CN113595301A - 一种1300mw核电发电机机座及其装配焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种1300MW核电发电机机座，包括相连的三段构架：励端构架、中端构架和汽端构架，所述励端构架包括励端机架和包覆在励端机架外侧的励端外罩板和设于励端构架下端的出线盒支座；所述中端构架包括中端机架和包覆在中端机架外侧的中端外罩板，所述中端机架包括多个平行设置的中壁板，所述各中壁板之间还设有沿中壁板圆周设置的一组风道板，所述汽端构架包括汽端机架和包覆在汽端机架外侧的汽端外罩板；所述励端构架、中端构架和汽端构架内还设有连通三段构架的导氢管。本发明所述的一种1300MW核电发电机机座，采取三段式组装、焊接，方便组装，便于控制各个装配尺寸，且其强度、刚度和密封性好，安全系数高、焊缝致密性高，散热性能好。

Description

一种1300MW核电发电机机座及其装配焊接工艺

技术领域

本发明属于发电配套设备技术领域，特别涉及一种1300MW核电发电机机座。本发明还涉及一种1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺。

背景技术

随着电力需求的持续增长,以及资源环境的压力日益突出,核电发展成为我国能源政策的新方向.核电站是一种高能量、少耗料的电站，核电站可以大大减少电站燃料的运输和储存问题，且核电站燃料费用较低，发电成本也较低，并可减少污染。核电的发展有力支撑了中国电力工业的持续健康发展。

1300MW的核电发电机的功率大，大功率的发电机机座的体积也比较大。而机座作为发电机中最大、最重的构件，需承受转子质量，整体结构较大，而且零部件较多，焊接量大，极易产生收缩变形，所以对装配焊接的要求甚高，必须控制好机座的装配尺寸。故机座的装配焊接质量，以及对于整体的降温，对整个发电机至关重要。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供1300MW核电发电机机座，其采取励端构架、中端构架及汽端构架三段式组装、焊接，方便机座的组装，便于控制各个装配尺寸，且其强度、刚度和密封性好，安全系数高、焊缝致密性高，散热性能好，可实现核电机座的系列化、模块化。

技术方案：一种1300MW核电发电机机座，包括抵接相连的三段构架：励端构架、中端构架和汽端构架，所述励端构架包括励端机架和包覆在励端机架外侧的励端外罩板和设于励端构架下端的出线盒支座，所述励端机架包括励端外壁、中壁板，所述励端外壁与中壁板之间设有多个沿励端外壁圆周设置的第一筋板；所述中端构架包括中端机架和包覆在中端机架外侧的中端外罩板，所述中端机架包括多个平行设置的中壁板，所述各中壁板之间设有多个撑杆，并通过撑杆相连接，且所述各中壁板之间还设有沿中壁板圆周设置的一组风道板，所述汽端构架包括汽端机架和包覆在汽端机架外侧的汽端外罩板，所述汽端机架包括汽端外壁、中壁板，所述汽端外壁与中壁板之间设有多个沿汽端外壁圆周设置的第二筋板；所述励端构架、中端构架和汽端构架内还设有连通三段构架的导氢管。采取励端构架、中端构架及汽端构架三段式相连，方便机座的组装，便于控制各个装配尺寸，且其强度、刚度和密封性好，安全系数高、焊缝致密性高；并通过设置的风道板与导氢管结合提高机座的散热性能。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座，所述风道板一组设有10-16个，优选为12-16个，加强中壁板的连接强度和机座的冷却性能；所述风道板为上大下小的U形板，底面设有通风孔，提高风道板的通风性。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座，所述撑杆上设有铁芯固定凸环，所述铁芯固定凸环上方设有固定在中壁板上的铁芯调节块，调节铁芯位置，并保证铁芯的安装强度与安装位准确性。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座，所述励端外罩板、中端外罩板与汽端外罩板外侧中心对称设有底脚板，所述底脚板上设有一组均匀排布的加强筋板，提高底脚板的焊接强度和稳固性。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座，所述励端构架、中端构架与汽端构架外侧与底面均设有一组人孔法兰，便于检修维护。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座，所述励端外罩板及汽端外罩板顶部均设有水管法兰，外侧一侧均设有吊攀座，所述汽端外罩板外侧靠近底脚板处设有测温引线法兰，所述励端外罩板外侧靠近底脚板处设有测振法兰，各法兰孔的设置便于各功能部件的安装。

