D1、D2、D3、D4值配加工垫块1，共加工四个垫块1，对应标记为1#，2#，3#，4#，如图7所示；
3)根据预计安装的总过盈量⊿+K/10计算飞轮3加热温度，并采用电加热炉加热飞轮3，加热到要求温度后，将飞轮3吊出加热炉，放置在地坑平台上，用内径千分尺测量飞轮内套5内孔实际尺寸，符合胀量要求后，将四个垫块1按标记对应放置在飞轮内套5F端面①、②、③、④四点处，然后，将轴2竖直吊入飞轮内套5内孔中，对准飞轮内套5内孔中心，缓慢下落轴2，使轴2的E面轻轻落实在四个垫块1上；
4)待飞轮3自然冷却后，飞轮内套5与将轴2因为存在过盈量而成为一体，将四个垫块1拆下，将飞轮3与轴2整体卧式放置，用量块测量轴2的E面与飞轮内套5的F面之间的实际尺寸，记为C值，仍然按①、②、③、④四点测量，分别记为C1、C2、C3、C4，作为打油压移动飞轮3位置的初始数据。
5)如图1所示，安装飞轮打油压工具：将限位块12安装在轴2环槽中，将推力环11安装在限位块12外侧，采用螺栓13穿过限位块12固定在飞轮内套5端面上，装入套环10，再将推力块9安装在相邻的轴2槽中，推力块9外圆用套环10紧固，将6个M48螺栓8拧入推力块9顶紧推力环11，并用力矩扳手均匀分次对称预紧M48螺栓8，达到要求的力矩值N·m，对飞轮3施加轴向预紧力，平衡打油压产生的轴向力；
6)如图1所示，将二个百分表4按0°和180°位置分别支在飞轮3端面上，监测飞轮3移动距离，飞轮3的移动距离要求为B-C；
7)将高压油泵7通过高压油管6连接到飞轮内套5油孔，开始加压注油，随时观察百分表4指针情况，当油泵7显示压力值升到移动临界值时，停止5分钟，待油充分充满油路后，再缓慢加压少量注油，观察百分表指针4情况，当百分表指针4旋转到目标值的1/3刻度时停止加压，待指针静止后，用量块测量轴2的E面与飞轮内套5的F面之间的实际距离，确定飞轮3此次的移动距离，确定飞轮3剩余移动距离；
8)将百分表4指针重新调零，重复步骤7)，逐步将飞轮3移动到要求位置为止，根据步骤1所述测量B值，应符合B＝(A-⊿×10)±0.15mm；
9)在B值达到符合要求后，先拆下高压油管6，拆下高压油泵7，待12h后依次拆下M48螺栓8、套环10、推力块9、螺栓13、推力环11、限位块12；
10)如图4所示，用量块测量轴2N面与飞轮内套5的M面之间的距离，圆周均分测量四点，如图5、图6所示，四点数值偏差不应超过0.01mm，按此数据配加工卡环14厚度尺寸，安装卡环14到轴2槽中，安装保险环17，安装垫圈6，安装螺栓5，完成飞轮安装；
11)飞轮拆卸：将轴2与转子飞轮3竖立吊起来，将高压油泵7通过高压油管6连接到飞轮内套5油孔，逐渐缓慢施加油压，当油压压力接近临界值时，停止几分钟，待高压油充满油路，再继续加压，直至飞轮内套5过盈量减小，轴向力加大，飞轮3位置发生移动，直至飞轮3掉下到承接的物品上，完成拆卸工作。

Claims (1)

1.一种核电站轴封主泵电机飞轮拆装打油压工艺，其特征是：包括以下步骤:
1)在室温状态下将轴(2)竖直吊入飞轮内套(5)内孔中，轻轻下落，至轴(2)外径与飞轮(3)内孔接触无间隙，采用量块测量飞轮内套(5)的F面与轴(2)的E面之间的距离，记为A值，A值按圆周均分①、②、③、④四个点测量，分别记为A1、A2、A3、A4；根据A值和飞轮内套(5)与轴(2)热套后设计要求的过盈量⊿值，计算确定打油压调整飞轮内套(5)的F面与轴(2)的E面之间的目标距离，记为B值，保证B＝(A-⊿×10)±0.15mm，对应A1、A2、A3、A4值，得出①、②、③、④四个点B值，即B1、B2、B3、B4值，作为飞轮热套打油压调整后的验收标准；