本发明还提供一种1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，包括以下步骤：

1）加工：根据图纸加工各零件；

2）三段构架装配焊接：a）励端构架装配焊接：通过立式叠装法装配励端机架，然后将励端外罩板装配到励端机架上，并用工艺块固定励端外罩板纵缝，其次装配励端外罩板上的吊攀座，最后将装配好的励端构架吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接； b）中端构架装配焊接：通过立式叠装法装配中端机架，各中壁板采用反变形工艺及等高工艺撑管支撑装配焊接，控制焊接变形，然后将中端外罩板装配到中端机架上，并用工艺块固定中端外罩板纵缝，最后将装配好的中端构架吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接；c）汽端构架装配焊接：通过立式叠装法装配汽端机架，然后将汽端外罩板装配到汽端机架上，并用工艺块固定汽端外罩板纵缝，其次装配汽端外罩板上的吊攀座，最后将装配好的汽端构架吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接；

3）机座装配对接：分别将焊接好的三段构架吊装于对接架上对接，并通过搁蹬调节吊攀座来调节各构架对接位置；

4）校正：校正出线盒支座面水平，汽端外壁与励端外壁端面垂度度，各壁板的中心同轴度及平行度；

5）机座环缝焊接：校正后焊接对接环缝，从机座高度1M处向上焊接；

6）各法兰装焊：对应人孔法兰、水管法兰、测温引线法兰、测振法兰位置划各法兰开孔线，开孔，然后装焊各法兰；

7）底脚板装焊：左右分别装焊底脚板及加强筋板，且底脚板单件焊前采用反变形机制；

8）检测：检测机座重要尺寸公差及焊缝质量，为保证焊缝质量，可进行气密和水压检测及MT、PT、UT、RT无损检测。机座装焊好后的尺寸技术指标为：机座总长度尺寸公差+4mm～-6mm，机座外壁对机座轴向中心线的垂直度≤5mm，各机壁同轴度≤5m；底脚板到机座中心的高度公差+2mm～-3mm，出线盒支座的平面到机座轴向中心线的高度公差±3mm。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，所述步骤1中励端外壁、汽端外壁及中壁板采用优质压力容器用Q345R钢板通过多次数控火焰切割技术加工而成，通过多次数控火焰切割技术加工尺寸大无法通过整张钢板直接下料获取的零件，可在提高材料利用率的前提下，保证零件尺寸精度，降低钢材损耗，提高切割生产效率。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，所述步骤2中中壁板反变形工艺为：装焊时，测量每层中壁板的厚度，每件均布测量8点，收集数据形成曲线图，然后根据数据曲线图在中壁板上下方向较左右方向半径放大约3mm，作为预变形量，待机座完成焊接后，中壁板内圆会形成一个接近整圆的状态，从而控制焊接变形量。

进一步的，上述的1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，所述步骤8中检测焊缝质量采用超声波探伤检测所有具备气密要求的焊缝，确保焊缝质量。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述的1300MW核电发电机机座，采取励端构架、中端构架及汽端构架三段式相连，方便机座的组装，便于控制各个装配尺寸，且其强度、刚度和密封性好，安全系数高、焊缝致密性高；并通过设置的风道板与导氢管结合提高机座的散热性能；

2、本发明所述的1300MW核电发电机机座，将励端构架、中端构架及汽端构架采用立式叠装法分别装配焊接，极大地简化了焊接工艺，不需要使用大设备装配焊接，也简化了运输、装配工作，并通过高新加工技术提高加工质量、反变形工装等工艺有效控制焊接变形量，使得发电机机座各个装配尺寸误差小，焊缝质量好，提高了机座的整体焊接强度，从而实现核电机座的系列化、模块化技术标准，提高产品性能指标，提升产品市场竞争力。

附图说明

图1为本发明所述的1300MW核电发电机机座的结构示意图；

图2为本发明所述的1300MW核电发电机机座的俯视结构示意图；

图3为本发明所述的1300MW核电发电机机座的内部结构立体示意图；

图4为本发明所述的1300MW核电发电机机座的剖视立体示意图；

图中：1励端构架、11励端机架、111励端外壁、112第一筋板、12励端外罩板、13出线盒支座、14测振法兰、2中端构架、21中端机架、211中壁板、212撑杆、213风道板、214铁芯固定凸环、215铁芯调节块、22中端外罩板、3汽端构架、31汽端机架、311汽端外壁、312第二筋板、32汽端外罩板、33测温引线法兰、4导氢管、5底脚板、加强筋板、6人孔法兰、7水管法兰、8吊攀座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如果图1-4所示，一种1300MW核电发电机机座，包括抵接相连的三段构架：励端构架1、中端构架2和汽端构架3，所述励端构架1包括励端机架11和包覆在励端机架11外侧的励端外罩板12和设于励端构架1下端的出线盒支座13，所述励端机架11包括励端外壁111、中壁板211，所述励端外壁111与中壁板211之间设有多个沿励端外壁111圆周设置的第一筋板112；所述中端构架2包括中端机架21和包覆在中端机架21外侧的中端外罩板22，所述中端机架21包括多个平行设置的中壁板211，所述各中壁板211之间设有多个撑杆212，并通过撑杆212相连接，且所述各中壁板211之间还设有沿中壁板211圆周设置的一组风道板213，所述汽端构架3包括汽端机架31和包覆在汽端机架31外侧的汽端外罩板32，所述汽端机架31包括汽端外壁311、中壁板211，所述汽端外壁311与中壁板211之间设有多个沿汽端外壁311圆周设置的第二筋板312；所述励端构架1、中端构架2和汽端构架3内还设有连通三段构架的导氢管4。采取励端构架1、中端构架2及汽端构架3三段式相连，方便机座的组装，便于控制各个装配尺寸，且其强度、刚度和密封性好，安全系数高、焊缝致密性高；并通过设置的风道板213与导氢管4结合提高机座的散热性能。

如果图4所示，所述撑杆212上设有铁芯固定凸环214，所述铁芯固定凸环214上方设有固定在中壁板211上的铁芯调节块215，调节铁芯位置，并保证铁芯的安装强度与安装位置准确性。

实施例2

如果图1-4所示，一种1300MW核电发电机机座，包括抵接相连的三段构架：励端构架1、中端构架2和汽端构架3，所述励端构架1包括励端机架11和包覆在励端机架11外侧的励端外罩板12和设于励端构架1下端的出线盒支座13，所述励端机架11包括励端外壁111、中壁板211，所述励端外壁111与中壁板211之间设有多个沿励端外壁111圆周设置的第一筋板112；所述中端构架2包括中端机架21和包覆在中端机架21外侧的中端外罩板22，所述中端机架21包括多个平行设置的中壁板211，所述各中壁板211之间设有多个撑杆212，并通过撑杆212相连接，且所述各中壁板211之间还设有沿中壁板211圆周设置的一组风道板213，所述汽端构架3包括汽端机架31和包覆在汽端机架31外侧的汽端外罩板32，所述汽端机架31包括汽端外壁311、中壁板211，所述汽端外壁311与中壁板211之间设有多个沿汽端外壁311圆周设置的第二筋板312；所述励端构架1、中端构架2和汽端构架3内还设有连通三段构架的导氢管4。采取励端构架1、中端构架2及汽端构架3三段式相连，方便机座的组装，便于控制各个装配尺寸，且其强度、刚度和密封性好，安全系数高、焊缝致密性高；并通过设置的风道板213与导氢管4结合提高机座的散热性能。

所述风道板213一组设有10-16个，优选为12-16个，加强中壁板211的连接强度和机座的冷却性能；所述风道板213为上大下小的U形板，底面设有通风孔。

如果图4所示，所述撑杆212上设有铁芯固定凸环214，所述铁芯固定凸环214上方设有固定在中壁板211上的铁芯调节块215，调节铁芯位置，并保证铁芯的安装强度与安装位置准确性。