2)根据A值和飞轮内套(5)与轴(2)热套后设计要求的过盈量⊿值，计算热套垫块(1)高度尺寸，记为D值，D＝A-(⊿×10+K)，K为工艺系数，对应A1、A2、A3、A4值，得出对应四个点D值，记为D1、D2、D3、D4值，并按D1、D2、D3、D4值加工垫块(1)高度尺寸，共加工四个垫块(1)，对应标记为1#，2#，3#，4#，如图7所示；
3)根据预计安装的总过盈量⊿+K/10计算飞轮(3)加热温度并加热飞轮(3)，加热到要求温度后，将飞轮(3)吊出加热炉，放置在地坑平台上，用内径千分尺测量飞轮内套(5)内孔实际尺寸，符合胀量要求后，将四个垫块(1)按标记对应放置在飞轮内套(5)F端面①、②、③、④四点处，然后，将轴(2)竖直吊入飞轮内套(5)内孔中，轻轻落实在四个垫块(1)上；
4)待飞轮(3)自然冷却后，飞轮内套(5)与轴(2)因为存在过盈量而成为一体，将四个垫块(1)拆下，将飞轮(3)与轴(2)整体卧式放置，测量此时轴(2)的E面与飞轮内套(5)的F面之间的实际尺寸，记为C值，仍然按①、②、③、④四个点测量，分别记为C1、C2、C3、C4，作为打油压移动飞轮(3)位置的初始数据。
5)安装飞轮打油压工具：将限位块(12)安装在轴(2)环槽中，将推力环(11)安装在限位块(12)外侧，采用螺栓(13)穿过限位块(12)固定在飞轮内套(5)端面上，装入套环(10)，再将推力块(9)安装在相邻的轴(2)槽中，推力块(9)外圆用套环(10)紧固，6个M48螺栓(8)拧入推力块(9)顶紧推力环(11)，并用力矩扳手均匀分次对称预紧螺栓(8)到要求的力矩值N·m，对飞轮(3)施加轴向预紧力；
6)将2个百分表(4)按0°和180°位置分别支在飞轮(3)端面上，监测飞轮(3)轴向移动距离，飞轮(3)的移动距离要求为B-C；
7)将高压油泵(7)通过高压油管(6)连接到飞轮内套(5)油孔，开始加压注油，随时观察百分表(4)指针转动情况，当油泵(7)压力值升到接近飞轮内套(5)开始移动临界值时，停止5分钟，待油充分充满油路后，再缓慢加压少量注油，观察百分表(4)指针旋转情况，当百分表(4)指针旋转到目标值的1/3刻度时停止加压，待百分表(4)指针静止后，测量轴(2)的E面与飞轮内套(5)的F面之间的距离，确定飞轮(3)剩余移动距离；
8)将百分表(4)指针重新归零，重复步骤7)，逐步将飞轮(3)移动到要求位置为止，根据步骤1所述，测量B值，应符合B＝(A-⊿×10)±0.15mm；
9)在B值符合要求后，先拆下高压油管(6)，拆下高压油泵(7)，待12h后依次拆下M48螺栓(8)、套环(10)、推力块(9)、螺栓(13、)推力环(11)、限位块(12)；
10)用量块测量轴(2)N面与飞轮内套(5)的M面之间的距离，圆周均分测量四点，四点数值偏差不应超过0.01mm，按此数据配加工卡环(14)厚度尺寸，安装卡环(14)到轴(2)槽中，安装保险环(17)，安装垫圈(6)，安装螺栓(5)，完成飞轮安装。
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