所述励端构架1、中端构架2与汽端构架3外侧与底面均设有一组人孔法兰6，便于检修维护。

所述励端外罩板12、中端外罩板22与汽端外罩板32外侧中心对称设有底脚板5，所述底脚板5上设有一组均匀排布的加强筋板51，提高底脚板51的焊接强度和稳固性。

如果图1-2所示，所述励端外罩板12及汽端外罩板32顶部均设有水管法兰7，外侧一侧均设有吊攀座8，所述汽端外罩板32外侧靠近底脚板5处设有测温引线法兰33，所述励端外罩板12外侧靠近底脚板5处设有测振法兰14。

一种1300MW核电发电机机座的工作方法，包括以下步骤：

1）加工：根据图纸加工各零件。所述励端外壁111、汽端外壁311及中壁板211采用优质压力容器用Q345R钢板通过多次数控火焰切割技术加工而成。

2）三段构架装配焊接：a）励端构架1装配焊接：通过立式叠装法装配励端机架11，然后将励端外罩板12装配到励端机架11上，并用工艺块固定励端外罩板12纵缝，其次装配励端外罩板12上的吊攀座8，最后将装配好的励端构架1吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接； b）中端构架2装配焊接：通过立式叠装法装配中端机架21，各中壁板211采用反变形工艺及等高工艺撑管支撑装配，控制焊接变形，装焊时，测量每层中壁板211的厚度，每件均布测量8点，收集数据形成曲线图，然后根据数据曲线图在所述中壁板211上下方向较左右方向半径放大约3mm作为预变形量实现反变形，使得机座最终完成焊接后，中壁板211内圆会形成一个接近整圆的状态控制变形量；然后将中端外罩板22装配到中端机架21上，并用工艺块固定中端外罩板22纵缝，最后将装配好的中端构架2吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接；c）汽端构架3装配焊接：通过立式叠装法装配汽端机架31，然后将汽端外罩板32装配到汽端机架31上，并用工艺块固定汽端外罩板32纵缝，其次装配汽端外罩板32上的吊攀座8，最后将装配好的汽端构架3吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接；

3）机座装配对接：分别将焊接好的三段构架吊装于对接架上对接，并通过搁蹬调节吊攀座8来调节各构架对接位置；

4）校正：校正出线盒支座13面水平，汽端外壁311与励端外壁111端面垂度度，各壁板的中心同轴度及平行度；

5）机座环缝焊接：校正后焊接对接环缝，从机座高度1M处向上焊接；

6）各法兰装焊：对应人孔法兰6、水管法兰7、测温引线法兰33、测振法兰14位置划各法兰开孔线，开孔，然后装焊各法兰；

7）底脚板装焊：左右分别装焊底脚板5及加强筋板51，且底脚板5单件焊前采用反变形机制；

8）检测：检测机座重要尺寸公差及焊缝质量，为保证焊缝质量，可进行气密和水压检测及MT、PT、UT、RT无损检测，并通过超声波探伤检测所有具备气密要求的焊缝。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种1300MW核电发电机机座，其特征在于：包括抵接相连的三段构架：励端构架（1）、中端构架（2）和汽端构架（3），所述励端构架（1）包括励端机架（11）和包覆在励端机架（11）外侧的励端外罩板（12）和设于励端构架（1）下端的出线盒支座（13），所述励端机架（11）包括励端外壁（111）、中壁板（211），所述励端外壁（111）与中壁板（211）之间设有多个沿励端外壁（111）圆周设置的第一筋板（112）；所述中端构架（2）包括中端机架（21）和包覆在中端机架（21）外侧的中端外罩板（22），所述中端机架（21）包括多个平行设置的中壁板（211），所述各中壁板（211）之间设有多个撑杆（212），并通过撑杆（212）相连接，且所述各中壁板（211）之间还设有沿中壁板（211）圆周设置的一组风道板（213），所述汽端构架（3）包括汽端机架（31）和包覆在汽端机架（31）外侧的汽端外罩板（32），所述汽端机架（31）包括汽端外壁（311）、中壁板（211），所述汽端外壁（311）与中壁板（211）之间设有多个沿汽端外壁（311）圆周设置的第二筋板（312）；所述励端构架（1）、中端构架（2）和汽端构架（3）内还设有连通三段构架的导氢管（4）。

2.根据权利要求1所述的一种1300MW核电发电机机座，其特征在于：所述风道板（213）一组设有10-16个，所述风道板（213）为上大下小的U形板，底面设有通风孔。

3.根据权利要求1所述的一种1300MW核电发电机机座，其特征在于：所述撑杆（212）上设有铁芯固定凸环（214），所述铁芯固定凸环（214）上方设有固定在中壁板（211）上的铁芯调节块（215）。

4.根据权利要求1所述的一种1300MW核电发电机机座，其特征在于：所述励端外罩板（12）、中端外罩板（22）与汽端外罩板（32）外侧中心对称设有底脚板（5），所述底脚板（5）上设有一组均匀排布的加强筋板（51）。

5.根据权利要求1所述的一种1300MW核电发电机机座，其特征在于：所述励端构架（1）、中端构架（2）与汽端构架（3）外侧与底面均设有一组人孔法兰（6）。

6.根据权利要求1所述的一种1300MW核电发电机机座，其特征在于：所述励端外罩板（12）及汽端外罩板（32）顶部均设有水管法兰（7），外侧一侧均设有吊攀座（8），所述汽端外罩板（32）外侧靠近底脚板（5）处设有测温引线法兰（33），所述励端外罩板（12）外侧靠近底脚板（5）处设有测振法兰（14）。

7.一种1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）加工：根据图纸加工各零件；

2）三段构架装配焊接：a）励端构架（1）装配焊接：通过立式叠装法装配励端机架（11），然后将励端外罩板（12）装配到励端机架（11）上，并用工艺块固定励端外罩板（12）纵缝，其次装配励端外罩板（12）上的吊攀座（8），最后将装配好的励端构架（2）吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接； b）中端构架（2）装配焊接：通过立式叠装法装配中端机架（21），各中壁板（211）采用反变形工艺及等高工艺撑管支撑装配焊接，控制焊接变形，然后将中端外罩板（22）装配到中端机架（21）上，并用工艺块固定中端外罩板（22）纵缝，最后将装配好的中端构架（2）吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接；c）汽端构架（3）装配焊接：通过立式叠装法装配汽端机架（31），然后将汽端外罩板（32）装配到汽端机架（31）上，并用工艺块固定汽端外罩板（32）纵缝，其次装配汽端外罩板（32）上的吊攀座（8），最后将装配好的汽端构架（3）吊装在工装架上，采用焊接装置进行焊接；

3）机座装配对接：分别将焊接好的三段构架吊装于对接架上对接，并通过搁蹬调节吊攀座（8）来调节各构架对接位置；

4）校正：校正出线盒支座（13）面水平，汽端外壁（311）与励端外壁（111）端面垂度度，各壁板的中心同轴度及平行度；

5）机座环缝焊接：校正后焊接对接环缝；

6）各法兰装焊：对应人孔法兰（6）、水管法兰（7）、测温引线法兰（33）、测振法兰（14）位置划各法兰开孔线，开孔，然后装焊各法兰；

7）底脚板（5）装焊：左右分别装焊底脚板（5）及加强筋板（51），且底脚板（5）单件焊前采用反变形机制；

8）检测：检测机座重要尺寸公差及焊缝质量。

8.根据权利要求7所述的一种1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，其特征在于：所述步骤1中励端外壁（111）、汽端外壁（311）及中壁板（211）采用优质压力容器用Q345R钢板通过多次数控火焰切割技术加工而成。

9.根据权利要求7所述的一种1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，其特征在于：所述步骤2中中壁板（211）反变形工艺为：装焊时，测量每层中壁板（211）的厚度，每件均布测量8点，收集数据形成曲线图，然后根据数据曲线图在中壁板（211）上下方向较左右方向半径放大约3mm，作为预变形量。

10.根据权利要求7所述的一种1300MW核电发电机机座的装配焊接工艺，其特征在于：所述步骤8中检测焊缝质量采用超声波探伤检测所有具备气密要求的焊缝。

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